太陽能集光裝置安裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型為一種太陽能集光裝置安裝結(jié)構(gòu)，特別是指一種使用反射板作為集光裝置的太陽能發(fā)電系統(tǒng)使用的太陽能集光裝置安裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前太陽能發(fā)電技術(shù)是以太陽能電池為主流，但目前太陽能電池發(fā)電面臨最大的問題在于太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率不佳，造成發(fā)電效能不足的問題，以致于傳統(tǒng)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)必須使用大量的太陽能電池板產(chǎn)生電流，因此造成系統(tǒng)成本高昂。
[0003]為解決太陽能電池轉(zhuǎn)換效率不佳的問題，已知的太陽能發(fā)電系統(tǒng)一直設(shè)法改進(jìn)太陽能電池的材料與制程技術(shù)以提高其轉(zhuǎn)換效率，然仍難有突破性的進(jìn)展。采用II1、V族材料以多層結(jié)構(gòu)方式雖其轉(zhuǎn)換效率較高，然因其所需搭配的菲涅爾透鏡(fresnel lens)及雙軸追日系統(tǒng)要求的精度均極高，否則其有效放大倍率將陡降，故而其成本仍是偏高。因此，近來逐漸有以反射板或透鏡等集光裝置搭配追日的方式以提高硅材太陽能電池的光通量使其增效。
[0004]除了太陽能電池外，近年來聚光太陽能熱發(fā)電(或稱聚焦型太陽能熱發(fā)電:Concentrated solar power，縮寫:CSP)也處于蓬勃發(fā)展中。CSP是一個集熱式的太陽能發(fā)電系統(tǒng)。它使用反射鏡或透鏡，利用光學(xué)原理將較大面積的陽光匯聚到一個相對細(xì)小的集光區(qū)中，令太陽能集中，在發(fā)電機(jī)上的集光區(qū)受太陽光照射而升高溫度，由光熱轉(zhuǎn)換原理將太陽能轉(zhuǎn)換化為熱能，熱能再通過熱機(jī)(通常是蒸汽渦輪發(fā)動機(jī))做功驅(qū)動發(fā)電機(jī)，從而產(chǎn)生的電力。
[0005]在上述的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)或聚光太陽能熱發(fā)電(CSP)系統(tǒng)中，大概分為采用反射板的反射式集光裝置，以及采用菲涅爾透鏡(fresnel lens)的聚光式集光裝置。其中聚光式集光裝置雖然具有體積小，放大倍率高的優(yōu)點，然而由于其聚光的放大倍數(shù)過大，因此使得太陽能的光能轉(zhuǎn)換單元在單位面積內(nèi)集中承受了大量的光能，因此造成光能轉(zhuǎn)換單元熱度集中的問題，因此除非采用II1、V族材料制成的太陽能電池板或者是采用高效率的散熱系統(tǒng)解決熱度集中的問題，否則將會造成光能轉(zhuǎn)換單元過熱，導(dǎo)致光能轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換效率下降，甚至于損毀的情形產(chǎn)生。而且聚光式的太陽能集光裝置另一個更嚴(yán)重的問題是在于聚光式的集光裝置的聚光透鏡的光軸必須準(zhǔn)確地對準(zhǔn)太陽，如果聚光透鏡的光軸稍微偏移太陽角度，將會造成有效放大倍率陡降的情形產(chǎn)生，因此使得該種聚光式太陽能集光裝置必須搭配精密的追日系統(tǒng)并須經(jīng)精密調(diào)校方可達(dá)成效果，因此造成了聚光式太陽能集光裝置成本高昂。
[0006]而反射式太陽能集光裝置，其是通過在光能轉(zhuǎn)換單元周圍架設(shè)多個反射板以將太陽光源反射集中在光能轉(zhuǎn)換單元的受光面上。因此太陽能集光裝置的光能放大倍率和其使用反射板的面積呈正相關(guān)，反射板的面積越大，便能夠?qū)⒏嗟奶柟饩€反射集中在光能轉(zhuǎn)換單元的受光面上，因此唯有加大反射板的面積與高度，才能提高集光裝置的有效光放大倍率。
