本實(shí)用新型屬于光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種可利用太陽能的管狀聚光光伏電池組件及由管狀聚光光伏電池組件組成的管狀聚光光伏電池組件陣列。
背景技術(shù):
使用晶硅電池和薄膜電池進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,為第一、第二代太陽能利用技術(shù),現(xiàn)均已得到了廣泛應(yīng)用。利用光學(xué)元件將太陽光匯聚后再進(jìn)行利用發(fā)電的聚光太陽能技術(shù),即聚光光伏(CPV),被認(rèn)為是太陽能發(fā)電發(fā)展趨勢(shì)的第三代技術(shù)。
聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能接收器、聚光鏡、太陽跟蹤機(jī)構(gòu)組成。聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)根據(jù)聚光鏡的光學(xué)原理分為反射式結(jié)構(gòu)和折射式結(jié)構(gòu)兩大類。折射式結(jié)構(gòu)主要使用菲涅耳透鏡,這種透鏡具有質(zhì)量輕、厚度薄的特點(diǎn),但折射式結(jié)構(gòu)的聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)的電池溫度較高,反而降低光電轉(zhuǎn)換效率和長期性能,且對(duì)日跟蹤系統(tǒng)精度要求較高。而反射式結(jié)構(gòu)主要采用鏡面反光板,根據(jù)聚光倍數(shù)的不同制作成長條狀或圓盤狀。反射式結(jié)構(gòu)的聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠使射入電池表面光譜更均勻、減少光損失、且能夠縮減聚光器到電池的距離。
公告號(hào)為CN103456823B的專利公開了一種管狀聚光光伏電池組件,其為反射式結(jié)構(gòu)聚光光伏電池組件。該聚光光伏電池組件包括玻璃管、設(shè)置在玻璃管內(nèi)的光伏電池陣列和一組聚光光學(xué)系統(tǒng)。光伏電池陣列包括若干光伏電池單元。光伏電池單元包括至少1片光伏電池和熱擴(kuò)散結(jié)構(gòu),熱擴(kuò)散結(jié)構(gòu)與光伏電池背部導(dǎo)熱接觸,且緊貼玻璃管內(nèi)壁布置。該結(jié)構(gòu)的聚光光伏電池組件由于將聚光光學(xué)系統(tǒng)和光伏電池陣列封裝于玻璃管內(nèi),因此其具有多倍聚光、可靠封裝、使用壽命長、散熱優(yōu)的特點(diǎn)。
鑒于上述結(jié)構(gòu)中聚光光伏電池組件所具有的特點(diǎn),其已得到較為廣泛的應(yīng)用,但由于該聚光光伏電池組件只設(shè)置有一組聚光光學(xué)系統(tǒng),其光能的利用率還具有局限性,如何進(jìn)一步提高該結(jié)構(gòu)聚光光伏電池組件的光能利用率,成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的問題之一。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于提供一種既具有可靠封裝、使用壽命長、散熱優(yōu)的特點(diǎn),又能夠提高光能利用率的管狀聚光光伏電池組件。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面,提供了一種管狀聚光光伏電池組件,包括玻璃管,所述玻璃管內(nèi)設(shè)有多組聚光光學(xué)系統(tǒng)和與每組聚光光學(xué)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)設(shè)置的光伏電池陣列:
每組聚光光學(xué)系統(tǒng)包括反射面和涂覆于所述反射面上的反射層;多個(gè)所述反射面的朝向各不相同;
對(duì)于除一個(gè)反射面以外的其他反射面,在所述玻璃管外均固定設(shè)置與其對(duì)應(yīng)的反射鏡;由所述反射鏡反射的太陽光經(jīng)玻璃管壁射入到所述反射面后再由所述反射面會(huì)聚至所述光伏電池陣列。
