光电转换系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于光电转换领域，具体地涉及一种光电转换系统。
【背景技术】
[0002]众所周知，太阳光无处不在，鉴于太阳光对应的光能取之不竭，用之不尽，因此，利用太阳光实现能量利用的项目越来越多，截至目前，利用太阳光发电在现有电力供应中扮演着越来越重要的角色。
[0003]请参阅图1，是利用太阳光实现光能至电能的转换系统框架示意图。在利用太阳光实现光能至电能的转换系统中，主要包括光能提供元件61、光电转换器62及电能输出装置63ο
[0004]所述光能提供元件61，即太阳，或经过光学处理的阳光，或二次辐射源辐射光，并将光能传递至所述光电转换器62。所述光电转换器62接收光能并将光能转换为电能，形成电压。所述电能输出装置63将电压施加至外接电路上，形成电流，由此实现光能转换为电能，最终输出的过程，亦即光能至电能的转换过程。
[0005]由此可见，在利用太阳光实现光能至电能的转换系统中，所述光电转换器62(也叫太阳能电池组件或者光伏组件)是整个发电系统中的核心部分，其作用是将太阳能转化为电能，一般接入电网统一调配使用，或送往蓄电池中存储起来，或直接推动负载工作。
[0006]如图2所示，所谓光电转换器500是由太阳能电池片或由激光切割机或钢线切割机切割开的不同规格的光电转换单元(太阳能电池片)501组合在一起构成。由于单一光电转换单元的电流和电压都很小，于是业界把上述多个光电转换单元先串联获得高电压，再并联获得高电流后然后输出。其中所述单一光电转换单元的规格包括:125*125mm、156*156mm、124*124mm等。将多个光电转换单元封装在一个钢化玻璃的基板上，四周安装不锈钢、铝或其他非金属边框上，安装好上面的玻璃及背面的背板形成整体称为光电转换器，也就是光伏组件或太阳电池组件。换句话说，所述光电转换器是由多个光电转换单元阵列并电连接形成。
[0007]针对每一光电转换单元接收光能实现光能量转化为电能量现象，称为“光伏效应”，指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象，具体如图3所示。
[0008]然而，单一光电转换单元只能产生大约0.5伏的工作电压，远低于实际使用所需电压。为了满足实际应用的需要，需要把多个光电转换单元连接成光电转换器，或者光伏组件。请再次参阅图2，所述光电转换器62包含一定数量的光电转换单元，例如是二十四片，上述光电转换单元通过导线对应电连接，如此形成大约能产生12伏工作电压的光电转换器62，或者光伏组件62。
[0009]现有技术的光电转换器中，光电转换单元的电连接方式主要以串联为主。其中，公开号为CN103094385A的发明专利公开了一种光电转换器700，如图4所示，光电转换器I中光电转换单元710以串联方式电连接。公开号为CN104617169A的发明专利公开了一种光电转换器，如图5所示，在光电转换器800中，光电转换单元810均以串联方式构成所述光电转换器800。在上述两种光电转换器中，串联设置的光电转换单元710、810可以获得高输出电压从而减小电能损耗，但是其缺陷在于串联设置的光电转换器700、800无法充分利用非均匀光照条件，即其总的输出电流受限于被最弱光照的光伏电池产生的最小电流。为了避免其总的输出电流受限于被最弱光照的光电转换单元产生的最小电流，现有技术往往采用旁路二极管的方案绕过这部分被最弱光照的光电转换器，因此没有充分利用阳光资源和已投入使用的设备。
[0010]针对无法充分利用非均匀光照的缺陷，业界为了进一步地利用非均匀光照，现有技术公开号为CN101978510B的中国专利和专利号为US8748727的美国专利公开了一种由光电转换单元并联连接构成的光电转换器，如图6所示。该光电转换器900中，光电转换单元904彼此并联连接形成多个行906，然后多个行906之间串联连接。该光电转换器900中并联连接的光电转换单元904使得该光电转换器900可以降低对非均匀光照的敏感性，提高其在常见非均匀光照条件下的输出电能;但是其缺点在于并联连接的光电转换单元904具有较低的输出电压和较大的输出电流，这会增加该光电转换器900输出电能的损耗。而且较大的输出电流需要使用较粗的导线以传导电流，这又会增加该光电转换器900的成本。
[0011]但是，对于在特定情况下的非均匀光照条件，例如沿第一维方向光能强度均匀，沿垂直于所述第一维方向的第二维方向光能强度非均匀的光照，目前业界尚未发现充分利用该特定情况下的非均匀光照进行光伏发电的研究。
[0012]因此，有必要提供一种可以充分利用该特定情况下的非均匀光照的光电转换系统。
