專利名稱：一種菲涅爾透鏡線聚焦光伏建筑墻板模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光伏發(fā)電裝置，尤其涉及一種菲涅爾透鏡線聚焦光伏建筑墻 板模塊。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)將成為未來基礎(chǔ)能源的重要組成部分。但是成本較高，為了 降低成本、提高光電轉(zhuǎn)化效率，聚光光伏發(fā)電技術(shù)得到了發(fā)展，聚光光伏發(fā)電技術(shù)是通過聚 光器而使較大面積的陽(yáng)光會(huì)聚在一個(gè)較小的范圍內(nèi)，克服太陽(yáng)輻射能流密度低的缺陷，可 以成倍提高太陽(yáng)能電池的短路電流，從而使得同樣數(shù)量的半導(dǎo)體材料產(chǎn)生更多的電能，而 增加的聚光部件的價(jià)格遠(yuǎn)低于所節(jié)約的半導(dǎo)體材料價(jià)格，從而大幅度降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的 成本，有利于光伏發(fā)電系統(tǒng)在我國(guó)的推廣應(yīng)用。目前聚光光伏裝置的集光角特性不好，例如對(duì)入射光線的方向十分敏感，很小的 指向誤差就會(huì)使電池輸出功率大大降低，即系統(tǒng)容差特性比較小，因此必須對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行二 維精確跟蹤，導(dǎo)致成本高，可靠性變差，并且傳統(tǒng)聚光光伏系統(tǒng)的電池板降溫設(shè)備得到的熱 能不方便利用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為解決上述問題，提出了一種菲涅爾透鏡線聚焦光伏建筑墻板模塊， 它在一定程度上改善現(xiàn)有的聚焦聚光光伏發(fā)電裝置的系統(tǒng)容差特性比較小的缺陷，采用一 維跟蹤系統(tǒng)、可靠性高、成本低、熱能副產(chǎn)品便于收集利用等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種菲涅爾透鏡線聚焦光伏建筑墻板模塊，其特征在于由模塊支架6、菲涅爾透鏡 聚光系統(tǒng)、聚光太陽(yáng)能電池組件、降溫集熱管3，保溫板4，轉(zhuǎn)軸7、電機(jī)、追日伺服系統(tǒng)等組 成。其中菲涅爾透鏡聚光系統(tǒng)由N個(gè)線性菲涅爾透鏡1平行安裝在模塊支架上6構(gòu) 成，菲涅爾透鏡是高透光玻璃下的菲涅爾透鏡貼膜材料或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料 等材料制成；安裝時(shí)線性菲涅爾透鏡的棱鏡母線與墻面豎直方向平行，也就是說與墻面水 平方向垂直。其中聚光太陽(yáng)能電池組件與上述菲涅爾透鏡聚光系統(tǒng)有對(duì)應(yīng)關(guān)系，即在菲涅爾透 鏡的焦線上或焦線附近區(qū)域設(shè)置太陽(yáng)能電池片2 ；太陽(yáng)能電池片2形狀是平面的或曲面的， 采用多晶硅、單晶硅、非晶硅、砷化鎵多節(jié)電池或有機(jī)薄膜電池。其中降溫集熱管3是金屬管或?qū)嵝粤己玫乃芰瞎埽螤钍欠焦芑驁A管，與電池 板背光面緊貼，之間涂抹導(dǎo)熱油或?qū)崮z；導(dǎo)熱管內(nèi)用空氣或水作為降溫工質(zhì)，溫度升高的 工質(zhì)可以作為建筑的空調(diào)熱源，熱水也可直接使用，導(dǎo)熱管可以在生產(chǎn)時(shí)裝入模塊，在施工 時(shí)把各模塊的管子相接，或者在模塊生產(chǎn)時(shí)，不裝管子，在施工時(shí)根據(jù)實(shí)際情況裁制合適長(zhǎng) 度的管子安裝。[0010]其中保溫板4采用聚合物發(fā)泡型保溫材料，如EPS材料。