作為優(yōu)選方案之一,所述聚光光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)量為2組,每個(gè)反射面為凹形反射面,每個(gè)凹形反射面的兩條邊沿與所述玻璃管內(nèi)壁接觸或者每個(gè)凹形反射面的兩條邊沿與所述玻璃管內(nèi)壁留有間隙;
每個(gè)反射面的兩條邊沿與所述玻璃管內(nèi)壁接觸所覆蓋的圓弧面的圓心角大于90°小于180°;或每個(gè)反射面的兩條邊沿延伸至所述玻璃管內(nèi)壁后所覆蓋的圓弧面的圓心角大于90°小于180°。
作為另一優(yōu)選方案,所述聚光光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)量為3組,每個(gè)反射面為凹形反射面,每個(gè)反射面的兩條邊沿與所述玻璃管內(nèi)壁接觸或者每個(gè)凹形反射面的兩條邊沿與所述玻璃管內(nèi)壁留有間隙;
每個(gè)凹形反射面的兩條邊沿所覆蓋的所述玻璃管內(nèi)壁圓弧面的圓心角小于120°;或每個(gè)反射面的兩條邊沿延伸至所述玻璃管內(nèi)壁后所覆蓋的圓弧面的圓心角小于120°。
其中,所述反射鏡為平面鏡、折鏡或曲面鏡。
優(yōu)選地,所述反射鏡通過支架固定;
所述支架固定于所述玻璃管的外壁上或者獨(dú)立于所述玻璃管之外的立柱上。
優(yōu)選地,所述光伏電池陣列包括若干陣列布置的光伏電池單元和第一散熱裝置,第一散熱裝置與若干所述光伏電池單元的背部導(dǎo)熱接觸且緊貼玻璃管內(nèi)壁布置。
進(jìn)一步優(yōu)選地,所述光伏電池陣列還包括第二散熱裝置,所述第二散熱裝置設(shè)置于所述玻璃管的外壁并與第一散熱裝置的位置對(duì)應(yīng)。
作為優(yōu)選實(shí)施方案,所述反射鏡靠近第二散熱裝置設(shè)置且相對(duì)于第二散熱裝置傾斜設(shè)置。
優(yōu)選地,第一散熱裝置通過粘結(jié)劑粘接于玻璃管內(nèi)壁上,第二散熱裝置通過粘結(jié)劑粘接于玻璃管外壁上。
其中,所述管狀聚光光伏電池組件可繞其中心軸或與其中心軸平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
優(yōu)選地,所述玻璃管內(nèi)部為封閉空間,所述封閉空間內(nèi)填充真空或?qū)夥姵責(zé)o害的氣體或透明液體。
根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面,還提供了另一種管狀聚光光伏電池組件,包括玻璃管,所述玻璃管內(nèi)設(shè)有多組聚光光學(xué)系統(tǒng)和與每組聚光光學(xué)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)設(shè)置的光伏電池陣列:
每組聚光光學(xué)系統(tǒng)包括第一透射鏡、第二透射鏡和反射鏡;
第一透射鏡設(shè)置于所述玻璃管內(nèi),并將接收到的太陽光會(huì)聚至與該組聚光光學(xué)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的光伏電池陣列上;
第二透射鏡設(shè)置于所述玻璃管內(nèi),并與第一透射鏡相對(duì)設(shè)置;所述反射鏡設(shè)置于所述玻璃管外并設(shè)置于第二透射鏡的那一側(cè),由所述反射鏡反射的太陽光經(jīng)玻璃管壁射入到所述第二透射鏡后再由第二透射鏡會(huì)聚至與該組聚光光學(xué)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的光伏電池陣列上。
其中,所述聚光光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)量為2組;兩組聚光光學(xué)系統(tǒng)的第一透射鏡均朝向太陽光入射的方向,兩組聚光光學(xué)系統(tǒng)的第二透射鏡相對(duì)平行設(shè)置。
優(yōu)選地,所述反射鏡為平面鏡、折鏡或曲面鏡。
優(yōu)選地,所述光伏電池陣列包括若干陣列布置的光伏電池單元和第三散熱裝置,第三散熱裝置與若干所述光伏電池單元的背部導(dǎo)熱接觸且緊貼玻璃管內(nèi)壁布置。
