專利名稱：一種立體組裝式太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能光伏電池的發(fā)電設(shè)備，尤其涉及一種將光伏電池片進(jìn)
行立體組裝并通過(guò)反光鏡增強(qiáng)光伏電池片受光強(qiáng)度的太陽(yáng)能發(fā)電方式，屬于可再生能源技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，世界能源消費(fèi)構(gòu)成是以煤、石油、天然氣等不可再生能源為主。不可再生能
源的過(guò)度開(kāi)發(fā)和利用，不僅帶來(lái)了能源危機(jī)，更帶來(lái)了日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。為了社會(huì)
與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展、為了能源與環(huán)境的安全，世界各國(guó)都在大力開(kāi)發(fā)新能源、特別是注重
無(wú)碳能源的開(kāi)發(fā)與利用。而太陽(yáng)能正是最大的無(wú)炭能源，每小時(shí)到達(dá)地球表面的太陽(yáng)光的
能量高達(dá)4. 3X1(^焦耳，超過(guò)全球一年所消耗的總能量。充分而有效地大量利用太陽(yáng)能將
極大地緩解能源缺乏的壓力、改善環(huán)境、減小溫室氣體所引起的氣候變化。 然而，目前太陽(yáng)能發(fā)電所提供的電力少于全球電力的1%。太陽(yáng)能目前的利用狀況
和其巨大未開(kāi)發(fā)利用的潛力之間的極大差異表明太陽(yáng)能利用技術(shù)，特別是太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)
亟需提高，尤其是要降低發(fā)電成本，提高太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備的性價(jià)比。 近三十年來(lái)，太陽(yáng)能利用技術(shù)在研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)開(kāi)拓方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn) 展，成為世界快速、穩(wěn)定發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一。但在太陽(yáng)能光伏發(fā)電領(lǐng)域所研究的主要是提 高單片光伏電池片的性能，包括轉(zhuǎn)換效率、材料選取、壽命及穩(wěn)定性等；所采用的受光方式 基本上是太陽(yáng)光線直接垂直照射光伏電池片的方式。到目前為止，工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的光伏電 池片的最高轉(zhuǎn)換率為17%左右，按現(xiàn)在的的集成安裝方式，太陽(yáng)能光伏發(fā)電的最大功率每 平米不超過(guò)170W，也就是說(shuō)l麗的太陽(yáng)能電站至少要占地10畝以上。這樣，高成本的光伏 電池片再加上大量的用地，使得太陽(yáng)能發(fā)電的成本居高不下，嚴(yán)重地阻礙了太陽(yáng)能發(fā)電的 發(fā)展。因此，開(kāi)發(fā)一種低成本的光伏發(fā)電技術(shù)是十分必要的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種立體組裝式太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電裝置，一方面通過(guò)
采用立體組裝大大減少太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備的占地面積，另一方面通過(guò)提高電池片的受光強(qiáng)
度，提高原電池片的發(fā)電功率，從而大幅降低太陽(yáng)能發(fā)電的成本，為太陽(yáng)能發(fā)電的快速發(fā)展
與普及開(kāi)創(chuàng)出一條新途徑。 本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下 —種立體組裝式太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電裝置，其特征在于該發(fā)電裝置包括光伏電 池片立體組裝模塊5、組裝模塊支架6以及電極引出線，在組裝模塊的上面和前面分別設(shè)置 上反光鏡9和前反射鏡8，或在電池片立體組裝模塊的前上方設(shè)置聚光透鏡12，在電池片 立體組裝模塊的下面設(shè)置下反光鏡7 ;所述的反光鏡通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘10與組裝模塊支架6連 接；所述的光伏電池片立體組裝模塊是由多個(gè)光伏電池片單元和冷卻層4疊加而成，每個(gè) 光伏電池片單元包括反射層、導(dǎo)光板2和光伏電池片3 ;反射層設(shè)置在導(dǎo)光板不接觸光伏電池片的一面及不接受入射光的一個(gè)側(cè)面；所述的冷卻層4設(shè)置在相鄰光伏電池片單元之間 或間隔幾個(gè)單元之間。 