[实用新型]一种高光效聚光型太阳能发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电技术，尤其涉及一种高光效聚光型太阳能发电系统。

背景技术

现今市场上有多种太阳能光伏技术，太阳能作为一种干净的可再生能源。传统光伏系统的重要组成单位是太阳能电池。太阳能电池通过某些特殊材料如硅或硒中的光电现象把光能转化为电能。当太阳光线射到太阳能电池上的时候，电子被“刺激”而成为“自由电子”，并在外部电路中流动从而形成电流。

传统太阳能电池通常分两类：晶态硅电池和薄膜电池，晶态硅电池还可以进一步分为单晶硅电池和多晶硅电池；薄膜电池包括非晶硅电池、铜铟镓二硒太阳能电池（CIS）和镉碲薄膜太阳能电池（CdTe）。

太阳能电池的性能可由“能量转换效率”来表达，即太阳光能转化为电能的转化效率。早期的硅电池只有大概百分之几的转化效率，现今传统太阳能电池转化效率只能达到20%，而采用传统太阳能电池的光伏系统的转换效率最多只有17%。为了使系统获得较高的电能，传统光伏系统通常会使用大量的太阳能电池，系统的使用占地空间也会成倍扩大。

在当前光伏材料短缺而导致成本上升的情况下，为了减少使用光伏系统中的光伏材料，并且提高光伏系统效率，近几年研发出一种新型高聚度光伏技术。该技术通常采用多接面聚光型太阳能电池、高聚光透镜和太阳光追踪器的组合，其太阳能转化效率高达31%-40.7%。多接面聚光型太阳能电池必须要在位于高聚光透镜焦点附近时才能发挥功能，因此为使模块总是朝向太阳的方位，必须搭配使用太阳追踪系统。此设计虽然可以提高转换效率，但却存在透镜及太阳光追踪系统的重量及体积较大等问题，且绝大部分系统在追踪太阳光时所需运动幅度和范围很大，并消耗不少因摆动重型系统而所需的能量，不适用于一般住宅屋顶，更难以推广运用于地域面积有限的地区的高层建筑屋顶。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，多接面聚光型太阳能电池必须要在位于高聚光透镜焦点附近时才能发挥功能，需要模块总是朝向太阳的方位，必须搭配使用太阳追踪系统，但存在透镜及太阳光追踪系统的重量及体积较大等问题，且绝大部分系统在追踪太阳光时所需运动幅度和范围很大，并消耗不少因摆动重型系统而所需的能量，不适用于一般住宅屋顶，针对现有技术的上述缺陷，提供一种高光效聚光型太阳能发电系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种高光效聚光型太阳能发电系统，包括至少一个能独立工作的高光效聚光型太阳能发电模组，高光效聚光型太阳能发电模组包括：用于将太阳光聚焦于焦点上的高聚度太阳能收集单元，设于高聚度太阳能收集单元光路的焦点上、将高聚度太阳能收集单元所聚焦的太阳光进行聚光并将光能转换为电能的太阳能聚光及能量转换单元、以及控制太阳能聚光及能量转换单元位于焦点上的太阳能聚光轨迹预测单元。

优选的，所述太阳能聚光轨迹预测单元可同时控制多个高光效聚光型太阳能发电模组的太阳能聚光及能量转换单元。

优选的，所述高聚度太阳能收集单元包括位于同一光路且相互平行的第一非球面菲涅耳透镜和第二非球面菲涅耳透镜。第一非球面菲涅耳透镜的第一个面为平面、第二个面为非曲面菲涅耳面；第二非球面菲涅耳透镜的第一个面为非曲面菲涅耳面、第二个面为平面。

优选的，所述第一非球面菲涅耳透镜的非曲面菲涅耳面与所述第二非球面菲涅耳透镜的非曲面菲涅耳面相距一定距离相对设置。

优选的，所述太阳能聚光及能量转换单元包括将高聚度太阳能收集单元所聚焦的太阳光进行聚光的太阳能聚光透镜，以及与所述太阳能聚光透镜紧密贴合将太阳能聚光透镜所聚焦的光能转换为电能的多接面聚光型太阳能电池。

优选的，所述太阳能聚光轨迹预测单元包括供太阳能聚光及能量转换单元自动沿着XY轴做线性运动的水平与垂直线性运动轨道、给所述太阳能聚光及能量转换单元运动提供动力的马达、存储太阳光轨迹的太阳光聚光轨迹数据库、以及根据太阳光聚光轨迹数据库存储的太阳光轨迹给马达发送控制信号的控制器。

优选的，所述太阳光聚光轨迹数据库存储有至少一个地区的365组该地区的每日太阳光聚光预测轨迹和12组该地区的每月太阳光聚光预测轨迹。

优选的，每组每日太阳光聚光预测轨迹包括上午9点正至下午4点正每间隔15分钟1个坐标点的29个XY坐标点；每组每月太阳光聚光预测轨迹包括12个微调角度。

本实用新型高光效聚光型太阳能发电系统包括四个高光效聚光型太阳能发电模组，朝南方向安装于建筑顶层平台、或阳光不会被遮挡的平地。