專利名稱：一種太陽能聚光光伏模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種屋頂太陽能系統(tǒng)，尤其涉及其中一種具有防塵防潮性能，且散熱效果佳的聚光光伏模組。
背景技術(shù)：
太陽能光伏發(fā)電技術(shù)目前已廣泛應用于工業(yè)、交通、通訊、航天和軍事等各個領(lǐng)域，為我們提供了安全環(huán)保的可再生清潔能源。目前，平板式太陽能光伏發(fā)電技術(shù)是國內(nèi)外太陽能發(fā)電技術(shù)的主流，但是這種方式對單晶硅和多晶硅需求量太大，存在著價格高和轉(zhuǎn)換率低的缺點。而太陽能低倍聚光光伏技術(shù)存在著聚光效率低，能量利用率差等不足。因此，高倍聚光光伏技術(shù)才是利用太陽能的最理想方式，它具有能量轉(zhuǎn)換效率高，發(fā)電成本低的特點。目前，基于高倍聚光技術(shù)的模組研發(fā)工作各國均在進行，但真正意義上技術(shù)成熟的產(chǎn)品不多?，F(xiàn)階段絕大多數(shù)的太陽能高倍聚光光伏模組包括的主要部件包括菲涅爾透鏡、聚光器、砷化鎵電池、散熱器以及盒體，但是各組成部件及相互之間都存在著無法克服的缺點導致高倍聚光光伏器件整體防塵防潮效果差、散熱效果不足、安裝精度不易保證等缺陷，而這些缺陷都將導致電池壽命的下降或者電池效率的降低。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明的目的旨在提出一種太陽能聚光光伏模組，以解決防塵、防潮、散熱以及各光學器件的對中性問題。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種太陽能聚光光伏模組，基于一盒體而設，其特征在于所述聚光光伏模組包含設于盒體上部的菲涅耳透鏡，設于盒體內(nèi)部的防聚焦板和設于盒體底部的聚光器、砷化鎵光電池、散熱器、接線柱、氣體呼吸器及氣體單向閥； 其中所述聚光器底端粘結(jié)在砷化鎵光電池上，所述砷化鎵光電池導熱固定在散熱器上，三者構(gòu)成一個獨立的發(fā)電單元，所述防聚焦板與聚光器上沿保持在同一平面內(nèi)。進一步地，該聚光光伏模組包含一個以上在盒體橫向平面內(nèi)呈陣列排布的發(fā)電單元，所述菲涅耳透鏡與發(fā)電單元一一對應在盒體上部排布成陣列。并且該菲涅耳透鏡上表面設有鋼化玻璃保護層。進一步地，該盒體具有底板，底板上設有定位方孔，所述砷化鎵光電池設有定位銷，所述聚光光伏模組組裝后的散熱器中心、砷化鎵光電池中心、菲涅耳透鏡中心及定位方孔中心重合。進一步地，該接線柱為全部發(fā)光單元構(gòu)成的整個發(fā)電模組的電極引出段。進一步地，該氣體呼吸器主體為一層半透膜，與所述氣體單向閥一并以螺栓式結(jié)構(gòu)連接在盒體底部。進一步地，該防聚焦板呈H形固定在盒體內(nèi)部，且防聚焦板的上表面與聚光器上沿保持在同一平面內(nèi)。
應用本發(fā)明的聚光光伏模組，其有益效果為提高了光伏產(chǎn)品的防塵、防潮及散熱效果，且安裝定位方便、精度高，以較低的成本取得了較高的發(fā)電效率。


圖1是本發(fā)明聚光光伏模組一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1所示實施例的內(nèi)部俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1所示實施例的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明由散熱器、砷化鎵光電池和聚光器構(gòu)成的一個發(fā)電單元的軸等側(cè)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的說明，以使本發(fā)明創(chuàng)新實質(zhì)便于理解，但這些相關(guān)的實施例說明并不構(gòu)成對本發(fā)明使用范圍的限制。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)多方面的缺陷，創(chuàng)新提出了一種太陽能聚光光伏模組， 基于一盒體而設。