本實(shí)用新型的技術(shù)特征還在于每個(gè)光伏電池片單元含有一片、兩片或成陣列分 布的多片光伏電池片。 上述技術(shù)方案中，所述光伏電池片為單晶硅光伏電池片、多晶硅光伏電池片、非晶 硅光伏電池片或薄膜光伏電池片。所述的反光鏡為平面反射鏡、平面聚光反射鏡。所述的 反射層采用反射膜或直接在導(dǎo)光板表面鍍反射層。所述的冷卻層采用導(dǎo)熱性能強(qiáng)的金屬板 或薄的板式換熱器。 本實(shí)用新型的另一技術(shù)特征還在于該立體組裝式太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電裝置還包 括一個(gè)二維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)平臺(tái)。 本實(shí)用新型所述的二維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)平臺(tái)包括由下支架13和上支架14組成的雙層支 架、齒條16、齒圈和減速電機(jī)組合件17及底座19 ;所述的雙層支架的一邊通過(guò)鉸鏈15鏈 接，相對(duì)的另一邊由齒條16支撐并調(diào)節(jié)；電機(jī)的輸出軸通過(guò)齒輪與齒圈嚙合，帶動(dòng)雙層支 架轉(zhuǎn)動(dòng)。 本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果本實(shí)用新型通過(guò)導(dǎo)光板將從其側(cè)面射入 的線光源轉(zhuǎn)換為面光源，從而使光伏電池片在豎直放置可接收陽(yáng)光的照射；又通過(guò)反光鏡、 聚光鏡來(lái)提高光伏電池片的受光強(qiáng)度。這樣， 一方面可提高單片光伏電池片的發(fā)電功率，另 一方面因立體集成減少了太陽(yáng)能發(fā)電的占地面積，由此可大幅度降低太陽(yáng)能發(fā)電裝置及太
陽(yáng)能電站的建設(shè)成本。例如，按現(xiàn)有技術(shù)建i麗的太陽(yáng)能電站須占地io畝以上，采用本實(shí)
用新型的技術(shù)占地則在100平米以內(nèi)。
圖1為本實(shí)用新型提供的一種立體組裝式太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖。 圖2為光伏電池片立體組裝模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為圖2的側(cè)視圖。 圖4為在光伏電池片立體組裝模塊的前上方設(shè)置聚光透鏡照射的示意圖。 圖5為帶有二維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)平臺(tái)的立體組裝式太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中l(wèi)a-第一反射層，lb-第二反射層；2_導(dǎo)光板；3_光伏電池片；4_冷卻層； 5-光伏電池片立體組裝模塊；6-組裝模塊支架；7-下反光鏡；8-前反光鏡；9_上反光鏡； lO-調(diào)整螺釘；ll-電極引出線；12-聚光透鏡；13-上層支架；14_下層支架；15_鉸鏈； 16-齒條；17-齒圈和減速電機(jī)組合件；18-軸承系統(tǒng)；19-底座。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)和工作原理作進(jìn)一步的說(shuō)明。 圖1、圖2分別為本實(shí)用新型提供的一種立體組裝式太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電裝置的 立體結(jié)構(gòu)和光伏電池片立體組裝模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。該發(fā)電裝置包括光伏電池片立體組裝 模塊5、組裝模塊支架6、電極引出線11以及反光鏡和聚光透鏡。在組裝模塊的上面設(shè)置上反光鏡9，在組裝模塊的前面設(shè)置前反光鏡8，在光伏電池片立體組裝模塊的下面設(shè)置下反 光鏡7，也可在光伏電池片立體組裝模塊5的前上方設(shè)置聚光透鏡12代替上反光鏡9和前 反射鏡8 ;上反光鏡、下反光鏡和前反光鏡分別通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘10與光伏電池片立體組裝模 塊支架6連接，通過(guò)螺釘10調(diào)節(jié)反射鏡與地面的角度。 光伏電池片立體組裝模塊是多個(gè)光伏電池片單元和冷卻層疊加而成，模塊的厚
度，即光伏電池片單元的個(gè)數(shù)可根據(jù)需要的功率確定(見(jiàn)圖2)。每個(gè)光伏電池片單元包括
