一种宽角度光导聚光太阳能热电联合供能系统的制作方法

本发明涉及一种太阳能发电系统，尤其涉及一种聚光太阳能热电联合供能系统。

背景技术：

太阳发电技术中，大面积的太阳能电池片(板)的铺设才能产生更优秀的发电能力；一味的增加太阳能电池板的面积造成了太阳能构建的成本增加，也造成了太阳能电池板对核心原材料的过度依赖；为了增加发光效率，传统的聚光结构采用菲涅尔透镜聚焦棱镜，棱镜聚焦太阳能电池片来产生电能，这样虽然降低了太阳能电池片的使用量，但是整个菲涅尔透镜的体积过大，其支撑框架的重量非常大，增加了跟踪机构的设计负担，同样在普及度上受到了阻碍。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种宽角度光导聚光太阳能热电联合供能系统，其结构巧妙，体积小，需要的太阳能电池片数量少，整体成本低，便于推广。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种宽角度光导聚光太阳能热电联合供能系统，包含主支架，主支架的两侧对称组装有光导聚光组件，光导聚光组件与主支架的侧面之间组装排布有太阳能电池片；所述光导聚光组件为多个，沿着主支架长度方向排布；

所述主支架内部设置用于通水的水管；

所述光导聚光组件为多层结构，包含自上而下依次设置的导光玻璃层、光导聚集层、镂空层、光导传输层和硅胶保护层；

光线经由导光玻璃层、光导聚集层、锯齿形状的镂空层和光导传输层的全反射进入所述太阳能电池片的表面；所述硅胶保护层喷涂在所述光导传输层的底面；所述光导聚光组件为楔形结构，光导聚光组件的厚度沿着远离太阳能电池片的方向逐渐减小。

作为本发明的一种优选实施方式：所述主支架为导热铝管，所述导热铝管为方形结构，用于导流水的水管为铝材且嵌入导热铝管内部。

作为本发明的一种优选实施方式：所述光线为垂直于导光玻璃层表面的太阳光；且光线垂直度的偏差范围为±5°。

作为本发明的一种优选实施方式：每个光导聚光组件的两侧均固定在楔形结构的固定架上；所述固定架包含楔形结构的挡板，挡板靠近主支架的端面为用于固定在主支架上的组装支脚。

作为本发明的一种优选实施方式：所述光导聚光组件的底面为弧形结构。

作为本发明的一种优选实施方式：所述水管的一端连接冷水水源，另一端连接至热水利用系统。

作为本发明的一种优选实施方式：所述主支架上还安装有接线盒，所有太阳能电池片的输出引线经由接线盒与外部连接；所述太阳能电池片背面与所述主支架通过导热硅脂粘接。

作为本发明的一种优选实施方式：所述支脚上设置有螺栓孔，所述支脚通过螺栓与主支架连接。

作为本发明的一种优选实施方式：所述导光玻璃层的表面为水平面。

作为本发明的一种优选实施方式：所述太阳能电池片与主支架之间设置有热沉和绝缘层；所述光导传输层的上边缘呈锯齿形，锯齿形的顶角为90度；前端的锐角α为5～10度。所述镂空层的侧面为用于将光线反射至光导传输层的自由曲面；所述光导聚集层和光导传输层为光学树脂或者光学玻璃材质。

本发明有益效果是：

本发明公开了一种宽角度光导聚光太阳能热电联合供能系统，包含主支架，主支架的两侧对称组装有光导聚光组件，光导聚光组件与主支架的侧面之间组装排布有太阳能电池片；所述光导聚光组件为多个，沿着主支架长度方向排布；

所述主支架内部设置用于通水的水管；由于太阳能电池片仅仅吸收光能，热能可以被水管内的流水吸收，进行热水利用；

本发明的光导聚光组件为多层结构，包含自上而下依次设置的导光玻璃层、光导聚集层、镂空层、光导传输层和硅胶保护层；导光玻璃层能够大面积接收太阳能光，经由光导聚集层、镂空层和光导传输层的全反射后由靠近太阳能电池片的侧面反射至太阳能电池片表面，因此，本发明不需要过多以及大面积的太阳能电池片铺设，仅仅需要增加轻薄的光导聚光组件即可，整体体积重量大大减小，核心的太阳能电池片的原材料依赖度也大大减小。

本发明的光线经由导光玻璃层、光导聚集层、锯齿形状的镂空层和光导传输层的全反射进入所述太阳能电池片的表面；所述硅胶保护层喷涂在所述光导传输层的底面；所述光导聚光组件为楔形结构，光导聚光组件的厚度沿着远离太阳能电池片的方向逐渐减小。楔形结构能够保证太阳能电池片的接收光线面积，提升光电转换效率。