其中菲涅爾透鏡聚光系統(tǒng)中的透鏡以轉(zhuǎn)軸7為圓心，通過追日伺服系統(tǒng)控制電機(jī) 驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中電池板與其相對(duì)位置不發(fā)生變化，降溫集熱管3與其相對(duì)位置 也不變。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、本實(shí)用新型采用了菲涅耳聚光棱鏡陣列，提高了單位面積的光通量和能流密 度，提高了電池單位面積輸出功率，太陽(yáng)能電池的用量?jī)H為固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)的1/5到 1/10。2、本實(shí)用新型采用了一維動(dòng)態(tài)線聚焦，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低，易維護(hù)。3、本實(shí)用新型采用了把線聚焦菲涅爾聚光棱鏡陣列收集太陽(yáng)光線發(fā)電裝置與外 墻保溫技術(shù)巧妙結(jié)合，實(shí)現(xiàn)模塊化，便于施工維護(hù)，促進(jìn)光伏與建筑一體化的技術(shù)進(jìn)步。4、本實(shí)用新型把線聚焦菲涅爾聚光棱鏡陣列收集太陽(yáng)光線發(fā)電裝置與節(jié)能空調(diào) 技術(shù)巧妙結(jié)合，實(shí)現(xiàn)光伏轉(zhuǎn)化的熱能副產(chǎn)品回收利用，便于施工維護(hù)，促進(jìn)光伏與建筑一體 化和節(jié)能建筑的技術(shù)進(jìn)步。

圖1是菲涅爾透鏡聚光光伏裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型一種菲涅爾透鏡線聚焦光伏建筑墻板模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，該圖 為俯視圖。其中1—菲涅爾透鏡，2——太陽(yáng)能電池片，3——降溫管集熱管，4——保溫板， 5——陽(yáng)光，6——模塊支架，7——轉(zhuǎn)軸。
具體實(shí)施方式
一種菲涅爾透鏡線聚焦光伏建筑墻板模塊，其特征在于由模塊支架6、菲涅爾透鏡 聚光系統(tǒng)、聚光太陽(yáng)能電池組件、降溫集熱管3，保溫板4，轉(zhuǎn)軸7、電機(jī)、追日伺服系統(tǒng)等組 成。其中菲涅爾透鏡聚光系統(tǒng)由N個(gè)線性菲涅爾透鏡1平行安裝在模塊支架6上構(gòu) 成，菲涅爾透鏡是高透光玻璃下的菲涅爾透鏡貼膜材料或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料 等材料制成；安裝時(shí)線性菲涅爾透鏡的棱鏡母線與墻面豎直方向平行，也就是說與墻面水 平方向垂直。其中聚光太陽(yáng)能電池組件與上述菲涅爾透鏡聚光系統(tǒng)有對(duì)應(yīng)關(guān)系，即在菲涅爾透 鏡的焦線上或焦線附近區(qū)域設(shè)置太陽(yáng)能電池片2 ；太陽(yáng)能電池片2形狀是平面的或曲面的， 采用多晶硅、單晶硅、非晶硅、砷化鎵多節(jié)電池或有機(jī)薄膜電池。其中降溫集熱管3是金屬管或?qū)嵝粤己玫乃芰瞎?，形狀是方管或圓管，與電池 板背光面緊貼，之間涂抹導(dǎo)熱油或?qū)崮z；導(dǎo)熱管內(nèi)用空氣或水作為降溫工質(zhì)，溫度升高的 工質(zhì)可以作為建筑的空調(diào)熱源，熱水也可直接使用，導(dǎo)熱管可以在生產(chǎn)時(shí)裝入模塊，在施工 時(shí)把各模塊的管子相接，或者在模塊生產(chǎn)時(shí)，不裝管子，在施工時(shí)根據(jù)實(shí)際情況裁制合適長(zhǎng) 度的管子安裝。其中保溫板4采用聚合物發(fā)泡型保溫材料，如EPS材料。[0025] 其中菲涅爾透鏡聚光系統(tǒng)中的透鏡以轉(zhuǎn)軸7為圓心，通過追日伺服系統(tǒng)控制電機(jī) 驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中電池板與其相對(duì)位置不發(fā)生變化，降溫集熱管3與其相對(duì)位置 也不變。