進(jìn)一步優(yōu)選地,所述光伏電池陣列還包括第四散熱裝置,第四散熱裝置設(shè)置于所述玻璃管的外壁并與第三散熱裝置的位置對(duì)應(yīng)。
作為優(yōu)選實(shí)施方案,所述反射鏡靠近第四散熱裝置設(shè)置且相對(duì)于第四散熱裝置傾斜設(shè)置。
根據(jù)本實(shí)用新型的再一方面,還提供了一種管狀聚光光伏電池組件陣列,包括多個(gè)如上所述的管狀聚光光伏電池組件,多個(gè)所述管狀聚光光伏電池組件繞共同的中心軸布置;或
多個(gè)所述管狀聚光光伏電池組件并排布置,且多個(gè)管狀聚光光伏電池組件中聚光光學(xué)系統(tǒng)的方位角所在的平面相同或平行。
作為其中一種優(yōu)選方案,所述管狀聚光光伏電池組件陣列包括兩個(gè)管狀聚光光伏電池組件,兩個(gè)管狀聚光光伏電池組件關(guān)于共同的旋轉(zhuǎn)軸鏡像布置且兩個(gè)管狀聚光光伏電池組件之間預(yù)留設(shè)定間隙。
優(yōu)選地,所述管狀聚光光伏電池組件陣列設(shè)置于水中的漂浮基座上或者設(shè)置于地面的建筑物上。
優(yōu)選地,所述建筑物為可轉(zhuǎn)動(dòng)的底座,多個(gè)所述管狀聚光光伏電池組件并列布置于所述底座上。
由以上技術(shù)方案可知,本申請(qǐng)中的管狀聚光光伏組件設(shè)置多組聚光光學(xué)系統(tǒng)和與其對(duì)應(yīng)的光伏電池陣列。相較于現(xiàn)有管狀聚光光伏組件,本申請(qǐng)加設(shè)了多組聚光光學(xué)系統(tǒng)和與其對(duì)應(yīng)的光伏電池陣列,加設(shè)的聚光光學(xué)系統(tǒng)和光伏電池陣列利用設(shè)置于玻璃管外的反射鏡實(shí)現(xiàn)太陽光的射入。因此,相較于現(xiàn)有管狀聚光光伏組件,本申請(qǐng)中的管狀聚光光伏組件具有更寬的光學(xué)窗口、以及更高的光能利用率。同時(shí),本申請(qǐng)中的管狀聚光光伏組件還具有多倍聚光、可靠封裝、使用壽命長、散熱優(yōu)的特點(diǎn)。
附圖說明
通過結(jié)合以下附圖所作的詳細(xì)描述,本實(shí)用新型的上述和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚和更容易理解,這些附圖只是示意性的,并不限制本實(shí)用新型,其中:
圖1為根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例示出的管狀聚光光伏電池組件的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本申請(qǐng)中圖1所示的管狀聚光光伏組件的布置圖;
圖3為根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例示出的管狀聚光光伏電池組件的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為根據(jù)再一實(shí)施例示出的管狀聚光光伏電池組件的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5示出了兩個(gè)管狀聚光光伏電池組件的一種陣列布置形式;
圖6示出了兩個(gè)管狀聚光光伏電池組件的另一種陣列布置形式;
圖7示出了多于兩個(gè)的管狀聚光光伏電池組件的一種陣列布置形式;
圖8示出了多于兩個(gè)的管狀聚光光伏電池組件的另一種陣列布置形式。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
圖1為根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例示出的管狀聚光光伏電池組件的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示,管狀聚光光伏電池組件包括玻璃管1,在玻璃管1內(nèi)設(shè)有兩組聚光光學(xué)系統(tǒng)2和與兩組聚光光學(xué)系統(tǒng)2對(duì)應(yīng)設(shè)置的兩組光伏電池陣列3。
