專利名稱：聚光太陽能電池裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能光伏發(fā)電領(lǐng)域，特別是一種提高光電轉(zhuǎn)換效率的太陽 能電池裝置。
背景技術(shù)：
太陽能作為取之不盡用之不竭的環(huán)保潔凈新能源越來越受到人們的重視， 世界各國都在大力發(fā)展太陽能的研究開發(fā)和利用技術(shù)，由太陽能替代礦物能 源生產(chǎn)電能。但目前的太陽能發(fā)電技術(shù)還存在著許多問題，雖然太陽能光伏 電池從制造應用技術(shù)方面日趨成熟，但太陽能電池板的價格昂貴，光電轉(zhuǎn)化
效率無法進一步提高，目前最高只能達到18%左右，無法實現(xiàn)發(fā)電的商業(yè)化 運作和大規(guī)模的發(fā)展。
研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，太陽能電池實際可以承受比正常太陽光更高的光強，通 過聚光來提高電池的接收光強，意味著光電轉(zhuǎn)化效率可以進一步提高，太陽 能電池的相對成本可以明顯降低，達到太陽能發(fā)電能夠商業(yè)化運作的水平。
通過聚光提高太陽能發(fā)電的效益，國內(nèi)外已經(jīng)有過一些報道，比如利用 菲涅爾透鏡或多面體聚光器。但存在的問題一是透射聚光的光強均勻性差， 焦點以外的光線較弱；二是長時間聚焦在一點容易損害太陽能電池，縮短使 用壽命；三是隨著陽光的斜移，需設(shè)置太陽跟蹤系統(tǒng)，更提高了太陽能發(fā)電 成本。因此，目前太陽能發(fā)電效益不理想，使太陽能不能有效地替代日趨緊 張的電能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可提高太陽能發(fā)電效益且使用壽命長的聚光太
陽能電池裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種聚光太陽能電池裝置，多塊光伏電池以陣列形式平鋪在一個平面上， 其特征在于在該陣列兩端各設(shè)置一支架，兩支架的橫板之間安裝多塊條形透 鏡，每塊條形透鏡兩端裝有貫穿橫板的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸兩端中至少一個頂端裝有 風葉輪，風葉輪帶動條形透鏡轉(zhuǎn)動。
所述光伏電池與條形透鏡之間的距離由透鏡的焦距確定。 所述透鏡采用菲涅爾透鏡。菲涅爾透鏡兩端通過卡夾與轉(zhuǎn)軸固定。 所述支架立柱的上端開有供橫板卡入的直槽，立柱柱身開有供卡銷貫穿 的銷孔。
所述的一個平面是矩形金屬水箱的頂面，光伏電池與該頂面密貼，水箱 具有進水口和出水口。
所述光伏電池與條形透鏡之間的距離略小于透鏡的焦距。
本發(fā)明將光伏電池以陣列形式布置，陣列上方布置多條可轉(zhuǎn)動的條形透 鏡，聚焦的光線產(chǎn)生較高的光強以掃描方式掃過光伏電池的整個表面，相比 于現(xiàn)有固定透鏡焦點結(jié)構(gòu)， 一是以空間換時間，由于條形透鏡在轉(zhuǎn)動，整個 光伏電池上表面都能夠依次得到光強漸強或漸弱的照射；二是光伏電池與條 形透鏡之間的距離略小于透鏡的焦距，當陽光偏斜時，總有一部分轉(zhuǎn)動的透 鏡焦距落在其下方的光伏電池或相鄰光伏電池的上表面，因此在一個較長的
時間段，比如白天八小時，其光電轉(zhuǎn)化效率反而提高；三是聚焦產(chǎn)生較高的 光強以掃描方式掃過光伏電池的整個表面，避免光伏電池上表面某一點或某 一線長時間照射而被灼傷，加之光伏電池底面與具有散熱效果的金屬水箱表面密貼，使用壽命明顯延長。


圖l為本發(fā)明的俯視示意圖。 圖2為圖1中A —A處截面圖。
圖3為圖1中B-B處截面圖。 圖4為另一透鏡截面圖。
圖5為本發(fā)明透鏡與光伏電池之間的距離設(shè)定示意圖。
具體實施例方式