該聚光光伏模組包含設于盒體上部的菲涅耳透鏡，設于盒體內(nèi)部的防聚焦板和設于盒體底部的聚光器、砷化鎵光電池、散熱器、接線柱、氣體呼吸器及氣體單向閥； 其中該聚光器底端粘結(jié)在砷化鎵光電池上，該砷化鎵光電池導熱固定在散熱器上，三者構(gòu)成一個獨立的發(fā)電單元，該防聚焦板與聚光器上沿保持在同一平面內(nèi)。如圖1至圖4所示，是本發(fā)明太陽能聚光光伏模組的以具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖、 內(nèi)部俯視結(jié)構(gòu)示意圖、仰視結(jié)構(gòu)示意圖及其一個發(fā)電單元的軸等側(cè)示意圖。從圖示可見，該太陽能高倍聚光光伏發(fā)電模組，包括4X6陣列的菲涅爾透鏡1，4X6陣列的發(fā)電單元10，菲涅爾透鏡1由密封膠固定在盒體2上，砷化鎵光電池8的電池基板通過導熱性好的導熱膠固定在散熱器7上，通過特定的定位結(jié)構(gòu)即可實現(xiàn)光電池中心與散熱器中心重合，砷化鎵光電池設有定位銷15，與盒體底部上所設的定位孔相配合，且散熱器7上設有散熱器固定孔13，這樣能保證散熱器7在安裝到盒體2上時，散熱器7中心與盒體底部上定位孔的中心重合，由于盒體2上的定位孔位置是經(jīng)過設計與菲涅爾透鏡陣列各單體相對應，即保證定位孔中心與菲涅爾透鏡單體中心在一條直線上。同時，在散熱器和盒體之間，裝有保證密封的橡膠圈(未圖示)，以防止?jié)駳鈴纳崞髋c盒體間的縫隙進入模組內(nèi)部。聚光器9通過耐熱膠固定在光電池正上面，由于聚光器的下部尺寸與光電池尺寸剛好吻合，因此可以保證光電池中心和聚光器中心在一條直線上，這樣就能實現(xiàn)菲涅爾透鏡單體中心、聚光器中心、 盒體底板上的定位孔中心、散熱片中心與光電池中心都在同一條直線上。由于氣體呼吸器 12和氣體單向閥11是螺栓式結(jié)構(gòu)，因此直接在盒體底板上開孔即可固定在底板上，這樣既能保證密封，又能保持模組內(nèi)外氣壓平衡，防聚焦板4呈H型用螺絲固定安裝在盒體內(nèi)部的防聚焦板支架上。且保證防聚焦板的上表面與聚光器的上沿平齊。上述技術(shù)方案進一步細化來看，該砷化鎵光電池由光電池和襯底組成，該光電池面積規(guī)格為5. 5mmX 5. 5mm,該襯底面積規(guī)格為35mmX50mm。該襯底又分為三層，上下層為鋁板，中間一層為絕緣導熱陶瓷，該襯底與光電池相互粘接固定。此外，該砷化鎵光電池的襯底上可以設有兩個定位銷，與盒體上的定位孔相對應，這樣在安裝過程中能保證砷化鎵光電池位置精度。
上述菲涅爾透鏡為由鋼化玻璃做基板一次性模壓粘結(jié)成型的菲涅爾透鏡組陣， 該菲涅爾透鏡組陣采用4X6陣列的形式排列，菲涅爾透鏡組陣中菲涅爾透鏡單體尺寸為 120mmX 120mm,且各單體在同一水平面上，該結(jié)構(gòu)能提高菲涅爾透鏡使用壽命，減小透鏡老化變形。上述聚光器為高反光率的鋁板經(jīng)模壓成型，聚光器下端兩側(cè)有固定翼14，該固定翼垂直粘接固定在砷化鎵光電池的襯底上，且聚光器下端口尺寸與光電池尺寸一致。該防聚焦板由三塊鋁平板構(gòu)成類H形結(jié)構(gòu)，氣體呼吸器、氣體單向閥以及模組內(nèi)部導線均在防聚焦板正下方，其中兩塊板固定在盒體內(nèi)壁上，另一塊板搭接固定在前兩塊板上。上述模組的盒體由一塊薄板折彎成型，這樣既能保證盒體的密封性，又能減少安裝環(huán)節(jié)，從而最大限度的降低成本，該盒體上沿內(nèi)尺寸與菲涅爾透鏡整體的尺寸相同，以方便透鏡的安裝，該盒體底部與菲涅爾透鏡單體同心位置開有M個面積規(guī)格為32mmX50mm 的定位孔，每個定位孔兩側(cè)有兩個定位孔和四個封閉型螺母，該定位孔位置與砷化鎵光電池上的定位銷相對應，該封閉型螺母位置與散熱片上的緊固孔相對應。上述氣體單向閥開啟壓力為5(T200Pa，作用是在模組其它部分保持密封的情況下，保證空氣在模組內(nèi)部壓強大于外界壓強情況下快速排出，但模組外部空氣、水蒸汽及粉塵等危害物質(zhì)則不能進入到模組內(nèi)部，從而避免模組內(nèi)部空氣由于聚光后溫度快速升高而膨脹導致盒體或菲涅爾透鏡變形，又能起到防塵防潮的效果。上述氣體呼吸器的核心部分是一層半透膜，其作用是在模組內(nèi)部空氣溫度降低， 體積收縮的情況下，模組外界空氣進入盒體的同時還能防止水蒸氣和灰塵進入盒體內(nèi)部， 從而始終保證盒體內(nèi)體干燥無塵并且保持模組內(nèi)外氣壓相等，以減小盒體自身受到的外力，從而減小變形量，提高盒體使用壽命。