每組聚光光學(xué)系統(tǒng)2包括反射面和涂覆于反射面上的反射層。兩個(gè)反射面的朝向不相同。在本實(shí)施例中,反射面優(yōu)選采用凹形反射面,每個(gè)凹形反射面的兩條邊沿與玻璃管1內(nèi)壁接觸,在圖1所示的截面圖中,每個(gè)凹形反射面的兩條邊沿與玻璃管1內(nèi)壁接觸的交點(diǎn)分別為A、B、C、D,其中A與D重合。每個(gè)凹形反射面的兩條邊沿所對(duì)應(yīng)的玻璃管1內(nèi)壁圓弧面的圓心角大于90°小于180°,即圓弧AB所對(duì)應(yīng)的圓心角大于90°小于180°,圓弧AC所對(duì)應(yīng)的圓心角大于90°小于180°。
作為另一優(yōu)選方式,每個(gè)凹形反射面的兩條邊沿還可與玻璃管內(nèi)壁留有間隙,每個(gè)反射面的兩條邊沿延伸至玻璃管內(nèi)壁后所覆蓋的圓弧面的圓心角大于90°小于180°。
兩組聚光光學(xué)系統(tǒng)2中的兩個(gè)反射面,其中一個(gè)反射面朝向太陽以接收太陽發(fā)射出的光線,另一反射面與朝向太陽光的那一反射面的朝向不完全相反,為使太陽光能夠入射至另一反射面,在玻璃管1外固定設(shè)置一面與該反射面對(duì)應(yīng)的反射鏡4。該反射鏡為平面鏡。由反射鏡4反射的太陽光經(jīng)玻璃管1壁射入到反射面后再由反射面會(huì)聚至光伏電池陣列3。
需要說明的是,本實(shí)施例中的反射面采用凹形反射面和平面鏡組合將太陽光線會(huì)聚至光伏電池陣列只是示例性的,凡是能夠?qū)⒐饩€會(huì)聚至光伏電池陣列的任一組合結(jié)構(gòu)均落入實(shí)用新型的保護(hù)范圍,如本實(shí)施例中的反射鏡除平面鏡外還可以采用折鏡或曲面鏡,玻璃管內(nèi)設(shè)置與折鏡或曲面鏡對(duì)應(yīng)的反射面。
本實(shí)施中的反射鏡4,其固定方式可通過支架固定。作為優(yōu)選實(shí)施方案,支架可固定于玻璃管1的外壁上或者獨(dú)立于玻璃管1之外的立柱上。需要說明的是,支架的固定方式本申請(qǐng)不做具體限定,凡是能夠?qū)⒎瓷溏R4固定,并使反射鏡4滿足其反射的太陽光經(jīng)玻璃管1壁射入到反射面后再由反射面會(huì)聚至光伏電池陣列3的固定方式均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
作為優(yōu)選實(shí)施方案,本實(shí)施例中的光伏電池陣列3包括若干陣列布置的光伏電池單元和第一散熱裝置5,第一散熱裝置5與陣列布置的若干光伏電池單元的背部導(dǎo)熱接觸且緊貼玻璃管1內(nèi)壁布置,且緊貼玻璃管1內(nèi)壁布置,將光伏電池單元的熱量擴(kuò)散至大面積的玻璃管1壁上,通過玻璃管1壁將熱量傳遞至玻璃管1的外環(huán)境中。第一散熱裝置5布置于相對(duì)凹形反射面入射光方向的玻璃管1側(cè)壁和底部管壁的部分區(qū)域,最大限度地增加聚光光學(xué)系統(tǒng)太陽光線的入射寬度。優(yōu)選地,第一散熱裝置5的正面與光伏電池單元通過粘結(jié)劑粘結(jié)或焊接方式組合,背面采用粘結(jié)劑粘結(jié)于玻璃管1的內(nèi)壁面上;粘結(jié)劑優(yōu)選為光感粘結(jié)劑,例如光固化劑、紫外膠等,以方便組裝及陽光環(huán)境下具有良好的抗老化等優(yōu)點(diǎn);第一散熱裝置5的材質(zhì)為鋁質(zhì)或銅質(zhì)或鐵質(zhì)或其中或三種的組合材質(zhì);第一散熱裝置5光伏電池單元產(chǎn)生的熱量低熱阻(或低溫度差)地?cái)U(kuò)散至更大面積,以增強(qiáng)散熱效果,降低光伏電池單元溫度,避免光伏電池單元由于光線照射而溫度升高過多而導(dǎo)致光伏電池單元效率的明顯降低。
多個(gè)光伏電池單元之間可串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)電連接。每個(gè)光伏電池陣列3整體布置于對(duì)應(yīng)反射面所覆蓋的玻璃管1的內(nèi)壁上,光伏電池單元表面可直接接收反射面匯聚的太陽光線。