【实用新型内容】
[0013]为了解决上述技术问题，本实用新型实施例公开一种充分利用沿第一维方向光能强度均匀，沿垂直于所述第一维方向的第二维方向光能强度非均匀的光照，且电能损耗小的光电转换系统。
[0014]所述光电转换系统包括光能输出装置、光电转换阵列和电能输送装置。所述光能输出装置输出光能，在设定平面内，所述光能的强度沿设定平面的第一维方向均匀分布，沿设定平面的垂直于所述第一维方向的第二维方向非均匀分布;所述光电转换阵列包括多个串联连接的光电转换单元带组，每一光电转换单元带组包括多个电连接的光电转换单元带，每一所述光电转换单元带包括多个依次串设的光电转换单元，每一所述光电转换单元带均平行于所述第一维方向，并接收所述光能输出装置产生的光能;所述电能输送装置包括多个逆变器，所述多个逆变器分别与所述多个光电转换单元带组对应电连接，并分别独立地将每一所述光电转换单元带组产生的电能输送至电网。
[0015]在本实用新型一较佳实施例中，所述光能输出装置包括光源及导光模组，所述光源产生光束，所述导光模组导引来自所述光源的光束沿着设定方向辐射，光电转换器是设于同一承载基板的光伏组件，其包括多个相互绝缘设置的所述光电转换单元带和多个连接端，所述光源产生的光束配合所述导光模组导引的光束在所述光电转换器表面形成光能强度沿第一维方向均匀分布，沿垂直于所述第一维方向的第二维方向非均匀分布的光照。
[0016]在本实用新型一较佳实施例中，沿所述第一维方向，相邻的光电转换单元带构成光电转换单元带组，并对应电连接。
[0017]在本实用新型一较佳实施例中，同一光电转换单元带组的多个光电转换单元带处于同样的工作光照环境。
[0018]在本实用新型一较佳实施例中，沿所述第二维方向，所述多个光电转换单元带组之间平行间隔，并彼此电位隔离设置。
[0019]在本实用新型一较佳实施例中，每一所述光电转换单元带组内，所述多个光电转换单元带沿直线排列。在本实用新型一较佳实施例中，光电转换阵列还包括多个输出端，所述多个输出端分别与所述多个光电转换单元带组对应电连接，并分别独立输出所述多个光电转换带组产生的电能。
[0020]在本实用新型一较佳实施例中，所述多个逆变器通过所述多个输出端与所述多个光电转换单元带组对应电连接，所述光电转换单元带组、所述输出端和所述逆变器依次串联连接。
[0021]在本实用新型一较佳实施例中，位于同一所述光电转换单元带的多个光电转换单元并联连接、串联连接或串联并联混合连接。
[0022]—种光电转换系统，所述光电转换系统包括光能输出装置、光电转换阵列和电能管理装置。所述光能输出装置输出光能，在设定平面内，所述光能的强度沿设定平面的第一维方向均匀分布，沿设定平面的垂直于所述第一维方向的第二维方向非均匀分布;所述光电转换阵列包括多个串联连接的光电转换单元带组，每一光电转换单元带组包括多个电连接的光电转换单元带，每一所述光电转换单元带包括多个依次串设的光电转换单元，每一所述光电转换单元带均平行于所述第一维方向，并接收所述光能输出装置产生的光能;所述电能管理装置包括至少一个蓄电器和一个充电控制器，所述蓄电器通过所述充电控制器分别与所述多个光电转换单元带组对应电连接，并将每一所述光电转换单元带组产生的电能储存在所述蓄电器内。
[0023]所述光电转换系统的每一光电转换器组内部形成多个光电转换单元带组，且所述光电转换单元带组分别连接多个独立的输出端以实现电能的独立输出，从而使得所述光电转换系统可以充分利用沿所述第一维方向光能强度均匀分布，而垂直于所述第一维方向的第二维方向呈非均匀分布的光照进行光电转换，而且采用多个独立输出端输出电能的方式降低电能传输损耗。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中:
[0025]图1是光能至电能转换系统框架示意图；
[0026]图2是现有技术光伏组件结构示意图；
[0027]图3是太阳能光伏电池片的光伏效应示意图；
[0028]图4是现有技术一种太阳能电池组件的电路结构示意图；
[0029]图5是现有技术另一种太阳能电池组件的电路结构示意图；
[0030]图6是现有技术又一种太阳能电池组件的电路结构示意图；
[0031 ]图7是本实用新型实施例提供的光电转换系统的结构示意图；
[0032]图8是图7所示光电转换系统中光能输出装置和光电转换阵列之间的光束传输示意图；
[0033]图9是图7所示光电转换系统中光电转换阵列的结构示意图；
[0034]图10是图9所示光电转换阵列中光电转换器组的结构示意图；
[0035]图11是图10所示光电转换器组中光电转换器的一较佳实施例平面结构示意图；
[0036]图12a是图10所示光电转换器组的框架结构示意图