專利名稱：全方位采光聚光高效低成本光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能發(fā)電系統(tǒng)，特別是一種全方位采光聚光高效低成本光伏發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
每個家庭和許多小單位每日都要用電。因石油資源緊缺，節(jié)能減排要求很高，必須大力開發(fā)利用新能源和可再生能源進(jìn)行發(fā)電，但現(xiàn)在國內(nèi)外的光伏發(fā)電系統(tǒng)，由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，產(chǎn)品質(zhì)量低，存在缺點不少(一)現(xiàn)在很多企業(yè)，偏重搞大型光伏發(fā)電場，而對小型戶用光伏發(fā)電不夠重視， 認(rèn)為它在離網(wǎng)地區(qū)才適用。因此，在發(fā)展上受到很大影響，使廣大城鄉(xiāng)家庭和小單位不能安裝使用。(二)現(xiàn)在的光伏發(fā)電系統(tǒng)，多為立式三角形并朝南安裝，與地面要形成一個約為 45°的傾角。因不能正對東出西落的太陽，投影面積又少，光電轉(zhuǎn)換率很低，一般只有12% 左右；因單位發(fā)電量很少，太陽能電池很貴，成本很高，夜晚或陰雨天不能使用，白天如陽光較弱，效果也不好，缺乏實用性。(三)產(chǎn)品質(zhì)量多較低。慢充慢放的蓄電池和功能齊全的逆變器，有的尚未過關(guān)； 單晶硅太陽能電池的理論轉(zhuǎn)換率為33 %，高效的轉(zhuǎn)換率為18 20 %，而商品的只有12 %左
右ο為消除這些缺點，人們做了各種各樣的嘗試，但到目前尚未研制出一種理想的產(chǎn)
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發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種小型獨立戶用的，能夠全方位采光聚光的，能實現(xiàn)高效低成本的，能在樓頂或其他空曠地方簡便安裝使用的全方位采光聚光高效低成本光伏發(fā)電系統(tǒng)，使取之不盡，用之不竭的清潔、安全、廉價能源，能為廣大城鄉(xiāng)家庭和小單位使用，使嚴(yán)峻的能源形勢，得到一些緩解。為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)措施是一種全方位采光聚光高效低成本光伏發(fā)電系統(tǒng)，臥式放置在支架上的光電板由三條太陽能電池方陣和三條內(nèi)聚光鏡組成，電池方陣與電池方陣之間安裝內(nèi)聚光鏡，光電板的外周安裝有外聚光鏡，外聚光鏡的采光面及內(nèi)聚光鏡的兩采光面與光電板的夾角均為 130°。整體光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率設(shè)計為1000W。每條電池方陣均為平面型，長為2米，寬0. 2米，每條電池方陣是由若干個太陽能電池單體組成，每個單體一般為4 100cm2，其工作電壓約為0. 45 0. 5V，工作電流約為 20 25mA/m2，外聚光鏡每塊長1米，寬半米，內(nèi)聚光鏡為倒V形，每條為長2米，寬0. 12米。內(nèi)聚光鏡共三條，為平面型，每塊長2米，寬0. 12米，安裝在每條電池方陣與電池方陣之間，使內(nèi)聚光鏡面積達(dá)到0. 72m2，可減少電池方陣40%。[0012]外聚光鏡為平面型，每塊長1米，寬半米，安裝在光電板的四周，使外聚光面積達(dá)到 1. :3m2。支架為平面型，可以保證整個系統(tǒng)能水平安放在樓頂或空曠的地面上，無論太陽從那個方向出來和落下去，保證整個系統(tǒng)能全方位采光聚光，無論太陽的時角如何變動，都能正對太陽，無需安裝向日跟蹤裝備。通過上述改進(jìn)和創(chuàng)新，獲得了很好的效果，突顯了很多的優(yōu)越性(1) 一年四季的每日白天，只要不下雨、落雪，任何地方都有陽光，是一種永恒的新能源和可再生能源，為光伏發(fā)電提供了良好的條件；但一年之中的多數(shù)陽光都是較弱的，通過雙重聚光，則可有效提高陽光的密度和質(zhì)量，變?nèi)鯙閺?qiáng)，集中反射到電池方陣上，可將光電轉(zhuǎn)換率提高到20% 以上，可大幅增加發(fā)電量；(2)通過全方位采光聚光，可將支架高度降到0. 