進(jìn)一步優(yōu)選地,光伏電池陣列3還包括第二散熱裝置6,第二散熱裝置6設(shè)置于玻璃管1的外壁并與第一散熱裝置5的位置對(duì)應(yīng)。優(yōu)選地,第二散熱裝置也通過粘結(jié)劑粘接于玻璃管1外壁上,粘結(jié)劑優(yōu)選為光感粘結(jié)劑,例如光固化劑、紫外膠等。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案,本實(shí)施例中的反射鏡靠近第二散熱裝置設(shè)置且相對(duì)于第二散熱裝置傾斜設(shè)置。將反射鏡相對(duì)于第二散熱裝置傾斜設(shè)置,則反射鏡與第二散熱裝置之間構(gòu)成漸縮式結(jié)構(gòu),漸縮式結(jié)構(gòu)有助于風(fēng)的流入,因此反射鏡傾斜布置能夠增加第二散熱裝置的散熱,進(jìn)而增強(qiáng)管狀聚光光伏電池組件的散熱效果。
優(yōu)選地,反射面上的反射層表面不增加防護(hù)涂層,進(jìn)一步降低制造成本。玻璃管為高透過玻璃管;材質(zhì)為高透過超白玻璃,玻璃管1內(nèi)部空間密封,有效阻隔對(duì)光伏電池單元有害的氣體、塵埃和水汽侵入,提高光伏電池單元的效率和使用壽命;進(jìn)一步地,玻璃管內(nèi)部封閉空間為真空狀態(tài),最大限度地提高光伏電池的使用壽命和使用效率;或者封閉空間填充對(duì)光伏電池?zé)o害的氣體或透明液體,延長光伏電池單元的使用壽命,降低成本。
本實(shí)施中的管狀聚光光伏組件可整體繞玻璃管1中心軸平行的旋轉(zhuǎn)中心軸旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)對(duì)入射太陽光線的跟蹤。管狀聚光光伏組件中設(shè)置于玻璃管1外的反射鏡若是直接固定于玻璃管1外壁上,則反射鏡隨玻璃管1體的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn);若反射鏡通過其他固定物固定的話,則其他固定物上需設(shè)置旋轉(zhuǎn)裝置,以使反射鏡對(duì)玻璃管1體的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
管狀聚光光伏組件以一定的傾斜角向陽南北軸向布置,優(yōu)選地,傾斜角度為當(dāng)?shù)氐木暥冉嵌?。圖2是本申請(qǐng)中圖1所示的管狀聚光光伏組件的布置圖。圖中顯示管狀聚光光伏組件的旋轉(zhuǎn)軸與水平面成當(dāng)?shù)鼐暥冉嵌?,例如R,以北半球?yàn)槔?,該傾斜面的向陽面為南面。
由以上實(shí)施例中的技術(shù)方案可知,在管狀聚光光伏組件設(shè)置兩組聚光光學(xué)系統(tǒng)2和兩組光伏電池陣列3,其中一組聚光光學(xué)系統(tǒng)2直接接收太陽光并將太陽光反射至與其對(duì)應(yīng)的光伏電池陣列3,以實(shí)現(xiàn)光伏電池陣列3的正常發(fā)電。同時(shí),該實(shí)施例相較于現(xiàn)有管狀聚光光伏組件還加設(shè)了一組聚光光學(xué)系統(tǒng)2和與其對(duì)應(yīng)的光伏電池陣列3。加設(shè)的聚光光學(xué)系統(tǒng)2和光伏電池陣列3利用設(shè)置于玻璃管1外的反射鏡實(shí)現(xiàn)太陽光的射入。因此,相較于現(xiàn)有管狀聚光光伏組件,本實(shí)施例中的管狀聚光光伏組件具有更寬的光學(xué)窗口、以及更高的光能利用率。同時(shí),本實(shí)施例中的管狀聚光光伏組件還具有多倍聚光、可靠封裝、使用壽命長、散熱優(yōu)的特點(diǎn)。
作為另一優(yōu)選實(shí)施方式,本申請(qǐng)中管狀聚光光伏電池組件的玻璃管內(nèi)設(shè)置三組聚光光學(xué)系統(tǒng)和與三組聚光光學(xué)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)設(shè)置的三組光伏電池陣列3。
圖3為根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例示出的管狀聚光光伏電池組件的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示,管狀聚光光伏電池組件包括玻璃管1,在玻璃管1內(nèi)設(shè)有三組聚光光學(xué)系統(tǒng)2和與三組聚光光學(xué)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)設(shè)置的三組光伏電池陣列3。
