准槽式点聚光太阳能利用装置的制造方法_2

文档序号:9202358阅读:来源:国知局
多个光电转换装置260。
[0040]其中,支撑装置220包括支架222和底座224,底座224对称分布在支架222的两侦牝多个点聚光元件240对称分布在上述支架222两侧的底座224上,形成准槽式结构;多个光电转换装置260,位于支架222与底座224相对的一端,光电转换装置260与点聚光元件240数量相等并与点聚光元件240 —一对应,光电转换装置260的受光口朝向所对应的点聚光元件240并位于所对应的点聚光元件240的聚光焦点处。
[0041]其中,支架222每侧包括至少2排上述点聚光元件240,即至少2组点聚光元件组242 (参考图2)。图2所示实施例中,包括2排点聚光元件240,即2组上述点聚光元件组242。上述支撑装置220 —侧,与上述支架222相邻的点聚光元件240构成上述一排点聚光元件,即一组点聚光元件组242 ;与上述一组点聚光元件组242相邻的一排点聚光元件构成另一组点聚光元件组(图未标)。
[0042]在其他实施例中,上述准槽式点聚光太阳能利用装置200也可仅在支架222的一侧设置一排或者多排上述点聚光元件。
[0043]图3所示,为图2所示实施例支架一侧点聚光元件排布俯视图。
[0044]图4所示,为图2所示实施例接收口示意图。
[0045]参考图3,上述每组点聚光元件组242,每组之间相邻的点聚光元件240错开预定距离d,相应的,与上述错开的相邻的点聚光元件240对应的光电转换装置260可设置于支架222上的同一个接收口 2222内,上述同一接收口 2222内的光电装换装置260的受光口分别朝向相应的点聚光元件240,并分别位于相应点聚光元件240的聚光焦点处(参考图4)。参考图2所示实施例,通过在支撑装置220每侧设置2排点聚光元件240,使用上述一个准槽式点聚光太阳能利用装置200,可完成两个一侧只设置一排点聚光元件的准槽式点聚光太阳能利用装置100 (参考图1)共同工作时的工作量,减少了准槽式点聚光太阳能利用装置100的成本,并进一步提高了准槽式点聚光太阳能利用装置100的太阳能利用率。
[0046]具体的,上述预定距离d可根据需要设定不同的值。在本实施例中,该预定距离d设定为10mm。
[0047]在其他的实施例中,也可设置支架222每侧的点聚光元件组242的组数,并相应设置接收口 2222内的光电转换装置260的个数以及相应的朝向及位置关系。如果设置的组数大于2,则每一组之间相邻的点聚光元件240沿一个方向进行错位排列,以保证在同一接收口 2222内能够容纳上述每一组之间相邻的点聚光元件240所对应的光电转换装置260。
[0048]图5所示,为图2所示实施例点聚光元件相对于对应的光电转换装置的入射角示意图。
[0049]图2所示实施例中,点聚光元件240为反射式点聚光元件。上述点聚光元件240的焦距为0.8m-1.5m,每个点聚光元件240相对于对应的光电转换装置360的入射角小于30°。参考图2,上述入射角为每个点聚光元件240的法线与相应入射光的夹角。参考图5,第一排点聚光元件240相对于相应的光电转换装置260的视图平面上的入射角为α,第二排点聚光元件240相对于相应的光电转换装置260的视图平面上的入射角为β,其中α、β的角度均小于30°,且大致相同。通过设置上述点聚光元件的特征参数,包括点聚光元件的焦距,并进一步设置点聚光元件的入射角度,可进一步提高太阳能的利用率。进一步的,上述点聚光元件的焦距为lm,入射角均小于20°,上述设置采用现有的砷化镓光伏电池产品(传统的砷化镓光伏电池的光电转换效率不到40%)可达到太阳能的实际利用率大于25%,考虑到砷化镓多级光伏电池的效率超过50%,则本系统的实际发电效率的接近40%。
