[发明专利]一种聚光光伏太阳能装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚光光伏太阳能装置。

背景技术

太阳能作为一种洁净、环保的能源，长期以来人们一直致力于对其的开发和利用。特别是近年来，由于油价的不断攀升和对环境保护要求的提高，以及大气二氧化碳排放量的限制，各国更加努力地开展了太阳能利用方面的研究，这就对太阳能应用设备中的关键部件，特别是太阳能接收的效率和制造成本提出了更高的要求。聚光光伏具有大幅减少电池用量的优点，但目前存在光学、散热、跟踪成本较高的问题。光学聚光系统中主要有透射聚光和反射聚光两种；其中透射聚光镜大部分由有机材料制作而成；反射聚光镜由玻璃弯曲成

型或注塑而成等；其外部表面暴露在大气、风沙中，严重影响可靠性及使用寿命。

太阳能光伏电池光电转化效率为10%~40%，在运行的过程中，未被利用的太阳辐射大部分被转化成热量，导致电池温度升高，导致发电效率降低（一般情况下，电池组件温度每升高1K输出电量降低0.2%~0.5%），而且光伏电池长期在高温下工作会迅速老化、缩短使用寿命，因此光伏电池中的热量需要及时排出。目前聚光光伏电池常用的冷却方法包括：空气冷却方式和水冷却方式两种。典型的水冷却系统由换热器、水箱、若干连接阀门等部件组成，虽然散热效率高，但存在结构复杂、成本高且易于产生工质渗漏和绝缘等问题。

申请号为201020680479.5，发明名称为一种聚光太阳能装置的中国专利申请，如图1所示，提出了一种包括反射镜结构、接收装置、盖板玻璃组成的聚光太阳能装置，其中反射镜结构包括一次反射镜，用于接收太阳光线；二次反射镜15，用于接收由一次反射镜反射的太阳光线。其中二次反射镜15布置于一次反射镜的空间内；该结构当中二次反射镜15位于一次反射镜之上，会遮挡部分入射太阳光，降低了光的入射面积；另外二次反射镜15接收一次反射镜入射光，多一次光路反射，能量被再次削弱，降低光的利用效率，且多了二次反射镜15结构，整体成本升高。

因此，如何获得一种结构稳定、运行安全和成本低廉，且具有优良聚光效果的太阳能装置，已经成为太阳能利用领域中的一个很关键的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于用经济可靠的方法解决太阳能聚光光伏装置的结构长期稳定性、经济实用性及高效性问题，特别是光伏电池的散热问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种聚光光伏太阳能装置，包括反射镜结构、光伏电池装置、散热装置和盖板玻璃。其中反射镜结构包括反射镜；光伏电池装置分别布置于反射镜结构的特定位置，直接接收对应的反射镜会聚的光线；所述散热装置布置位置不影响反射光路，与反射镜结构靠近或部分重合；盖板玻璃布置于反射镜结构前部。其中，反射镜结

构和盖板玻璃构成密闭空间，光伏电池装置位于该密闭空间内。

进一步地，所述反射镜结构包括至少2个对称布置的线聚焦柱面反射镜。

进一步地，所述反射镜结构包括至少2个对称布置的点聚焦球面反射镜。

进一步地，所述反射镜结构包括对称反射面数量为2~40面。

优选地，所述反射镜结构包括反射面数目不多于24面。

进一步地，所述对称的反射镜结构由金属薄板分别冲压连接而成，凹面内具有反射层。

优选地，所述对称的反射镜结构由金属薄片整体冲压而成，凹面内具有反射层。

进一步地，所述对称的反射镜结构由注塑材料注塑而成，凹面内具有反射层。

进一步地，所述反射层为反射镜自身的抛光反射面，或在镜体表面的涂装层，或者为反射镜镜体表面贴合的高反射膜。

进一步地，所述反射镜结构上布置有光伏电池装置的支撑平台。

进一步地，所述光伏电池装置包括单片光伏电池或多片光伏电池阵列，固定在反射镜结构上的支撑平台上，接收各自对应反射镜反射的太阳光；所选用的光伏电池为可以聚光使用的光电转换电池。

优选地，所述光伏电池为砷化镓电池、单晶硅聚光电池、CIGS聚光薄膜电池等多种光电转换电池。

优选地，辅助聚光器布置于所述光伏电池或光伏电池阵列周围，用以将部分未直接入射的光线，再次反射至光伏电池装置内，增加光线入射的容差率，并改善光线均匀度。

进一步地，所述光伏电池装置的多片光伏电池阵列与反射镜结构的支撑平台之间设置有薄的绝缘导热层，多片光伏电池阵列相互串并联，形成光伏电池组，接收反射镜反射的太阳光；通过串并联组合降低产生的高电流，减少传导过程中的压降和功率损失。