[0007]如圖1及圖2所示，為一種常用的反射式太陽能集光裝置I的構(gòu)造，該集光裝置I包括多個光能轉(zhuǎn)換單元2及多組設(shè)置于光能轉(zhuǎn)換單元2的周邊的反射板3。其中光能轉(zhuǎn)換單元2為一矩形的太陽能電池板，在多個光能轉(zhuǎn)換單元2的周邊設(shè)置多個所述反射板3，并且將多個光能轉(zhuǎn)換單元2連同反射板3設(shè)置在一個基板5上，通過反射板3將光線投射于光能轉(zhuǎn)換單元2的受光面上。
[0008]由于太陽光線在大氣中是以直線路徑傳遞，因此在光能轉(zhuǎn)換單元2的受光面和太陽光線垂直狀態(tài)下，各個反射板3只有和光能轉(zhuǎn)換單元2的四個側(cè)邊相等寬度的范圍內(nèi)所反射的光線才能夠投射在光能轉(zhuǎn)換單元2的受光面上，而超出光能轉(zhuǎn)換單元2的四個側(cè)邊的范圍的反射板所反射的光線將無法直接投射在光能轉(zhuǎn)換單元2的受光面上，因此使得反射板3的寬度通常設(shè)計成和光能轉(zhuǎn)換單元2的四個側(cè)邊等寬的矩形，然后再在每兩個相鄰的反射板之間的間隙中分別設(shè)置一平面形反射板狀的輔助反射板4，用以將光能轉(zhuǎn)換單元2的四個尖角處超出反射板3的有效反射范圍以外的光線反射在光能轉(zhuǎn)換單元2的受光面上，以增加光能轉(zhuǎn)換單元2總體的進(jìn)光量。然而，該平面形輔助反射板4的頂端寬度若大于光能轉(zhuǎn)換單元2的對角線長度時，其兩端超過該對角線長度范圍處的反射光必須通過其他輔助反射板4或反射板3的再反射才有可能投射到光能轉(zhuǎn)換單元2的受光面上，如此不僅損耗能量多，甚至于有部分因經(jīng)多次反射而最后是向上遠(yuǎn)離以致無法反射到光能轉(zhuǎn)換單元2的受光面上，因此造成輔助反射板4所能提供的有效集光量降低。此外，因受光能轉(zhuǎn)換單元2的形狀限制，其單元形狀只能是成八邊形，無法像正六邊形般做到完全緊密排列，仍留有無法利用的空隙。
[0009]綜合上述，常用的反射式太陽能集光裝置I通過平面形輔助反射板4以提高進(jìn)光量，然其放大倍率被限制。若欲有較大的放大倍率，需有較長的反射板3，其輔助反射板4卻不能隨之增長，如此將浪費(fèi)反射板間的間隙空間；若輔助反射板4也隨之增長，則就需面臨進(jìn)光能量減少而降低集光效率的情況。故，如何通過改善集光裝置的安裝結(jié)構(gòu)來提高太陽能集光裝置的集光效率以克服上述的缺陷，已成為該項事業(yè)所欲解決的重要課題之一。
【實用新型內(nèi)容】
[0010]本實用新型主要目的在提供一種能夠解決常用的反射式太陽能集光裝置集光效率不佳的問題的太陽能集光裝置安裝結(jié)構(gòu)。
[0011]本實用新型實施例包括:一安裝基板；多個集光單元，每一所述集光單元分別具有一矩形的光能轉(zhuǎn)換單元，并具有分別設(shè)置于所述光能轉(zhuǎn)換單元的四個側(cè)邊的反射板單元，且每兩個相鄰的所述反射板單元的相鄰的兩個側(cè)邊共同定義出一缺口部；其中多個所述集光單元當(dāng)中每兩個相鄰的所述集光單元的其中之一的所述反射板單元的末端容設(shè)于另一所述集光單元當(dāng)中的一所述缺口部中，使每一所述集光裝置的所述反射板單元彼此相互交錯。
[0012]進(jìn)一步地，每一所述集光單元的所述反射板單元和所述光能轉(zhuǎn)換單元具有相等的寬度。
[0013]進(jìn)一步地，設(shè)置于所述安裝基板的最外側(cè)的所述集光單元中的未與其他所述集光單元相鄰的所述缺口部分別設(shè)置一輔助集光單元。
[0014]進(jìn)一步地，多個所述輔助集光單元分別為一弧形反射罩或為一聚光透鏡。
[0015]進(jìn)一步地，多個所述輔助集光單元為局部型態(tài)的菲涅爾透鏡。
[0016]進(jìn)一步地，設(shè)置于所述安裝基板的最外側(cè)的所述集光單元中的未與其他所述集光單元相鄰的所述缺口部分別設(shè)置一所述光能轉(zhuǎn)換單元。
