一种太阳能聚光发电装置的制作方法

本实用新型涉及太阳能发电技术领域，具体为一种太阳能聚光发电装置。

背景技术：

随着矿物能源逐渐枯竭，和地球变暖现象的发展，太阳能会逐渐成为能源的替代品，而太阳能的核心问题是太阳能的利用问题，普通硅光电池只能利用太阳能的15～18％，太阳能的利用效率低。另一种光伏电池元件砷化镓可达到接近40％的光电转换效率，但砷化镓电池元件成本较高，需要高倍聚焦才能实现成本合理化。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种太阳能聚光发电装置，以解决上述背景技术中所提到的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种太阳能聚光发电装置，包括凸透镜、集光器、光伏电池元件、追日装置、控制器，所述凸透镜设有凸透镜边框，凸透镜通过凸透镜边框与追日装置连接，所述追日装置与控制器连接，控制器接收固定在凸透镜迎光面上的经度光传感器、纬度光传感器信号，所述集光器设置在所述凸透镜的光线汇聚处，集光器通过连杆与凸透镜边框固定连接；

所述集光器设置多个光伏电池元件，所述光伏电池元件的一面朝向所述凸透镜的光线汇聚处，所述集光器还包括保护罩、保护电路和换热支撑件，所述换热支撑件为由多个中空五棱形结构的支撑件本体相邻设置并固定连接后形成的顶端为瓦棱型支撑面，底端为平直支撑面的结构，所述光伏电池元件排列设置在所述换热支撑件顶端的瓦棱型支撑面上，所述光伏电池元件设置在所述保护罩内，所述保护电路设置在所述换热支撑件的底端的平直支撑面上，所述光伏电池元件与所述保护电路电连接构成光伏电池矩阵电路；

所述集光器与凸透镜之间的距离小于等于凸透镜的焦距，所述凸透镜边框外沿水平位置设有两个耳轴，两个耳轴通过轴承与追日装置的立架机械连接，立架与横梁为整体，横梁中间固定有立轴，通过轴承与轴承室滚动连接，轴承室固定在地面上，在横梁的两端设有地轮与轨道接触，经度驱动电机通过减速器，减速器输出轴上的齿轮与固定在底部的大齿轮啮合，电机正反转时，使横梁、立架、凸透镜以立轴为心旋转，在立架上方还设有纬度电机、减速器、蜗轮、蜗杆，所述耳轴一侧套有蜗杆，纬度电机及减速器驱动蜗轮蜗杆带动耳轴旋转，使凸透镜以耳轴为心，作俯仰运动。

优选的，所述集光器还热连接冷却系统，所述冷却系统包括热水储箱、冷水储箱、液冷换热装置、水泵，所述冷水储箱经所述水泵与所述液冷换热装置热连接，所述液冷换热装置与所述热水储箱热连接。

优选的，所述保护电路包括多节相互串联的光伏电池元件，每节光伏电池元件并联有单独的二极管。

优选的，所述集光器电连接有逆变储能系统，所述逆变储能系统包括充电逆变控制器和蓄电池，所述充电逆变控制器与所述蓄电池和光伏电池元件分别电连接。

优选的，所述换热支撑件包括支撑件本体和导电层，其中，由导热材料制成的所述支撑件本体外表面设有至少一个支撑面，其中至少一个支撑面的表面设置所述导电层，所述导电层与所述支撑件本体之间保持绝缘。

优选的，所述光伏电池元件通过换热支撑件的支撑面表面设置的导电层形成的导电线路与所保护电路电连接构成光伏电池矩阵电路；或者，多个光伏电池元件通过换热支撑件的支撑面之间设置的导线形成的导电线路与所述保护电路电连接构成光伏电池矩阵电路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型采用凸透镜作为集光方式，使得光线更聚焦，保证比较好的集光效果；同时凸透镜与集光器随着太阳角度的转动而转动，聚焦点始终保持在集光器上，反应灵敏，能连续转动。

2、本实用新型通过冷却系统能将集光器转换太阳能过程中产生的热量带走，起到对集光器的散热作用，从而有效保护集光器上的光伏电池元件不致在凸透镜聚焦光照射下因过热而损坏。

3、本实用新型通过多个光伏电池元件与保护电路整体连接成一个光伏电池元件矩阵。这种结构的组合式集光器既保证了光伏电池元件的面积集中，并且面积更大，同时可以保证该集光器具有较好的散热效果。

4、本实用新型通过逆变储能系统将光伏电池元件所产生电能储存到蓄电池内，并将蓄电池的电能逆变成符合标准的交流电后提供给用电单元。

5、本实用新型通过光伏电池元件排列设置在所述换热支撑件顶端的瓦棱型支撑面上，由于多个光伏电池元件的排列设置在换热支撑件顶端的瓦棱型支撑面上，可对太阳光形成多次反射，对太阳能的利用效率更高。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型换热支撑体本体的结构示意图；