反射層、導(dǎo)光板2和光伏電池片3 ;光伏電池片3是太陽(yáng)能光伏發(fā)電的基本元件，選用的主
要原則是性價(jià)比。具體選用時(shí)，可以采用單晶硅光伏電池片、多晶硅光伏電池片、非晶硅光
伏電池片、薄膜光伏電池片或其它材料的光伏電池片。每個(gè)光伏電池片單元可以含有一片
光伏電池片、或兩片光伏電池片，也可以含有成陣列分布的多片光伏電池片。 導(dǎo)光板2可以由任何高性能的導(dǎo)光材料制成，目前的導(dǎo)光板通常采用在生產(chǎn)亞克
力板材時(shí)在原料里加入納米級(jí)的導(dǎo)光粉制成的，其作用是將上、下、前三面射入的光線垂直
導(dǎo)向緊貼著的光伏電池片，據(jù)此，可把平鋪放置的太陽(yáng)能電池板改變?yōu)樨Q直放置，由此可將
太陽(yáng)能電池立體集成，從而大大減少了占地面積。 在導(dǎo)光板2的兩個(gè)面上設(shè)置反射層，第一反射層la設(shè)置在導(dǎo)光板2不接觸光伏電 池片的一面，第二反射層lb設(shè)置在導(dǎo)光板不接受入射光的一個(gè)側(cè)面(如圖3所示)。反射 層是一層高反射率的物質(zhì)，可以是反射膜，也可以是金屬鍍層(比如鋁鍍層)，其作用是讓 光能集中投向光伏電池片，提高光的利用率。 冷卻層4采用導(dǎo)熱性能強(qiáng)的金屬板或薄的板式換熱器，其作用是把大功率運(yùn)行時(shí) 產(chǎn)生的多余熱量傳遞出去，以保證集成塊運(yùn)行在高效的溫度范圍內(nèi)。冷卻層的設(shè)置要根據(jù) 單位體積的發(fā)熱量確定。在相鄰光伏電池片單元之間可設(shè)置一個(gè)冷卻層4，或間隔幾個(gè)光伏 電池片單元之間設(shè)置一個(gè)冷卻層4，具體情況可根據(jù)單位體積的發(fā)熱量確定。當(dāng)采用金屬箔 作反射層時(shí)，該金屬箔也可以作為冷卻層。 電極引出線11是模塊中各電池片串并聯(lián)后對(duì)外的總輸出線。 光伏電池片立體組裝模塊，在組裝完成后，要用太陽(yáng)能電池封裝專用膠進(jìn)行總體 密封，其作用是隔絕空氣，避免電池片氧化，以保證效率和壽命。 光伏電池片立體組裝模塊整體放置在組裝模塊支架6上，模塊的上、下、前三方均 可設(shè)置平面反射鏡(或平面聚光反射鏡)(見(jiàn)圖1);或下面設(shè)置平面反射鏡或平面聚光反 射鏡，在上面和前面的前上方由聚光透鏡12照射(見(jiàn)圖4)，其作用是增加光伏電池片受光 強(qiáng)度，以提高電池片的功率。聚光透鏡的聚焦倍數(shù)可由光伏電池片的額定電流確定或由需 要的功率確定，其范圍可從幾倍到幾百倍。平面反射鏡(或平面聚光反射鏡)、聚光透鏡與 地面的夾角根據(jù)太陽(yáng)的位置經(jīng)由組裝模塊支架6上的調(diào)節(jié)螺絲10調(diào)整，聚光透鏡與地面的 夾角也設(shè)有相應(yīng)的調(diào)整元件。 為了最大限度地使太陽(yáng)光照射到光伏電池片立體組裝模塊上，本實(shí)用新型還可增 設(shè)一個(gè)二維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)平臺(tái)，將若干個(gè)光伏電池片立體組裝模塊連同其支架放置在一個(gè)二維 旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)平臺(tái)上，一是隨太陽(yáng)從初到落轉(zhuǎn)動(dòng)，二是隨太陽(yáng)位置調(diào)整仰角(見(jiàn)圖5)，從而組成 一個(gè)更大的系統(tǒng)。二維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)平臺(tái)包括由下支架13和上支架14組成的雙層支架、齒條 16、齒圈和減速電機(jī)組合件17及底座19 ;所述的雙層支架的一邊通過(guò)鉸鏈15鏈接，相對(duì)的 另一邊由齒條16支撐并調(diào)節(jié)；電機(jī)的輸出軸通過(guò)齒輪與齒圈嚙合，帶動(dòng)雙層支架轉(zhuǎn)動(dòng)。[0029] 齒圈和減速電機(jī)組合件17的作用是使整個(gè)平臺(tái)隨太陽(yáng)的位置轉(zhuǎn)動(dòng)。運(yùn)行時(shí)，減速 電機(jī)接收控制器(圖中未標(biāo)出，一般置于太陽(yáng)能電站的控制盤(pán)上)的指令，一天中，使平臺(tái) 從初位到末位轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證光伏電池片立體組裝模塊受光的最佳條件，日落后再?gòu)哪┪环?