[0017]進(jìn)一步地，每一所述集光單元的所述反射板單元中包括兩個長度較長的第一反射板單元并包括兩個長度較短的第二反射板單元，兩個所述第一反射板單元分別設(shè)置于所述光能轉(zhuǎn)換單元相對的兩個側(cè)邊，兩個所述第二反射板單元分別設(shè)置于所述光能轉(zhuǎn)換單元的另外兩個相對的側(cè)邊。
[0018]進(jìn)一步地，所述集光單元的所述反射板單元具有一反射面，所述反射面為一平面狀反射面或為一弧形反射面或為由多個傾斜不同角度的傾斜面組成的多重傾斜反射面。
[0019]本實用新型的有益效果在于能夠提高安裝基板上光能轉(zhuǎn)換單元的安裝密度，同時能夠提高太陽能發(fā)電裝置整體集光效率及發(fā)電效率。
[0020]為使能更進(jìn)一步了解本實用新型的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本實用新型的詳細(xì)說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，并非用來對本實用新型加以限制。
【附圖說明】
[0021]圖1為一常用的反射式太陽能集光裝置的立體構(gòu)造示意圖。
[0022]圖2為一常用的反射式太陽能集光裝置，當(dāng)輔助反射板的頂端寬度大于光能轉(zhuǎn)換單元對角線長度狀態(tài)下的俯視構(gòu)造示意圖。
[0023]圖3為本實用新型第一實施例的太陽能集光裝置安裝結(jié)構(gòu)使用的一集光單元的立體圖。
[0024]圖3A為本實用新型第一實施例的太陽能集光裝置安裝結(jié)構(gòu)使用的一集光單元的俯視圖。
[0025]圖4為本實用新型第一實施例的太陽能集光裝置安裝結(jié)構(gòu)的局部立體組合圖。
[0026]圖5為本實用新型第一實施例的太陽能集光裝置安裝結(jié)構(gòu)的組合俯視圖。
[0027]圖6為本實用新型第二實施例的太陽能集光裝置安裝結(jié)構(gòu)的組合俯視圖。
[0028]圖7為本實用新型第三實施例的太陽能集光裝置安裝結(jié)構(gòu)的組合俯視圖。
[0029]圖8A為本實用新型使用的集光單元的反射板單元的第一種實施例的組合側(cè)視圖。
[0030]圖SB為本實用新型使用的集光單元的反射板單元的第二種實施例的組合側(cè)視圖。
[0031]圖SC為本實用新型使用的集光單元的反射板單元的第三種實施例的組合側(cè)視圖。
[0032]圖9為本實用新型第四實施例的太陽能集光裝置安裝結(jié)構(gòu)的組合俯視圖。
[0033]【符號說明】
[0034]反射式太陽能集光裝置 Z
[0035]集光裝置I
[0036]光能轉(zhuǎn)換單元2
[0037]反射板3
[0038]輔助反射板 4
[0039]基板5
[0040]集光單元10
[0041]光能轉(zhuǎn)換單元20
[0042]反射板單元30
[0043]第一反射單元30A
[0044]第二反射單元30B
[0045]反射面31
[0046]第一傾斜面32
[0047]第二傾斜面33
[0048]弧形面34
[0049]缺口部35
[0050]輔助集光單元40
[0051]輔助集光單元40A
[0052]安裝基板50
【具體實施方式】
[0053]〔第一實施例〕
[0054]如圖3至圖5所示，為本實用新型第一實施例的太陽能集光裝置安裝結(jié)構(gòu)的第一實施例，本實用新型的太陽能集光裝置是由多個集光單元10組合設(shè)置于一安裝基板50上所組成。其中每一個集光單元10包括一光能轉(zhuǎn)換單元20以及排列于光能轉(zhuǎn)換單元四周的反射板單元30，其中該光能轉(zhuǎn)換單元20呈矩形，該光能轉(zhuǎn)換單元20可以采用太陽能電池板，或者是聚光太陽能熱發(fā)電(CSP)系統(tǒng)使用的光熱轉(zhuǎn)換裝置(例如吸熱板)，該光能轉(zhuǎn)換單元的頂面為一受光面，各個所述反射板單元用以將太陽光線反射照射于該光能轉(zhuǎn)換單元20的受光面上。
[0055]第一實施例中，反射板單元30為