附图说明

图1为本发明的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明的光导聚光组件的一种具体实施方式的结构示意图；

图3为本发明的一种具体实施方式的侧视方向的结构示意图；

图4为本发明的一种具体实施方式的光路示意图；其由左至右依次示出了三组不同角度的入射光的光路；三组分别为90度，95度和85度；

图5为本发明的固定架的一种具体实施方式的结构示意图；

图6为本发明的光导传输层的上边缘部分的局部放大示意图。

附图标记说明：

1-光导聚光组件，2-太阳能电池片，3-水管，4-主支架，5-绝缘层，6-热沉；

11-导光玻璃层，12-光导聚集层，13-镂空层，14-光导传输层，15-硅胶保护层，16-挡板，17-组装支脚。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

如图1～6所示，其示出了本发明的具体实施方式，如图所示，本发明公开的一种宽角度光导聚光太阳能热电联合供能系统，包含主支架4，主支架的两侧对称组装有光导聚光组件1，光导聚光组件与主支架的侧面之间组装排布有太阳能电池片2；所述光导聚光组件为多个，沿着主支架长度方向排布；

所述主支架内部设置用于通水的水管3；

所述光导聚光组件为多层结构，包含自上而下依次设置的导光玻璃层11、光导聚集层12、镂空层13、光导传输层14和硅胶保护层15；

光线经由导光玻璃层、光导聚集层、锯齿形状的镂空层和光导传输层的全反射进入所述太阳能电池片的表面；所述硅胶保护层喷涂在所述光导传输层的底面；所述光导聚光组件为楔形结构，光导聚光组件的厚度沿着远离太阳能电池片的方向逐渐减小。

优选的，如图所示：所述主支架为导热铝管，所述导热铝管为方形结构，用于导流水的水管为铝材且嵌入导热铝管内部。热量第一时间通过高效的导热铝管导入流水中，这样一方面保证了太阳能电池片不高温，另一方面将热源即时利用，使得太阳能利用的更加充分，实现了热电联合功能。

优选的，如图所示：所述光线为垂直于导光玻璃层表面的太阳光；且光线垂直度的偏差范围为±5°。

优选的，如图所示：每个光导聚光组件的两侧均固定在楔形结构的固定架上；所述固定架包含楔形结构的挡板16，挡板靠近主支架的端面为用于固定在主支架上的组装支脚17。固定架为组装光导聚光组件的组装支架，能够通过与光导聚光组件和主支架的固定使得整个系统更加稳定，便于后续的与跟踪机构的连接。

优选的，如图所示：所述光导聚光组件的底面为弧形结构。弧形结构能够优化光线传导过程。

优选的，如图所示：所述水管的一端连接冷水水源，另一端连接至热水利用系统。热水利用系统可以是低温热泵系统或者锅炉系统中。

优选的，如图所示：所述主支架上还安装有接线盒，所有太阳能电池片的输出引线经由接线盒与外部连接；所述太阳能电池片背面与所述主支架通过导热硅脂粘接。

优选的，如图所示：所述支脚上设置有螺栓孔，所述支脚通过螺栓与主支架连接。

优选的，如图所示：所述导光玻璃层的表面为水平面。水平面是相对于光导聚光组件的楔形结构描述的，及导光剥离层的厚度为等厚，光导聚光组件的其余层的厚度为逐渐变窄，尤其是光导传输层。

优选的，如图所示：所述太阳能电池片与主支架之间设置有热沉和绝缘层；所述光导传输层的上边缘呈锯齿形，锯齿形的顶角为90度；前端的锐角α为5～10度。所述镂空层的侧面为用于将光线反射至光导传输层的自由曲面；所述光导聚集层和光导传输层为光学树脂或者光学玻璃材质。

综上，

本发明包含主支架及两侧对称组装的光导聚光组件，光导聚光组件与主支架的侧面之间组装排布有太阳能电池片，太阳能电池片的散热基板安装在主支架上，主支架内部设置有通水管道。光导聚光组件由导光玻璃层、光导聚集层、光导传输层及光电转换层组成。本发明的优点在于：(1)采用光导纤维在光学材料内部传光的原理，将太阳光汇聚到太阳能电池芯片上，提高了光传输效率，减少了组件的厚度，增加了可靠性。(2)光导聚集层全反射面采用自由曲面设计，允许入射光有10度角度容差量，跟踪机构的跟踪精度降低10倍以上。(3)采用热电联供的能源利用模式，降低了太阳能生产每单位能源的成本。

上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术，这些都落入本发明专利的保护范围。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。