該氣體單向閥和氣體呼吸器安裝在箱體底部，結(jié)構(gòu)均為螺栓式，以便于安裝和拆卸。之所以將兩者聯(lián)合使用，原因是由于該氣體呼吸器的氣體流量很小，而在模組每天開始運行時，箱體內(nèi)部局部空氣溫度瞬間升高，體積急劇膨脹，如果單獨使用氣體呼吸器，則膨脹的氣體無法短時間排出，盒體及透鏡仍會變形，導致模組效率下降。而在模組運行結(jié)束時，盒體內(nèi)部空氣溫度下降，雖然在單獨使用氣體呼吸器情況下，模組外部空氣仍會緩慢進入而不足夠?qū)崟r補償模組內(nèi)部氣壓，但是由于此時模組已經(jīng)不再工作，不會對模組效率造成影響，在時間足夠長的情況下，模組內(nèi)外氣壓仍舊會達到相等。通過上述對本發(fā)明技術(shù)方案實質(zhì)性的細節(jié)描述，可顯見其在應用上所具有的突出效果它切實提高了光伏產(chǎn)品的防塵、防潮及散熱效果，且安裝定位方便、精度高，以較低的成本取得了較高的發(fā)電效率。當然，除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其它實施方式。故凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種太陽能聚光光伏模組，基于一盒體而設，其特征在于所述聚光光伏模組包含設于盒體上部的菲涅耳透鏡，設于盒體內(nèi)部的防聚焦板和設于盒體底部的聚光器、砷化鎵光電池、散熱器、接線柱、氣體呼吸器及氣體單向閥；其中所述聚光器底端粘結(jié)在砷化鎵光電池上，所述砷化鎵光電池導熱固定在散熱器上，三者構(gòu)成一個獨立的發(fā)電單元，所述防聚焦板與聚光器上沿保持在同一平面內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能聚光光伏模組，其特征在于所述聚光光伏模組包含一個以上在盒體橫向平面內(nèi)呈陣列排布的發(fā)電單元，所述菲涅耳透鏡與發(fā)電單元一一對應在盒體上部排布成陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種太陽能聚光光伏模組，其特征在于所述菲涅耳透鏡上表面設有鋼化玻璃保護層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能聚光光伏模組，其特征在于所述盒體具有底板， 底板上設有定位方孔，所述砷化鎵光電池設有定位銷，所述聚光光伏模組組裝后的散熱器中心、砷化鎵光電池中心、菲涅耳透鏡中心及定位方孔中心重合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能聚光光伏模組，其特征在于所述接線柱為全部發(fā)光單元構(gòu)成的整個發(fā)電模組的電極引出段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能聚光光伏模組，其特征在于所述氣體呼吸器主體為一層半透膜，與所述氣體單向閥一并以螺栓式結(jié)構(gòu)連接在盒體底部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能聚光光伏模組，其特征在于所述防聚焦板呈H 形固定在盒體內(nèi)部，且防聚焦板的上表面與聚光器上沿保持在同一平面內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能聚光光伏模組，基于一盒體而設，該聚光光伏模組特征來看包含設于盒體上部的菲涅耳透鏡，設于盒體內(nèi)部的防聚焦板和設于盒體底部的聚光器、砷化鎵光電池、散熱器、接線柱、氣體呼吸器及氣體單向閥；其中該聚光器底端粘結(jié)在砷化鎵光電池上，該砷化鎵光電池導熱固定在散熱器上，三者構(gòu)成一個獨立的發(fā)電單元，且該防聚焦板與聚光器上沿保持在同一平面內(nèi)。應用本發(fā)明的聚光光伏模組，提高了光伏產(chǎn)品的防塵、防潮及散熱效果，且安裝定位方便、精度高，以較低的成本取得了較高的發(fā)電效率。
文檔編號H01L31/024GK102544173SQ20111045608
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者劉飛, 宋賀倫, 張耀輝, 戴高環(huán), 李望, 茹占強 申請人:中國科學院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所