每組聚光光學(xué)系統(tǒng)2包括反射面和涂覆于反射面上的反射層。三個(gè)反射面的朝向不相同。每個(gè)反射面的兩條邊沿與玻璃管內(nèi)壁接觸。在本實(shí)施例中,反射面優(yōu)選采用凹形反射面,每個(gè)凹形反射面的兩條邊沿所對(duì)應(yīng)的玻璃管1內(nèi)壁圓弧面的圓心角小于120°。
作為另一優(yōu)選實(shí)施方案,每個(gè)凹形反射面的兩條邊沿可以不與玻璃管管壁接觸,而是與玻璃管內(nèi)壁留有間隙,只是每個(gè)反射面的兩條邊沿延伸至玻璃管內(nèi)壁后所覆蓋的圓弧面的圓心角小于120°。
三組聚光光學(xué)系統(tǒng)2中的三個(gè)反射面,其中一個(gè)反射面朝向太陽以接收太陽發(fā)射出的光線,與另兩個(gè)反射面對(duì)應(yīng)地,在玻璃管1外各固定設(shè)置一面與反射面對(duì)應(yīng)的反射鏡4。由反射鏡4反射的太陽光經(jīng)玻璃管1壁射入到反射面后再由反射面會(huì)聚至光伏電池陣列3。與凹形反射面對(duì)應(yīng)地,本實(shí)施例中的反射鏡優(yōu)選平面鏡。
本實(shí)施中的反射鏡4,其固定方式也可通過支架固定。作為優(yōu)選實(shí)施方案,支架可固定于玻璃管1的外壁上或者獨(dú)立于玻璃管1之外的立柱上。需要說明的是,支架的固定方式本申請(qǐng)不做具體限定,凡是能夠?qū)⒎瓷溏R4固定,并使反射鏡4滿足其反射的太陽光經(jīng)玻璃管1壁射入到反射面后再由反射面會(huì)聚至光伏電池陣列3的固定方式均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
需要說明的是,本實(shí)施例中的反射面采用凹形反射面和平面鏡組合將太陽光線會(huì)聚至光伏電池陣列只是示例性的,凡是能夠?qū)⒐饩€會(huì)聚至光伏電池陣列的任一組合結(jié)構(gòu)均落入實(shí)用新型的保護(hù)范圍,如本實(shí)施例中的反射鏡除平面鏡外還可以采用折鏡或曲面鏡,玻璃管內(nèi)設(shè)置與折鏡或曲面鏡對(duì)應(yīng)的反射面。
本實(shí)施中的管狀聚光光伏組件亦可整體繞玻璃管1中心軸平行的旋轉(zhuǎn)中心軸旋轉(zhuǎn),以實(shí)現(xiàn)對(duì)入射太陽光線的跟蹤。管狀聚光光伏組件中設(shè)置于玻璃管1外的兩反射鏡若是直接固定于玻璃管1外壁上,則反射鏡隨玻璃管體的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn);若兩反射鏡通過其他固定物固定的話,則其他固定物上需設(shè)置旋轉(zhuǎn)裝置,以使兩反射鏡對(duì)玻璃管體的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
本實(shí)施例中管狀聚光光伏組件中每組聚光光學(xué)系統(tǒng)和與其對(duì)應(yīng)的光伏電池陣列的工作原理與上述實(shí)施例中每組聚光光學(xué)系統(tǒng)和與其對(duì)應(yīng)的光伏電池陣列的工作原理相同,此處不再贅述。
由以上實(shí)施例中的技術(shù)方案可知,本申請(qǐng)中的管狀聚光光伏組件設(shè)置多組聚光光學(xué)系統(tǒng)和與其對(duì)應(yīng)的光伏電池陣列。相較于現(xiàn)有管狀聚光光伏組件,本申請(qǐng)加設(shè)了多組聚光光學(xué)系統(tǒng)和與其對(duì)應(yīng)的光伏電池陣列,加設(shè)的聚光光學(xué)系統(tǒng)和光伏電池陣列利用設(shè)置于玻璃管外的反射鏡實(shí)現(xiàn)太陽光的射入。因此,相較于現(xiàn)有管狀聚光光伏組件,本申請(qǐng)中的管狀聚光光伏組件具有更寬的光學(xué)窗口、以及更高的光能利用率。同時(shí),本申請(qǐng)中的管狀聚光光伏組件還具有多倍聚光、可靠封裝、使用壽命長、散熱優(yōu)的特點(diǎn)。
