[发明专利]菲涅尔柱面透镜聚光太阳能光伏发电模块

说明书

技术领域

本发明属于太阳能应用技术领域，具体地说，是一种线型菲涅尔柱面透镜聚光太阳能光伏发电模块。

背景技术

太阳能光电池是一种能把光能直接转换成电能的结型光电器件，以太阳能光电池为光电转换器件的发电型式具有结构简单，可靠性较高，寿命较长等特点，在世界范围内具有快速发展的趋势，成为一种人类取之不尽的清洁能源。

目前，申请号为2008100420905的中国专利申请公开了一种聚光太阳能光伏发电模块，它的构成是：多块正方形太阳能光电池，每块太阳能光电池的背面装有散热板，每块散热板独立安装在底板上，并且按照一定的顺序排列。每块太阳能光电池的正上方装有点聚焦型菲涅尔透镜，菲涅尔透镜的材料是透光性能好的高分子材料，菲涅尔透镜安装在框架上，其作用是将太阳能直接会聚在所对应的太阳能光电池表面上。每块太阳能光电池由铜箔联接，而且每块太阳能光电池接收光能的表面与菲涅尔透镜之间还安装了一个倒金字塔式的、四个内表面为镜面的不锈钢薄板的光能收集装置，其作用：一是解决现有技术发电模块跟踪太阳和装配精度误差，所造成的太阳光斑偏离光电池表面问题；二是将部分反射和杂散光能投射到太阳能光电池的表面，从而提高太阳能的利用率。然而，它们的不足之处也是明显的，正方形太阳能光电池组件之间的空间不能充分利用，限制了太阳能光电池面积的增加，此模块发电量也不可能增加；太阳能光电池与散热板构成了独立组件，散热效果不好，特别在高温天气光电池的性能会有所下降；铜箔的数量较多，太阳能的收集装置制作工艺较为复杂，生产成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能光电池面积较大、能够使得更多的太阳能会聚在太阳能光电池上，以增加模块的发电量，提高发电效率的菲涅尔柱面透镜聚光太阳能光伏发电模块。

本发明的菲涅尔柱面透镜聚光太阳能光伏发电模块，包括多块太阳能光电池，安装在每块太阳能光电池背面的散热板，每块太阳能光电池的正面具有与之对应的菲涅尔柱面透镜；太阳能光电池之间以铜箔联接；太阳能光电池呈条形，菲涅尔柱面透镜为呈长方形的线聚焦型菲涅尔柱面透镜。

本发明的有益效果：条形太阳能光电池正上方装有与之对应的长方形菲涅尔柱面透镜，菲涅尔柱面透镜在接收太阳能时在条形太阳能光电池上形成长条形光斑的效果。本发明相对于现有技术，由于采用了条形太阳能光电池及呈长方形的线聚焦型菲涅尔柱面透镜，如果光伏发电模块在外形尺寸相同的前提下，增加了太阳能光电池的面积，本发明能够使得更多的光子经菲涅尔柱面透镜会聚到太阳能光电池上，太阳能光电池能够把更多的光能转化为电能。而现有技术采用的太阳能光电池正方形，光电池之间是独立的，在二块光电池之间具有设置4块以上光电池的位置，显然现有技术的光学特性决定了这些位置没有光照，而本发明采用形成长条形光斑的长方形的线聚焦型菲涅尔柱面透镜和条形太阳能光电池可以解决这个问题。另外，本发明采用线聚焦型菲涅尔柱面透镜，相对于现有的点聚焦型的菲涅尔透镜，焦距更容易缩短。因为点聚焦型菲涅尔透镜焦距缩短，太阳能光电池表面上的光斑四个方向的尺寸会减小；线聚焦型菲涅尔柱面透镜焦距缩短，光斑二个方向的尺寸会减小。如果二种菲涅尔透镜接受光能的面积相同，显然二者的焦距同时缩短且相等，点聚焦型构成的发电模块发电量比线聚焦型构成的发电模块减小更多。焦距缩短的有益效果是，太阳能光电池到菲涅尔柱面透镜的距离可以更小，可以降低发电模块的高度，减小发电模块体积，有利于模块向小型化，自动化方向发展。第三，条形太阳能光电池和现有的技术相比增加了面积，只有条形太阳能光电池之间才用铜箔连接，相对于现有技术来说，大大减少了铜箔的数量，降低了生产成本。

上述光伏发电模块，在散热板内具有对其冷却的冷却水管。使用时，冷却水管通过冷却水，以对散热板进行冷却。太阳能光电池的性能在高温下容易发生改变，晶格结构会受到破坏。由于条形太阳能光电池面积较大，冷却水管内流动的冷却水在炎热的夏天达到加速太阳能光电池的散热的目的，保证其正常工作。

上述光伏发电模块，菲涅尔柱面透镜接收正入射的太阳能后，形成长条形光斑的宽度应小于太阳能光电池的宽度，这样既使发电模块的跟踪精度与装配误差造成长条形光斑的中心偏离太阳能光电池中心，光斑仍然能分布在太阳能光电池表面。