專(zhuān)利名稱(chēng)：∧型聚光雙軸跟蹤太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能發(fā)電裝置，屬于太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景-
世界各國(guó)都在積極研究開(kāi)發(fā)可再生能源技術(shù)，太陽(yáng)能因取之不盡用之不 竭而尤為受到各國(guó)研究者的青睞，但因用于太陽(yáng)能光伏發(fā)電的高純度的硅材 料緊缺且價(jià)格昂貴而使發(fā)電成本居高不下，所以制約著太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的推廣應(yīng) 用。為此很多的科學(xué)工作者們?cè)谘芯烤酃夂透櫻b置，以達(dá)到提高光伏電池 的利用率和太陽(yáng)能的接收效率。
當(dāng)前研究的聚光裝置主要分為平面鏡聚光，曲面鏡聚光和凸透鏡聚光三大
類(lèi)，聚光比從幾倍到幾百倍，但2到3倍以上的聚光比使得光伏電池因溫度 高而必須改變傳統(tǒng)的封裝工藝，在光伏電池的背面不得不用片金屬或散熱進(jìn) 行散熱，聚光比更高的光伏發(fā)電裝置，光伏電池的背面還必需增加循環(huán)水進(jìn) 行冷卻，使得聚光發(fā)電裝置因解決散熱問(wèn)題而使得生產(chǎn)工藝和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，從 而使得成本增加較大，有些非平面鏡的聚光方式因聚光不均勻而使得光伏電 池的發(fā)電效率不能得到充分的提高，反而因局部的熱點(diǎn)而降低光伏電池的使 用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于通過(guò)低倍聚光和雙軸自動(dòng)跟蹤使光伏組件的發(fā)電量增加， 從而降低太陽(yáng)能光伏發(fā)電的成本。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，A型聚光雙軸跟蹤太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置的A型反射 鏡聚光比只設(shè)計(jì)在1.3倍-2倍之間，是采用兩片平面反射鏡呈A型安裝，因 聚光比小，光伏電池所增加的溫度很低，在光伏電池和傳統(tǒng)封裝材料EVA等 承受的范圍以?xún)?nèi)，不需要采用金屬或散熱片作為光伏電池封裝的襯底和散熱 材料，只需要己經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的光伏組件，所以其成本較低，且可靠性好。
設(shè)有的雙軸跟蹤裝置，置于聚光和發(fā)電部分的重心附近，也正好在A型 反射鏡下的內(nèi)部中間部位，使得跟蹤能耗很低，該裝置方位跟蹤角最大能達(dá) 到170° ，經(jīng)本發(fā)明者理論計(jì)算，僅因跟蹤而增加的發(fā)電量為39%左右，如果 再加上A型聚光，增加發(fā)電量的計(jì)算示例如下
例如，設(shè)計(jì)A型反射鏡的頂角為60度，聚光比為1.5倍，則該發(fā)電裝置
3因聚光和跟蹤比使用相同面積固定安裝的光伏組件的發(fā)電量增加約(1+0. 39)
X1.5二2.085倍，扣去鏡面反射效率的影響和跟蹤能耗，發(fā)電量比平板固定式的光伏組件發(fā)電量仍增加約2倍，同時(shí)因其工藝可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于清掃和散熱、聚光均勻和成本低等優(yōu)點(diǎn)，具有較高的實(shí)用價(jià)值，易于推廣應(yīng)用。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是聚光部分采用兩個(gè)平面玻璃鏡
或金屬反射鏡呈A型安裝，兩塊光伏組件分別安裝在A型反射鏡兩斜面外側(cè)的底部。為了使照射在反射鏡上的太陽(yáng)光能覆蓋在全部的光伏組件上，使光伏組件接受疊加的太陽(yáng)能量均勻，所以設(shè)有雙軸跟蹤裝置。其有如下的兩個(gè)
實(shí)施方案


圖1為本發(fā)明實(shí)施例一
圖2為本發(fā)明實(shí)施例二
實(shí)施例一
如圖1所示，本實(shí)施例的A型聚光雙軸跟蹤太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置，包括呈A型安裝的兩塊聚光反射鏡1，兩塊光伏組件2分別安裝在A型反射鏡1兩斜面外側(cè)的底部，A型反射鏡安裝于A型母線和東西方向平行，跟蹤裝置的箱體11上輸出垂直或交叉的方位轉(zhuǎn)軸6和仰角轉(zhuǎn)軸9，方位轉(zhuǎn)軸6安裝于南北方向。
方位方向的跟蹤是由時(shí)鐘速率的控制電路控制箱體11上的方位電機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)7的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)箱體內(nèi)方位減速傳動(dòng)鏈帶動(dòng)方位轉(zhuǎn)軸6的轉(zhuǎn)動(dòng)，方位轉(zhuǎn)軸6兩端緊固在手調(diào)鎖緊塊5上，手調(diào)鎖緊塊5固定在光伏組件支架3上，因此方位轉(zhuǎn)軸6的轉(zhuǎn)動(dòng)也帶動(dòng)光伏組件支架3、聚光反射鏡1、光伏組件2 —起做方位轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)方位角白天跟蹤和夜晚返回。當(dāng)初次安裝或因其它原因需要使光伏組件2在方位方向快速地對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)時(shí)，可松開(kāi)手調(diào)鎖緊塊上的鎖緊螺絲4，進(jìn)行手動(dòng)快速調(diào)校。
