專利名稱：一種反射聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反射聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置，特別指一種能提高太陽(yáng)能光伏電池利用率且聚光比可調(diào)的反射聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
目前，廣泛使用的太陽(yáng)能光伏發(fā)電過(guò)程中有兩個(gè)問(wèn)題需要解決一是太陽(yáng)光的能量密度太低，而單位面積的光伏電池成本卻很高，這就造成太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本過(guò)高而失去了和常規(guī)能源的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；二是由于太陽(yáng)光光照強(qiáng)度在不同時(shí)間變化很大，造成了太陽(yáng)能發(fā)電功率不穩(wěn)定，而發(fā)電系統(tǒng)中的所有設(shè)備都要按照峰值功率配備，系統(tǒng)大部分時(shí)間都達(dá)不到峰值功率，這樣即會(huì)造成浪費(fèi)，綜合效率不高。
現(xiàn)有的聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)，大部分是采用凸透鏡聚焦或拋物面反射聚焦，可以產(chǎn)生很高的聚光比，但聚光成本比較高，也受技術(shù)條件限制很難將單個(gè)裝置做得很大。在高聚光比應(yīng)用時(shí)，由于溫度升高降低了光伏電池的效率，必須采用水冷系統(tǒng)。水冷系統(tǒng)的造價(jià)高，維護(hù)麻煩，并且增加很多的重量會(huì)增大跟蹤系統(tǒng)的成本。
提高聚光比，光伏電池的成本會(huì)下降，但聚光比越高系統(tǒng)對(duì)散熱的要求就越高，加工和控制成本也會(huì)越高。當(dāng)聚光比提高達(dá)到一定程度時(shí)，光伏電池的成本下降的速度會(huì)低于散熱和加工、控制成本的上升速度。隨著光伏電池價(jià)格的降低，高倍聚光的系統(tǒng)可能會(huì)逐漸淘汰。
在裝置達(dá)到6-10倍的聚光比時(shí)，光伏電池的成本就會(huì)下降為原來(lái)的1/6-1/10，按2005年的價(jià)格大約為5000-3000元/千瓦。這樣光伏電池的成本在整個(gè)裝置中所占比重已經(jīng)比較小了，隨著光伏電池市場(chǎng)價(jià)格的下降，成本還會(huì)繼續(xù)降低。在這樣的聚光比下只需要采用固定式的風(fēng)冷裝置散熱，增加的成本和重量很少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種反射聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置，這種反射聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置可調(diào)節(jié)反射聚光器的聚光比，輸出功率穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)反射聚光器匯聚在光伏電池上的太陽(yáng)光總量的控制。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題由如下方案解決一種反射聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置，包括光伏電池、散熱器、反射聚光器、支撐架，其特征在于所述反射聚光器由一組成片安裝在一起的平面鏡組成，其中一部分為固定平面鏡；另一部分為可改變角度的轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡，每片轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡都由一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定連接在矩形鏡框內(nèi)，反射聚光器的正對(duì)面由支撐桿固定著光伏電池；反射聚光器的下方固定著支撐架。
本發(fā)明還包括如下方案所述每個(gè)矩形鏡框的兩邊都裝有與轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡配合的電磁吸附器，每個(gè)矩形鏡框的一邊還裝有與轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡配合的電磁定位器和限位器。所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸豎向裝在矩形鏡框的中間。所述平面鏡的面積大于光伏電池且形狀相似。所述光伏電池受光表面面向反射聚光器，背面安裝散熱器且對(duì)著太陽(yáng)光。所述支撐架上裝有帶動(dòng)整體裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽(yáng)跟蹤器。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明利用造價(jià)低廉的平面鏡匯聚太陽(yáng)光，在裝置中采用多個(gè)固定及可以拆裝或反射角度可變的轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡組成了聚光比可調(diào)的反射聚光器。根據(jù)太陽(yáng)光的強(qiáng)度和環(huán)境溫度等，通過(guò)拆裝或調(diào)整部分轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡反射角度，調(diào)節(jié)反射聚光器的聚光比，控制反射到光伏電池上太陽(yáng)光的總量，使光伏電池上的光照度保持最佳量。這樣，既可成倍減少光伏電池使用量，提高光伏電池的利用率，又可成倍的提高太陽(yáng)光的能量密度，從而提高發(fā)電總量，降低發(fā)電成本。本裝置平面鏡的重量與常用的光伏電池基本相同，整個(gè)裝置的重量不會(huì)增加很多。本裝置單片平面鏡的面積大于光伏電池的設(shè)計(jì)，降低整個(gè)系統(tǒng)對(duì)跟蹤精度的要求，可以降低控制成本。本裝置采用現(xiàn)有的太陽(yáng)跟蹤器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)的跟蹤。
由于光伏電池轉(zhuǎn)換效率隨著溫度升高而下降，因此要提高光伏電池的光電轉(zhuǎn)化效率，在光伏電池上應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)散熱器。本裝置的聚光比一般會(huì)在幾十倍以內(nèi)，同時(shí)光伏電池獨(dú)立在空中散熱便利，只需要設(shè)計(jì)安裝風(fēng)冷散熱器。