2米，可安在每個家庭的樓頂，不用安裝高桿或三角架，不用安裝向日跟蹤裝置；每個光伏發(fā)電系統(tǒng)可減少40%的電池方陣，可大量減少投資；C3)光伏發(fā)電是沒有污染的能源，與用煤發(fā)電相比， 同樣發(fā)一度電，可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤0. 39kg，水3kg，減排二氧化碳0. 75kg ；一個光伏發(fā)電系統(tǒng)雖小，但很多城鄉(xiāng)家庭都能使用，積少成多，就是很大的數(shù)量；(4)當(dāng)天發(fā)的電用不完，可存放蓄電池供日后使用；如自發(fā)電不夠用，可用市電補(bǔ)充；國家對光伏發(fā)電大力支持，購機(jī)給補(bǔ)貼，而發(fā)出的電也給補(bǔ)貼；一個光伏發(fā)電系統(tǒng)可用20多年，日常支出的費用很少，非常合算；(5)因結(jié)構(gòu)科學(xué)，便于串并聯(lián)安裝，也適于小單位使用，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益很高，利于推廣。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的左視剖面圖。
具體實施方式
參照圖1、圖2，本實用新型提供的全方位采光聚光高效低成本光伏發(fā)電系統(tǒng)，全方位采光聚光高效低成本光伏發(fā)電系統(tǒng)，臥式放置在支架3上的光電板2由三條太陽能電池方陣4和三條內(nèi)聚光鏡5組成，電池方陣與電池方陣之間安裝內(nèi)聚光鏡5，光電板2的外周安裝有外聚光鏡1，外聚光鏡1的采光面及內(nèi)聚光鏡5的兩采光面與光電板4的夾角均為 130°。每條電池方陣4均為平面型，每條電池方陣4均由若干個太陽能電池單體組成，電池方陣4為單晶硅太陽能電池方陣，因單晶硅太陽能電池方陣很貴，光電的轉(zhuǎn)換率較低，為減少投資，降低成本，提高光電的轉(zhuǎn)換率，實行雙重聚光，一是將電池方陣4分為長2米，寬 0. 2米，三條共1. 2m2，而在電池方陣4之間安上倒V型的內(nèi)聚光鏡5，每條為長2米，寬0. 12 米，使內(nèi)聚光面積達(dá)到0. 72m2 ；光電板2四周的6塊外聚光鏡，每塊長1米，寬半米，使外聚光面積達(dá)到1. 3m2 ；由于實行全方位采光聚光，無論太陽從那個方向出來和落下去，無論太陽的時角如何變動，都能正對太陽，無需安裝向日跟蹤裝置。電池方陣4中每個單體一般為4 100cm2，其工作電壓約為0. 45 0. 5V，工作電流約為20 25mA/cm2，，因單體不能單獨作為電源使用，故制成電池方陣。所有電池單體或電池方陣，都是利用以光生伏打效應(yīng)原理制成的，通過它可將太陽幅射能直接轉(zhuǎn)換成電能。[0020]支架3除了包括鑲電池方陣4和內(nèi)聚光鏡5的長形框，其底部還有安裝件，因支架較低，只有20公分高，不用安高桿，利與建筑相結(jié)合，可防風(fēng)防雷，可節(jié)約鋼材，減少投資， 降低成本。應(yīng)用時，本實用新型與蓄電池、逆變器、控制器、防反充二極管等配合。蓄電池是儲存電和隨時向負(fù)載供電的重要部件，因?qū)傩⌒凸夥l(fā)電系統(tǒng)，應(yīng)配容量稍大的密封免維護(hù)鉛酸蓄電池。但性能要好，如充電效率要高，自放電率要低，深放電能力要強(qiáng)，工作溫度范圍要寬，使用壽命要長等。因光伏發(fā)出的電，不能直接用到家用電器上，必須用逆變器進(jìn)行整流，變?yōu)?20伏的交流電；因本光伏發(fā)電系統(tǒng)為小型，應(yīng)用獨立運行的逆變器；因家用電器要求高，要選啟動平穩(wěn)、電流小、運行可靠、換流損失小、逆變效率能達(dá)到85%以上，具有短路、過載、過熱、 過電壓、欠電壓等保護(hù)和報警功能的逆變器。控制器是對光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行安全控制與管理的設(shè)備。光伏發(fā)電控制器的功能， 主要是信號檢測，蓄電池最佳充電控制、蓄電池放電管理、故障診斷定位，運行狀態(tài)指示。另外，在控制器之前，還要設(shè)防反充二極管，以避免電池方陣在陰雨天或夜晚不發(fā)電時，蓄電池組通過電池方陣放電。蓄電池、逆變器、控制器、防反充二極管，可放在室內(nèi)。通過電線將電池方陣與蓄電池連接，使電池方陣發(fā)出的電能輸入蓄電池；通過電線將蓄電池與逆變器連接，使蓄電池儲存的電，經(jīng)過整流變?yōu)?20伏的交流電；通過電線將逆變器與控制器連接，對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)加強(qiáng)控制和管理；通過電線將控制器與防反充二極管連接，以避免在陰雨天和夜晚不發(fā)電時，或出現(xiàn)短路故障時，蓄電池通過電池方陣放電。最后，通過電線將逆變器與家用電器的總開關(guān)連接，使光伏發(fā)出的電為家用電器所用。