回初位；仰角的調(diào)節(jié)量較小，可人工操作，需要時(shí)，也可電動(dòng)調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求一種立體組裝式太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電裝置，其特征在于該發(fā)電裝置包括光伏電池片立體組裝模塊(5)、組裝模塊支架(6)以及電極引出線(11)，在組裝模塊的上面和前面分別設(shè)置上反光鏡(9)和前反射鏡(8)，或在電池片立體組裝模塊的前上方設(shè)置聚光透鏡(12)，在電池片立體組裝模塊的下面設(shè)置下反光鏡(7)；所述的反光鏡通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘(10)與組裝模塊支架(6)連接；所述的光伏電池片立體組裝模塊是由多個(gè)光伏電池片單元和冷卻層(4)疊加而成，每個(gè)光伏電池片單元包括反射層、導(dǎo)光板(2)和光伏電池片(3)；反射層設(shè)置在導(dǎo)光板不接觸光伏電池片的一面及不接受入射光的一個(gè)側(cè)面；所述的冷卻層(4)設(shè)置在相鄰光伏電池片單元之間或間隔幾個(gè)單元之間。
2. 按照權(quán)利要求1所述的一種立體組裝式太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電裝置，其特征在于每 個(gè)光伏電池片單元含有一片、兩片或成陣列分布的多片光伏電池片。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的一種立體組裝式太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電裝置，其特征在于 所述的光伏電池片為單晶硅光伏電池片、多晶硅光伏電池片、非晶硅光伏電池片或薄膜光 伏電池片。
4. 按照權(quán)利要求1所述的一種立體組裝式太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電裝置，其特征在于所 述的反光鏡為平面反射鏡或平面聚光反射鏡。
5. 按照權(quán)利要求1所述的一種立體組裝式太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電裝置，其特征在于所 述的反射層采用反射膜、金屬箔或直接在導(dǎo)光板表面鍍反射層。
6. 按照權(quán)利要求1所述的一種立體組裝式太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電裝置，其特征在于所 述的冷卻層采用導(dǎo)熱性能強(qiáng)的金屬板或薄的板式換熱器。
7. 按照權(quán)利要求1所述的一種立體組裝式太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電裝置，其特征在于該 立體組裝式太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電裝置還包括一個(gè)二維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)平臺(tái)。
8. 按照權(quán)利要求7所述的一種立體組裝式太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電裝置，其特征在于所述的二維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)平臺(tái)包括由下支架(13)和上支架(14)組成的雙層支架、齒條(16)、齒圈 和減速電機(jī)組合件(17)及底座(19);所述的雙層支架的一邊通過(guò)鉸鏈(15)鏈接，相對(duì)的另一邊由齒條(16)支撐并調(diào)節(jié)；電機(jī)的輸出軸通過(guò)齒輪與齒圈嚙合，帶動(dòng)雙層支架轉(zhuǎn)動(dòng)。
專利摘要一種立體組裝式太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電裝置，該裝置包括光伏電池片立體組裝模塊、組裝模塊支架、電極引出線以及反光鏡和聚光透鏡；在組裝模塊的上面及前面設(shè)置上反光鏡或聚光透鏡，在組裝模塊的下面設(shè)置下反光鏡；光伏電池片立體組裝模塊是由多個(gè)光伏電池片單元和冷卻層疊加而成，每個(gè)光伏電池片單元包括反射層、導(dǎo)光板和光伏電池片。該立體組裝式太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電裝置還包括一個(gè)二維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)平臺(tái)。本實(shí)用新型一方面可提高單片光伏電池片的發(fā)電功率，另一方面因立體集成減少了太陽(yáng)能發(fā)電的占地面積，由此可大幅度降低太陽(yáng)能發(fā)電裝置及太陽(yáng)能電站的建設(shè)成本。
文檔編號(hào)G05D3/00GK201541213SQ200920172919
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者吳占松, 張 杰 申請(qǐng)人:張杰;吳占松