參照圖l、圖2、圖3，聚光太陽能電池裝置，多塊光伏電池6以陣列形 式平鋪在一個平面上，本實施例陣列是4 X 4，平鋪在一個矩形金屬水箱9的 頂面，光伏電池與該頂面密貼，水箱9具有進水口 91和出水口 92，這樣光伏 電池通過水箱散熱，最高溫度被水箱限定。在該陣列兩端各設(shè)置一支架，支 架由橫板2和立柱5組成，立柱5的上端開有供橫板2卡入的直槽，立柱柱 身開有多個供卡銷4貫穿的銷孔51，橫板2兩端各卡入立柱5的直槽內(nèi)，并 由卡銷4支承，卡銷4插入不同的銷孔51，可調(diào)整橫板的高度，也即調(diào)整凸 透鏡與光伏電池之間的距離。凸透鏡采用條形菲涅爾透鏡3，兩支架的橫板2 之間安裝四塊平行的條形菲涅爾透鏡3,每塊條形透鏡位于一列光伏電池上 方，其兩端通過卡夾22與轉(zhuǎn)軸8固定，轉(zhuǎn)軸8通過軸承7貫穿橫板2，轉(zhuǎn)軸 8的兩端各裝有風葉輪1，這樣只要有微小的風力，風葉輪就能帶動條形菲涅 爾透鏡轉(zhuǎn)動，無需另配電源。
凸透鏡與光伏電池之間的距離由透鏡的焦距確定，也即安裝時首先要測 定所選透鏡的焦距，通過調(diào)整橫板2的高度實現(xiàn)。該距離最好略小于透鏡的 焦距，使透鏡的焦點P落在光伏電池6的后面，如圖5所示，焦點不落在光 伏電池6的表面，可避免光伏電池被灼傷，當透鏡轉(zhuǎn)動時，焦點P會掃過相 鄰的光伏電池表面，增加短時間的光強，達到最大的發(fā)電效率。
圖4所示條形透鏡另一實施例，截面為雙面凸弧面。
權(quán)利要求
1、一種聚光太陽能電池裝置，多塊光伏電池(6)以陣列形式平鋪在一個平面上，其特征在于在該陣列兩端各設(shè)置一支架，兩支架的橫板(2)之間安裝多塊條形透鏡(3)，每塊條形透鏡兩端裝有貫穿橫板的轉(zhuǎn)軸(8)，轉(zhuǎn)軸兩端中至少一個頂端裝有風葉輪(1)，風葉輪帶動條形透鏡轉(zhuǎn)動。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚光太陽能電池裝置，其特征在于光伏電池(6) 與條形透鏡(3)之間的距離由透鏡的焦距確定。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚光太陽能電池裝置，其特征在于所述透鏡采用菲涅爾透鏡。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚光太陽能電池裝置，其特征在于菲涅爾透鏡 兩端通過卡夾(22)與轉(zhuǎn)軸(8)固定。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚光太陽能電池裝置，其特征在于支架立柱(5) 的上端開有供橫板卡入的直槽，立柱柱身開有供卡銷(4)貫穿的銷孔(51)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的聚光太陽能電池裝置，其特征在于所述的一個 平面是矩形金屬水箱(9)的頂面，光伏電池與該頂面密貼，水箱具有進水口 和出水口。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚光太陽能電池裝置，其特征在于光伏電池與 條形透鏡之間的距離略小于透鏡的焦距。
全文摘要
本發(fā)明屬于太陽能光伏發(fā)電領(lǐng)域，特別是一種聚光太陽能電池裝置，多塊光伏電池(6)以陣列形式平鋪在一個平面上，其特征在于在該陣列兩端各設(shè)置一支架，兩支架的橫板(2)之間安裝多塊條形透鏡(3)，每塊條形透鏡兩端裝有貫穿橫板的轉(zhuǎn)軸(8)，轉(zhuǎn)軸兩端中至少一個頂端裝有風葉輪(1)，風葉輪帶動條形透鏡轉(zhuǎn)動。本發(fā)明將多條可轉(zhuǎn)動的條形透鏡聚焦的光線產(chǎn)生較高的光強以掃描方式掃過光伏電池的整個表面，整個光伏電池上表面都能夠依次得到光強漸強或漸弱的照射，光電轉(zhuǎn)化效率提高，使用壽命延長，發(fā)電成本降低，使太陽能發(fā)電商業(yè)化運行成為可能。
文檔編號H01L31/052GK101431116SQ20081016283
公開日2009年5月13日 申請日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者李婉珍 申請人:李婉珍