根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面,還提供了一種管狀聚光光伏電池組件。圖4為根據(jù)再一實(shí)施例示出的管狀聚光光伏電池組件的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示,管狀聚光光伏電池組件包括玻璃管41,玻璃管41內(nèi)設(shè)有多組聚光光學(xué)系統(tǒng)42(本實(shí)施例以2組為例)與每組聚光光學(xué)系統(tǒng)42對(duì)應(yīng)設(shè)置的光伏電池陣列43。
與上述實(shí)施例不同的是,本實(shí)施例中的每組聚光光學(xué)系統(tǒng)42包括第一透射鏡420、第二透射鏡421和反射鏡422。第一透射鏡420設(shè)置于玻璃管41內(nèi),并將接收到的太陽光會(huì)聚至與該組聚光光學(xué)系統(tǒng)42對(duì)應(yīng)的光伏電池陣列43上;
第二透射鏡421設(shè)置于玻璃管41內(nèi),并與第一透射鏡420相對(duì)設(shè)置;反射鏡422設(shè)置于玻璃管41外并設(shè)置于第二透射鏡421的那一側(cè),由反射鏡反射的太陽光經(jīng)玻璃管41壁射入到第二透射鏡421后再由第二透射鏡421會(huì)聚至與該組聚光光學(xué)系統(tǒng)42對(duì)應(yīng)的光伏電池陣列43上。
作為優(yōu)選實(shí)施方式,兩組聚光光學(xué)系統(tǒng)42的第一透射鏡420均朝向太陽光入射的方向,兩組聚光光學(xué)系統(tǒng)42的第二透射鏡421相對(duì)平行設(shè)置。
在本實(shí)施例中,反射鏡可優(yōu)選選用平面鏡、折鏡或曲面鏡。需要說明的是,本實(shí)施例中對(duì)反射鏡不做具體限定,凡是能夠?qū)⑻柟夥瓷渲恋诙干溏R421并通過第二透射鏡421會(huì)聚至與該組聚光光學(xué)系統(tǒng)42對(duì)應(yīng)的光伏電池陣列43上的結(jié)構(gòu)均落入本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。
作為優(yōu)選實(shí)施方案,光伏電池陣列43包括若干陣列布置的光伏電池單元和第三散熱裝置44,第三散熱裝置44與若干光伏電池單元的背部導(dǎo)熱接觸且緊貼玻璃管41內(nèi)壁布置。第三散熱裝置44的布置與固定方式與上述實(shí)施例中第一散熱裝置的布置與固定方式相同,此處不再贅述。
進(jìn)一步優(yōu)選地,光伏電池陣列43還包括第四散熱裝置45,第四散熱裝置45設(shè)置于玻璃管41的外壁并與第三散熱裝置44的位置對(duì)應(yīng)。第四散熱裝置45的布置與固定方式與上述實(shí)施例中第二散熱裝置的布置與固定方式相同,此處不再贅述。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案,本實(shí)施例中的反射鏡422靠近第四散熱裝置45設(shè)置且相對(duì)于第四散熱裝置45傾斜設(shè)置。將反射鏡422相對(duì)于第四散熱裝置45傾斜設(shè)置,則反射鏡422與第四散熱裝置45之間構(gòu)成漸縮式結(jié)構(gòu),漸縮式結(jié)構(gòu)有助于風(fēng)的流入,因此反射鏡422傾斜布置能夠增加第四散熱裝置45的散熱,進(jìn)而增強(qiáng)管狀聚光光伏電池組件的散熱效果。
根據(jù)本實(shí)用新型的再一方面,還提供了一種管狀聚光光伏電池組件陣列,其由多個(gè)上述任一實(shí)施例中的管狀聚光光伏電池組件繞共同的中心軸布置。或者,
多個(gè)管狀聚光光伏電池組件并排布置,且多個(gè)管狀聚光光伏電池組件中聚光光學(xué)系統(tǒng)42的方位角所在的平面相同或平行。