仰角方向的跟蹤是由采集光伏組件的最大功率點(diǎn)控制電路控制箱體11上的仰角電機(jī)12轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)箱體內(nèi)仰角減速傳動(dòng)鏈的轉(zhuǎn)動(dòng)，因仰角轉(zhuǎn)軸9固定在支承叉10上，支承叉10又緊固在立柱13上，所以迫使箱體11和減速傳動(dòng)鏈的部件繞仰角轉(zhuǎn)軸9轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)光伏組件支架3、聚光反射鏡l、光伏組件2也一起做仰角方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)仰角跟蹤。當(dāng)初次安裝或因其它原因需要使光伏組件2在仰角方向快速地對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)時(shí)，可松開(kāi)支承叉上的鎖緊螺絲8，進(jìn)行手動(dòng)快速調(diào)校。
因太陽(yáng)的方位運(yùn)動(dòng)為勻速運(yùn)動(dòng)，因而采用時(shí)間速率控制方位電機(jī)白天跟蹤和夜晚的自動(dòng)返回，在方位轉(zhuǎn)軸上設(shè)計(jì)有下午跟蹤結(jié)束和夜間返回到早晨起始跟蹤位置的限位停止開(kāi)關(guān)。因?yàn)樘?yáng)的仰角每天變化較小，并且其變化是非線性的，所以仰角方向的跟蹤采用采集最大功率點(diǎn)的跟蹤方式，可控制
仰角電機(jī)12運(yùn)轉(zhuǎn)。
實(shí)施例二
如圖2所示，本實(shí)施例的基本原理和結(jié)構(gòu)和實(shí)施例一相同，唯一不同的地
方在于A型反射鏡的安裝于A型母線和南北方向平行。此實(shí)施例比較實(shí)施例
一的缺點(diǎn)是，對(duì)于有些日照時(shí)間較長(zhǎng)的地方，在早晨還沒(méi)開(kāi)始跟蹤時(shí)就有了
太陽(yáng)或下午跟蹤停止時(shí)仍然有太陽(yáng)時(shí)，A型反射鏡就擋住了一側(cè)光伏組件的
太陽(yáng)光線，影響組件的發(fā)電，而實(shí)施例一則沒(méi)有這種現(xiàn)象》
權(quán)利要求
1、一種∧型聚光雙軸自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)能發(fā)電裝置，它是由∧型反射鏡1和兩塊太陽(yáng)能光伏組件2以及雙軸自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)裝置組成，其特征在于兩片反射鏡1呈∧型安裝，其兩斜面外側(cè)底部各安裝兩塊太陽(yáng)能光伏組件2，在∧型反射鏡內(nèi)部安裝有雙軸自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)裝置，雙軸自動(dòng)跟蹤裝置由立柱13和支承叉10支撐和固定。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的A型聚光雙軸跟蹤太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置，其特 征在于所述的二維跟蹤太陽(yáng)裝置的箱體11上輸出交叉或者垂直的方位轉(zhuǎn)軸 6和仰角轉(zhuǎn)軸9，方位轉(zhuǎn)軸6兩端通過(guò)鎖緊塊5固定在反射鏡和電池組件的支 架3上，在鎖緊塊上的設(shè)有鎖緊螺絲4，仰角轉(zhuǎn)軸9固定在支承叉10上，支 承叉上部也設(shè)有鎖緊螺絲8，支承叉緊固在立柱13上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2所述的A型聚光雙軸跟蹤太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置， 其特征在于所述的二維跟蹤太陽(yáng)裝置的箱體11上設(shè)有方位電機(jī)7和仰角電 機(jī)12，方位電機(jī)7通過(guò)箱體11內(nèi)的減速傳動(dòng)鏈最終和方位轉(zhuǎn)軸6相連，仰角 電機(jī)12通過(guò)箱體11內(nèi)的另一條減速傳動(dòng)鏈最終和仰角轉(zhuǎn)軸9相連，方位電 機(jī)7和仰角電機(jī)12的運(yùn)轉(zhuǎn)由自動(dòng)控制裝置進(jìn)行控制。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的A型聚光雙軸跟蹤太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置，其特 征在于所述的二維跟蹤太陽(yáng)裝置的自動(dòng)控制裝置，對(duì)方位方向的白天跟蹤 和夜晚返回用時(shí)鐘速率的控制電路進(jìn)行控制，對(duì)仰角方向的跟蹤用采集光伏 組件的最大功率點(diǎn)的電路進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種∧型聚光雙軸自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)能發(fā)電裝置，屬于太陽(yáng)能利用領(lǐng)域，該裝置是由∧型反射鏡、太陽(yáng)能電池板和安裝在∧型反射鏡內(nèi)部的雙軸自動(dòng)跟蹤裝置組成，太陽(yáng)能電池板安裝在∧型反射鏡兩外側(cè)的底部。由于設(shè)有雙軸自動(dòng)跟蹤裝置，使得照射在∧型反射鏡上的太陽(yáng)光均勻覆蓋在太陽(yáng)能電池板上，使太陽(yáng)能電池板上的太陽(yáng)輻射能量達(dá)到疊加，從而使光伏發(fā)電量增加。該裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、易于散熱和清掃、風(fēng)阻小、整個(gè)結(jié)構(gòu)近乎平衡的設(shè)計(jì)，而使得跟蹤能耗很低，由于用鏡片部分代替價(jià)格昂貴的光伏電池再加上設(shè)有自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的裝置，因而發(fā)電成本比較平板光伏發(fā)電裝置有較大幅度的降低。
文檔編號(hào)H02N6/00GK101471615SQ20071030261
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者盧育發(fā), 倩 李 申請(qǐng)人:安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院;盧育發(fā)