權(quán)利要求一種菲涅爾透鏡線聚焦光伏建筑墻板模塊，其特征在于由模塊支架(6)、菲涅爾透鏡聚光系統(tǒng)、聚光太陽(yáng)能電池組件、降溫集熱管(3)，保溫板(4)，轉(zhuǎn)軸(7)、電機(jī)、追日伺服系統(tǒng)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種菲涅爾透鏡線聚焦光伏建筑墻板模塊，其特征在于其 中菲涅爾透鏡聚光系統(tǒng)由線性菲涅爾透鏡(1)平行安裝在模塊支架(6)上構(gòu)成，菲涅爾透 鏡是高透光玻璃下的菲涅爾透鏡貼膜材料或聚甲基丙烯酸甲酯材料制成；安裝時(shí)線性菲涅 爾透鏡的棱鏡母線與墻面豎直方向平行，也就是說與墻面水平方向垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種菲涅爾透鏡線聚焦光伏建筑墻板模塊，其特征在于聚 光太陽(yáng)能電池組件與上述菲涅爾透鏡聚光系統(tǒng)有對(duì)應(yīng)關(guān)系，即在菲涅爾透鏡的焦線上或焦 線附近區(qū)域設(shè)置太陽(yáng)能電池片⑵；太陽(yáng)能電池片⑵形狀是平面的或曲面的，采用多晶 硅、單晶硅、非晶硅、砷化鎵多節(jié)電池或有機(jī)薄膜電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種菲涅爾透鏡線聚焦光伏建筑墻板模塊，其特征在于降 溫集熱管(3)是金屬管或?qū)嵝粤己玫乃芰瞎埽螤钍欠焦芑驁A管，與電池板背光面緊貼， 之間涂抹導(dǎo)熱油或?qū)崮z；導(dǎo)熱管內(nèi)用空氣或水作為降溫工質(zhì)，溫度升高的工質(zhì)可以作為 建筑的空調(diào)熱源，熱水也可直接使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種菲涅爾透鏡線聚焦光伏建筑墻板模塊，其特征在于保 溫板(4)采用聚合物發(fā)泡型保溫材料。
6.一種菲涅爾透鏡線聚焦光伏建筑墻板模塊，其特征在于其中菲涅爾透鏡聚光系統(tǒng) 中的透鏡以轉(zhuǎn)軸(7)為圓心，通過追日伺服系統(tǒng)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中電池 板與其相對(duì)位置不發(fā)生變化，降溫集熱管(3)與其相對(duì)位置也不變。
專利摘要本實(shí)用新型一種菲涅爾透鏡線聚焦光伏建筑墻板模塊，其特征在于由模塊支架(6)、菲涅爾透鏡聚光系統(tǒng)、聚光太陽(yáng)能電池組件、降溫管集熱管(3)，保溫板(4)，轉(zhuǎn)軸(7)、電機(jī)、追日伺服系統(tǒng)等組成。優(yōu)點(diǎn)是采用了菲涅耳聚光棱鏡陣列，提高了單位面積的光通量和能流密度，提高了電池單位面積輸出功率，節(jié)省電池板；采用了一維太陽(yáng)進(jìn)行跟蹤，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低，便于維護(hù)；采用了把聚焦光伏發(fā)電裝置與外墻保溫技術(shù)巧妙結(jié)合、以及與節(jié)能空調(diào)技術(shù)巧妙結(jié)合，實(shí)現(xiàn)光伏轉(zhuǎn)化的熱能副產(chǎn)品回收利用，實(shí)現(xiàn)模塊化，便于施工維護(hù)，促進(jìn)光伏與建筑一體化和節(jié)能建筑的技術(shù)進(jìn)步。
文檔編號(hào)H01L31/058GK201746999SQ20102011294
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者付勃, 張濤, 鄭健, 高明 申請(qǐng)人:西安孔明電子科技有限公司