圖5示出了兩個(gè)管狀聚光光伏電池組件的一種陣列布置形式。如圖5所示,兩個(gè)管狀聚光光伏電池組件關(guān)于中間的旋轉(zhuǎn)軸50鏡像布置;兩個(gè)管狀聚光光伏電池組件之間預(yù)留設(shè)定間隙,且兩個(gè)管狀聚光光伏電池組件中的其中一個(gè)光伏電池陣列分別設(shè)置于預(yù)留間隙的兩側(cè),與此相對(duì)應(yīng)地,兩個(gè)光伏電池陣列外側(cè)的第二散熱裝置(或第四散熱裝置)相對(duì)設(shè)置,由于兩個(gè)管狀聚光光伏電池組件均使用玻璃管,因此預(yù)留間隙處為漸縮式結(jié)構(gòu),漸縮式結(jié)構(gòu)有助于風(fēng)的流入,因此兩個(gè)管狀聚光光伏電池組鏡像布置能夠進(jìn)一步增加兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的第二散熱裝置(或第四散熱裝置)的散熱,進(jìn)一步增強(qiáng)管狀聚光光伏電池組件陣列的散熱效果。
圖6示出了兩個(gè)管狀聚光光伏電池組件的另一種陣列布置形式。如圖6所示,兩個(gè)管狀聚光光伏電池組件的反射鏡相鄰布置。此種布置方式中,兩個(gè)管狀聚光光伏電池組件之間可預(yù)留設(shè)定間隙,也可接觸布置。兩個(gè)管狀聚光光伏電池組件的反射鏡相鄰布置,每個(gè)管狀聚光光伏電池組件中第二散熱裝置(或第四散熱裝置)能夠分別朝向兩側(cè),兩個(gè)散熱裝置不會(huì)相互影響,具有良好的散熱效果。同時(shí)兩個(gè)反射鏡相鄰布置,能夠使兩個(gè)反射鏡的安裝穩(wěn)定性更好,且利于兩塊反射鏡的清掃,兩塊反射鏡按圖5所示布置方式布置時(shí),在清掃完一塊反射鏡后需要繞到旋轉(zhuǎn)軸的另一側(cè)對(duì)另一塊反射鏡進(jìn)行清掃,而將兩塊反射鏡相鄰布置時(shí),不用挪動(dòng)位置就可對(duì)兩塊反射鏡進(jìn)行清掃,故能夠提高清掃效率。
圖7示出了多于兩個(gè)的管狀聚光光伏電池組件的一種陣列布置形式。如圖7所示,多個(gè)管狀聚光光伏電池組件關(guān)于中間的旋轉(zhuǎn)軸60鏡像布置。最中心的兩個(gè)管狀聚光光伏電池組件之間預(yù)留設(shè)定間隙,其具有的較為優(yōu)異的散熱效果與圖5結(jié)構(gòu)中相同,此處不再贅述。其他位置的管狀聚光光伏電池組件的工作原理與上述實(shí)施例中的管狀聚光光伏電池組件的工作原理相同,此處不再贅述。
需要說明的是,管狀聚光光伏電池組件陣列中的管狀聚光光伏組件可以東西軸水平布置或南北軸水平布置或南北軸傾斜角度布置,優(yōu)選為南北軸傾斜,傾斜角按當(dāng)?shù)鼐暥冉嵌炔贾谩P枰厥庹f明的是,管狀聚光光伏組件還可以采用其他陣列方式或與建筑相結(jié)合的布置方式。
圖8示出了多于兩個(gè)的管狀聚光光伏電池組件的另一種陣列布置形式。如圖8所示,多個(gè)管狀聚光光伏電池組件70并列布置,并設(shè)置于可轉(zhuǎn)動(dòng)的底座71上。每排管狀聚光光伏電池組件的聚光光學(xué)系統(tǒng)的方位角所在的平面相同或平行。為了實(shí)時(shí)跟蹤太陽,管狀聚光光伏電池組件需通過調(diào)節(jié)平面角和高度角實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽的實(shí)時(shí)跟蹤。按該布置形式布置的管狀聚光光伏電池組件陣列,管狀聚光光伏電池組件的平面角不需單獨(dú)調(diào)節(jié),只需通過轉(zhuǎn)動(dòng)底座設(shè)定角度,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有管狀聚光光伏電池組件的平面角進(jìn)行調(diào)節(jié)。每個(gè)管狀聚光光伏電池組件的高度角還需通過繞其自身中心軸旋轉(zhuǎn)設(shè)定角度即可實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)施例中的管狀聚光光伏電池組件陣列,可設(shè)置在地面的建筑物上,也可設(shè)置于水中的漂浮基座上。
最后需要說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案,而非對(duì)其限制;盡管參照前述實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述實(shí)施方式記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型實(shí)施方式技術(shù)方案的精神和范圍。