[实用新型]聚光太阳能光伏发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能应用领域，特别是涉及一种聚光太阳能光伏发电装置。

背景技术

现在太阳能光伏电池多以单晶硅和多晶硅为主，其利用效率普遍为15%～19%；另一种光伏电池为III-V族聚光型光伏电池，例如多结砷化镓，其光电转换效率可达到超过40%，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。

现有聚光型光伏电池的应用装置结构复杂，成本高，不便于维护。其中一类，聚光装置普遍聚光焦点位于聚光元件中心的投影上，例如，专利号为ZL200620093715.7的中国实用新型专利所公开的平面反射聚光太阳能光伏发电设备，专利号为ZL200920269864.8的中国实用新型专利所公开的一种双抛物柱面反射聚光太阳能光伏发电组件，专利号为ZL200920158062.X的中国实用新型专利所公开的高倍聚光太阳能光伏家用发电系统及装置。这些装置中的光路设计使得各聚光光伏电池之间距离与聚光元件的间距等宽，从而支撑结构必须为箱式结构，因而增加了材料用量和成本；布置在箱式结构上的光伏电池适于一次性安装，从而不便于更换维护；并且因为各聚光光伏电池之间距离较大，聚光光伏电池上的热量不便于集中利用，连接各聚光光伏电池的导线长度也较长，不便于降低成本。其中另一类，如专利号为ZL201120271422.4的中国实用新型专利所公开的聚光太阳能光伏发电装置，其中采用集中式抛物面聚光装置，则又容易因为抛物面镜的加工误差而造成各光伏电池之间受光不均匀，从而使得系统在将光伏电池串联形成串联升压电路时效率有所下降，不得不增加平衡电路以保持各光伏电池的理想工作电压，因而增加了成本。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术存在的问题，提供一种聚光太阳能光伏发电装置，该装置通过合理的光路设计，使得整个聚光太阳能光伏发电装置的结构紧凑，不再需要箱式结构，降低了材料使用量，从而降低了成本；并且各光电转换器的受光均匀，工作点相近，可以很好地满足串联升压的要求。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：

一种聚光太阳能光伏发电装置，包括支撑架、至少三个聚光元件和至少三个光电转换器；所述支撑架的纵向沿着所述聚光太阳能光伏发电装置的中心轴线的方向，所述至少三个光电转换器围绕所述中心轴线设置在所述支撑架上，所述至少三个聚光元件围绕所述中心轴线设置；其中，各聚光元件具有彼此分立的聚光焦点，以垂直于所述中心轴线的平面作为投影平面，每个所述聚光焦点在所述投影平面上的投影到所述中心轴线的距离A小于所述聚光元件的有效范围中心到所述中心轴线的距离B的一半，所述聚光元件有效范围内各点的投影到所述中心轴线的投影的连线所形成的扇面内角F不超过120°，所述光电转换器与聚光元件的数量相等，所述光电转换器与聚光元件一一对应，分别设置于所对应的聚光元件的聚光焦点处，所述光电转换器的受光面朝向其所对应的聚光元件。

在其中一个实施例中，各所述光电转换器围绕所述中心轴线均匀分布；各所述聚光焦点到所述中心轴线的距离相等；各所述光电转换器的中心线与所述聚光太阳能光伏发电装置的中心轴线的夹角G的角度值大于15°且小于45°，各所述聚光元件的受光区域的面积大致相等，面积差异不超过10%。

在其中一个实施例中，所述聚光元件为单个聚光反射镜；在所述投影平面上，所述聚光反射镜的聚光焦点的投影到所述聚光反射镜的受光区域的几何中心的投影的距离小于所述聚光反射镜的受光区域的几何中心的投影到所述聚光反射镜的靠近所述中心轴线的顶点的投影的距离。

在其中一个实施例中，所述聚光元件是由多个聚光反射镜组成的聚光反射镜组，每个聚光反射镜组中的所述多个聚光反射镜具有同一个聚光焦点；在所述投影平面上，所述聚光反射镜组的聚光焦点的投影到所述聚光反射镜组的受光区域的几何中心的投影的距离小于所述聚光反射镜组的受光区域的几何中心的投影到所述聚光反射镜组的靠近所述中心轴线的顶点的投影的距离。

在其中一个实施例中，所述光电转换器为单个聚光型光伏电池或为阵列状布置的多个聚光型光伏电池。

在其中一个实施例中，每个所述光电转换器包括二次聚光器和单个聚光型光伏电池；其中，所述二次聚光器为透射式光导型二次聚光器或反射式二次聚光器；所述二次聚光器的光入射面作为所述光电转换器的光入射面；所述二次聚光器的光输出面光学连接到所述单个聚光型光伏电池。