權(quán)利要求1.一種全方位采光聚光高效低成本光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，臥式放置在支架(3) 上的光電板⑵由三條太陽能電池方陣⑷和三條內(nèi)聚光鏡(5)組成，電池方陣與電池方陣之間安裝內(nèi)聚光鏡(5)，光電板O)的外周安裝有外聚光鏡(1)，外聚光鏡(1)的采光面及內(nèi)聚光鏡(5)的兩采光面與光電板的夾角均為130°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全方位采光聚光高效低成本光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，每條電池方陣(4)均為平面型，長為2米，寬0. 2米，每條電池方陣(4)是由若干個太陽能電池單體組成，每個單體一般為4 100cm2，其工作電壓約為0. 45 0. 5V，工作電流約為20 25mA/m2，外聚光鏡(1)每塊長1米，寬半米，內(nèi)聚光鏡(5)為倒V形，每條為長2米，寬0. 12 米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全方位采光聚光高效低成本光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，內(nèi)聚光鏡( 共三條，為平面型，每塊長2米，寬0.12米，安裝在每條電池方陣與電池方陣之間，使內(nèi)聚光鏡(5)面積達(dá)到0. 72m2，可減少電池方陣40%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全方位采光聚光高效低成本光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，外聚光鏡⑴為平面型，每塊長1米，寬半米，安裝在光電板⑵的四周，使外聚光面積達(dá)到 1. 3m20
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全方位采光聚光高效低成本光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，支架(3)為平面型，可以保證整個系統(tǒng)能水平安放在樓頂或空曠的地面上，無論太陽從那個方向出來和落下去，保證整個系統(tǒng)能全方位采光聚光，無論太陽的時角如何變動，都能正對太陽，無需安裝向日跟蹤裝備。
專利摘要一種全方位采光聚光高效低成本光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要由太陽能電池方陣、內(nèi)外聚光鏡、框架、蓄電池、逆變器、控制器、防反充二極管等組成。其特征在于，臥式放置在支架(3)上的光電板(2)由三條太陽能電池方陣(4)和三條內(nèi)聚光鏡(5)組成，電池方陣與電池方陣之間安裝內(nèi)聚光鏡(5)，光電板(2)的外周安裝有外聚光鏡(1)。通過以上的改進(jìn)和創(chuàng)新，不僅消除了現(xiàn)存的缺點，而且突顯了很大的優(yōu)勢因采用雙重聚光，可減少昂貴的電池方陣40％，大幅增加采光聚光面積，提高陽光密度和質(zhì)量，使光電轉(zhuǎn)換率達(dá)到20％以上，大量增加發(fā)電量，節(jié)省大量投資，降低發(fā)電成本；因支架為平面型，使整個光伏發(fā)電系統(tǒng)能水平安放在樓頂或空曠的地面上，無論太陽從那個方向出來和落下去，保證整個系統(tǒng)能全方位采光聚光，無論太陽的時角如何變動，都能正對太陽，無需安裝向日跟蹤裝備。
文檔編號H02N6/00GK202178727SQ20112033359
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者羅卓中 申請人:羅卓中