图3为本实用新型换热支撑件排列的结构示意图；

图4为本实用新型换热支撑件排列的主视结构示意图。

图中：1、凸透镜；101、凸透镜边框；102、经度光传感器；103、纬度光传感器；2、集光器；3、光伏电池元件；4、追日装置；401、耳轴；402、立架；403、横梁；404、立轴；405、轴承室；406、地轮；407、轨道；408、经度驱动电机；409、减速器；410、纬度电机；411、蜗轮；412、蜗杆；5、控制器；6、连杆；7、保护电路；8、换热支撑件；801、支撑件本体；802、瓦棱型支撑面；803、平直支撑面；804、导电层；9、冷却系统；901、热水储箱；902、冷水储箱；903、液冷换热装置；904、水泵；11、逆变储能系统；111、充电逆变控制器；112、蓄电池。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，一种太阳能聚光发电装置，包括凸透镜1、集光器2、光伏电池元件3、追日装置4、控制器5，凸透镜1设有凸透镜边框101，凸透镜1 通过凸透镜边框101与追日装置4连接，追日装置4与控制器5连接，控制器5接收固定在凸透镜迎光面上的经度光传感器102、纬度光传感器103信号，集光器2设置在凸透镜1的光线汇聚处，集光器2通过连杆6与凸透镜边框 101固定连接；

参阅图2-3，集光器2设置多个光伏电池元件3，光伏电池元件3的一面朝向凸透镜1的光线汇聚处，集光器2还包括保护罩、保护电路7和换热支撑件8，换热支撑件8为由多个中空五棱形结构的支撑件本体801相邻设置并固定连接后形成的顶端为瓦棱型支撑面802，底端为平直支撑面803的结构，光伏电池元件3排列设置在换热支撑件8顶端的瓦棱型支撑面802上，光伏电池元件3设置在保护罩内，保护电路7设置在换热支撑件8的底端的平直支撑面803上，光伏电池元件3与保护电路7电连接构成光伏电池矩阵电路；保护电路7包括多节相互串联的光伏电池元件，每节光伏电池元件并联有单独的二极管；

参阅图4，在另一优选实施例中，换热支撑件8包括支撑件本体801和导电层804，其中，由导热材料制成的支撑件本体801外表面设有至少一个支撑面，其中至少一个支撑面的表面设置导电层804，导电层804与支撑件本体801之间保持绝缘；光伏电池元件3通过换热支撑件8的支撑面表面设置的导电层804形成的导电线路与保护电路7电连接构成光伏电池矩阵电路；或者，多个光伏电池元件3通过换热支撑件8的支撑面之间设置的导线形成的导电线路与保护电路7电连接构成光伏电池矩阵电路；

参阅图1，集光器电连接有逆变储能系统11，逆变储能系统11包括充电逆变控制器111和蓄电池112，充电逆变控制器111与蓄电池112和光伏电池元件3分别电连接；集光器2还热连接冷却系统9，冷却系统9包括热水储箱 901、冷水储箱902、液冷换热装置903、水泵904，冷水储箱902经水泵904 与液冷换热装置903热连接，液冷换热装置903与热水储箱901热连接；

参阅图1，集光器2与凸透镜1之间的距离小于等于凸透镜1的焦距，凸透镜边框101外沿水平位置设有两个耳轴401，两个耳轴401通过轴承与追日装置4的立架402机械连接，立架402与横梁403为整体，横梁403中间固定有立轴404，通过轴承与轴承室405滚动连接，轴承室405固定在地面上，在横梁403的两端设有地轮406与轨道407接触，经度驱动电机408通过减速器409，减速器409输出轴上的齿轮与固定在底部的大齿轮啮合，电机正反转时，使横梁403、立架402、凸透镜1以立轴404为心旋转，在立架402 上方还设有纬度电机410、减速器、蜗轮411、蜗杆412，耳轴401一侧套有蜗杆412，纬度电机410及减速器驱动蜗轮411、蜗杆412带动耳轴401旋转，使凸透镜1以耳轴401为心，作俯仰运动。

该太阳能聚光发电装置，使用时将凸透镜1调向太阳升起的东方，其倾斜度约为30-70度。接通控制器5电源，控制器5根据追日装置采集的天气信息，控制本系统是否进入运行状态。当夜晚或阴雨天气时，控制器5的控制系统进入休眠状态，当天气晴好有阳光照射时，控制系统被唤醒进入运行状态。太阳光正常照射时，控制器5根据经度光传感器102、纬度光传感器 103信号捕抓的太阳光线照射信息和设定的日照时间信息驱动追日装置，使凸透镜1朝向太阳方向，并实时控制凸透镜1的中轴线始终跟随太阳移动。太阳的光线辐射到集光器2，光伏电池元件3的一面朝向凸透镜1的光线汇聚处，使光线汇聚能覆盖集光器2上设置的光伏电池元件3表面；光斑范围覆盖光伏电池元件矩阵，通过集光器2的光伏电池元件3将汇聚的太阳光转换成电能。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。