要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保持整個(gè)裝置的最佳工作，應(yīng)當(dāng)增加自動(dòng)控制器，并在光伏電池上安裝溫度檢測(cè)單元，由控制器根據(jù)溫度、光照等條件，調(diào)節(jié)反射聚光器的聚光比，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
平面鏡的反射效率受入射角的影響，當(dāng)入射角越小時(shí)反射鏡的效率越高，所以在具體設(shè)計(jì)時(shí)，要合理確定光伏電池與反射聚光器之間的距離，使每一片平面鏡的入射角都要盡量小。同時(shí)要根據(jù)具體的經(jīng)濟(jì)成本，選擇性能好的平面鏡。
為減少電磁吸附控制器的數(shù)量，可以采用2片以上的轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡固定在一起，用一套電磁吸附裝置控制反射角度。同時(shí)根據(jù)安裝地區(qū)的最大光照強(qiáng)度、溫度條件，確定幾片平面鏡固定不動(dòng)。如果當(dāng)?shù)匾惶靸?nèi)的光照強(qiáng)度及環(huán)境溫度變化不大時(shí)，可以不安裝電磁系統(tǒng)，隨季節(jié)變化手工拆裝部分平面鏡或調(diào)整部分平面鏡角度。


圖1是本發(fā)明的立體示意2是本發(fā)明工作原理示意3是本發(fā)明轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡立體示意圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖舉一實(shí)施例如圖1所示，反射聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置的反射聚光器1由一組8片安裝在一起的平面鏡組成，其中5片為固定平面鏡2，3片為可改變角度的轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡3。反射聚光器1的正對(duì)面由支撐桿4固定著光伏電池5；反射聚光器1的下方固定著支撐架6。平面鏡2、3的面積大于光伏電池5且形狀相似。光伏電池5受光表面面向反射聚光器1，背面安裝散熱器7且對(duì)著太陽(yáng)光。支撐架6上裝有帶動(dòng)整體裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽(yáng)跟蹤器8。
如圖3所示，每片轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡3都由一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸9固定連接在矩形鏡框10內(nèi)，矩形鏡框10的兩邊都裝有與轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡3配合的電磁吸附器11，矩形鏡框10的一邊還裝有與轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡3配合的電磁定位器12和限位器13。轉(zhuǎn)動(dòng)軸9豎向裝在矩形鏡框10的中間。
權(quán)利要求
1.一種反射聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置，包括光伏電池、散熱器、反射聚光器、支撐架，其特征在于所述反射聚光器由一組成片安裝在一起的平面鏡組成，其中一部分為固定平面鏡；另一部分為可改變角度的轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡，每片轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡都由一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定連接在矩形鏡框內(nèi)，反射聚光器的正對(duì)面由支撐桿固定著光伏電池；反射聚光器的下方固定著支撐架。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述每個(gè)矩形鏡框的兩邊都裝有與轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡配合的電磁吸附器，每個(gè)矩形鏡框的一邊還裝有與轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡配合的電磁定位器和限位器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反射聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸豎向裝在矩形鏡框的中間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述平面鏡的面積大于光伏電池且形狀相似。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述光伏電池受光表面面向反射聚光器，背面安裝散熱器且對(duì)著太陽(yáng)光。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置，其特征在于所述支撐架上裝有帶動(dòng)整體裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽(yáng)跟蹤器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種反射聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置，主要結(jié)構(gòu)特征是它的反射聚光器由一組成片安裝在一起的平面鏡組成，其中一部分為固定平面鏡；另一部分為可改變角度的轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡，每片轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡都由一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定連接在矩形鏡框內(nèi)，反射聚光器的正對(duì)面由支撐桿固定著光伏電池；反射聚光器的下方固定著支撐架。本發(fā)明利用造價(jià)低廉的平面鏡匯聚太陽(yáng)光，根據(jù)太陽(yáng)光的強(qiáng)度和環(huán)境溫度，通過(guò)拆裝或調(diào)整部分轉(zhuǎn)動(dòng)平面鏡反射角度，調(diào)節(jié)反射聚光器的聚光比，控制反射到光伏電池上太陽(yáng)光的總量，使光伏電池上的光照度保持最佳量。
文檔編號(hào)H02N6/00GK101043187SQ20061006507
公開日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2006年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月20日
發(fā)明者董海峰 申請(qǐng)人:董海峰