[0050]具体的,参考图2,上述反射式点聚光元件为抛物面反射镜。上述抛物面反射镜的受光面积为0.2m2-0.75m2,抛物面反射镜在光电转换装置260的受光口形成的入射光斑面积小于35mm*35mm,受光面积与入射光斑的面积之比大于250。上述参数设置,保证了点聚光入射光斑的入射光强,使光能转换为电能的转换效率更高。具体的,上述抛物面反射镜的受光面积为0.4m2,上述抛物面反射镜的焦距与受光面积的平方根之比大于1.2且小于3。具体的,上述比值为1.5。通过设置上述比值,可使通过抛物面反射镜到达光电转换装置260的入射光斑的面积更小,光强更集中,满足高倍聚光光伏电池的理想工作范围。
[0051]图6所示,为图2所示实施例光电转换装置示意图。
[0052]图7所示,为另一实施例中光电转换装置示意图。
[0053]参考图6、图7,图2所示实施例中光电转换装置260包括多个光伏电池262、多个导热电路板264、多个导电片266、散热器268、外壳(图未示)以及安装板269。其中,上述多个光伏电池262分别设于相应的导热电路板264上,用于将点聚光元件240汇聚的太阳光转换为电能,导热电路板264用于固定上述光伏电池262,并传导光伏电池262工作时产生的热能;多个导电片266,分别设于上述导热电路板264上,并分别连接上述光伏电池262,用于向外部电路导出光伏电池262产生的电能;散热器268,通过热管267热连接上述导热电路板264,用于导出光伏电池262工作时产生的热能;外壳,用于容纳上述导热电路板264、光伏电池262、导电片266、散热器268、安装板269和热管267,并设有受光口,光伏电池262通过上述受光口接收点聚光元件240汇聚的太阳光。其中,安装板269用于承载上述多个光伏电池262、多个导热电路板264、多个导电片266等。
[0054]具体的,上述散热器268和热管267构成散热装置(图未标),导电片266构成导电结构(图未标),安装板269构成支撑机构(图未标)。通过设置点聚光元件240的特征参数以及相应的光电转换装置260、散热装置、导电结构、支撑结构等的参数数据,进一步提高了太阳能的利用率,降低了制造成本和维护成本。
[0055]上述多个光伏电池262通过上述受光口接收点聚光元件240汇聚的太阳光,并将接收到的入射光斑的能量转换为电能,并通过上述连接每个光伏电池262的导电片266向外部电路(图未示)分别导出每个光伏电池262产生的电能;上述光伏电池262并不能将全部的光能转化为电能,在上述光伏电池262将光能转化为电能的同时,一部分不能被光伏电池262转换的光能变成热能,上述导热电路板264传导上述多个光伏电池262工作时产生的热能,并通过散热器268导出上述热能。上述散热器设有冷却液入口 2682和冷却液出口 2684,分别连接散热装置进行散热。
[0056]具体的,上述光伏电池262为多结砷化镓光伏电池。上述光伏电池262的数量为4个,每个光伏电池262布置在独立的导热电路板264上,各导热电路板264呈四方形矩阵排列,形成光伏电池组(图未标)。其中,对角布置的光伏电池262相互并联并连接保护电路(图未示),两组对角位置的并联光伏电池262组相互串联;或者,上述4个光伏电池262相互并联并共用一个保护电路。并且,在上述准槽式点聚光太阳能利用装置200中,不同的点聚光元件240所对应的光电转换装置260的光伏电池262组之间相互串联,使得各聚光元件240输出电压相加,而电流相等,这样可以不需要增加导线截面积,传输更多的电能。因为各聚光元件240的面积相等,各光伏电池262效率相等,所以,各聚光元件240所对应的光伏电池组所产生的理想电流相等,满足串联条件;实验证明,在同一聚光元件下4个光伏电池262中对角的光伏电池262电流之和与另一对角的光伏电池262的电流之和很接近,满足串联条件,如果两组不同对角的光伏电池262串联,可以将电压提升一倍,电流下降一倍,从而降低了对导线截面积的要求,节约了导线,降低了导线上的损耗。
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