专利名称：光电能源高倍率聚光发电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能光伏发电，特别是一种光电能源高倍率聚光发电系统。
背景技术：
目前，随着煤电、石油及地质资源的衰竭，世界上能源短缺及供需矛盾造成的能源 危机进一步加剧，同时使用不可再生能源所引起的各种污染，温室效应，破坏人类赖依生存 环境等一系列生态危机也更加严重，因而，这已成为世界各国政府共同面临的一大难题，在 不同的国家和地区迫在眉捷大力研发新能源和新材料。太阳能是一种丰富、安全、无污染的取之不尽，用之不竭的能源，是大自然赏赐给 人类的宝库，对当前地质资源已日渐匮乏的自然条件下光电能源是一种最佳的空间清洁无 偿资源。目前，现有的大型太阳能发电系统一般是将若干只电池组件集成一个方阵，每只 光伏组件是采用几十片电池片串联组成。体积庞大，占地面积大，发电效率低。由于高纯度单、多晶硅的生产技术垄断在几个国外公司手中，国内晶硅片加工的 费用很高，因而，晶硅片的价格居高不下，太阳能光伏发电系统需要大量的晶硅片，因此，目 前太阳能光伏发电项目大面积推广应用受阻，价格太贵而无法接受，国内外专家已研究证 明，晶硅片光伏电池在正常的太阳光强下使用实际上是大材小用，浪费材料巨大。因为光伏 电池可以承受更高的光强，发出的电流成比例增加而又不至于影响光伏电池寿命，如果通 过几十几百倍的聚光来提高光伏电池区域的光强，输出相同功率电流的光伏电池面积就能 够大幅度缩小，由此，太阳能电池板晶硅片的使用量就能大大减少，光伏发电的价格可以大 幅度降低，达到与火力发电等同水平。通过聚光提高光伏发电的效益，国内外已经有过一些工业化尝试，比如采用若干 只菲涅耳透镜实现3-7倍的聚光，德国ZSW公司发明了 V型聚光器实现了 2倍聚光，美国的 Falbel发明的四面体的聚光器实现2. 36倍聚光，以及国内专家提出的一种八面聚光漏斗 实现4. 8倍聚光等等方法，以上这些方法都只能实现10倍以内的聚光倍率，根本没有发挥 最佳效能和没有彻底解决高倍率聚光的难题，因此，在使用硅片材料其性能价格比并不理 想和优势，没有得到大面积推广应用的目的。
发明内容
本发明的目的是克服解决现有技术中使用晶硅片材料多、体积庞大、占地面积大、 发电效率低、每瓦发电成本高、制造工艺麻烦、技术要求高，安装维护不便的缺陷，而提供一 种达到500倍以上的光电能源高倍率聚光发电系统。为了达到上述的目的，本发明采用的技术方案是一种光电能源高倍率聚光发电 系统，包括聚光电池、聚光器，其特征是由一个设置在支架上端的光伏聚光电池和一个设置 在支架下端的平面反光器构成，在支架中间部位的光伏聚光电池和平面反光器之间设置有 聚光器，在光伏聚光电池和聚光器即正透镜之间的支架上设有调节伸缩杆，平面反光器下设有调整装置，所述太阳能跟踪器安装在发电组件支架下端中间，支架下端四周安装有四 只滑轮。所述聚光器包括凸透镜、棱镜、菲涅耳透镜。本发明是利用聚光器聚光原理，通过阳光照射在平面反光器上，再通过平面反光 器反射进入聚光器，利用聚光器把光线聚焦到聚光电池上使聚光电池产生发电。本发明通过调整装置调整平面反光器的角度以及和聚光器之间的距离，所述在光 伏聚光电池和聚光器之间的距离，所述在光伏聚光电池和聚光器之间的支架上设有调节伸 缩杆，这样可根据聚光器的尺寸大小以及太阳光的强弱调整聚光器和聚光电池之间的距 离，达到最佳发电效果。所述在聚光电池和聚光器之间的支架上设有挡光板，用以挡光避免 太阳光直接照射在聚光器上。本发明光伏聚光电池组件是由200-400块小方块组成，每只小方块电池尺寸 IOmmX 10mm，聚光500倍，电池电压2. 71V，电流6. 61A，功率17. 9W，所述聚光器可制成方型 和圆型，尺寸20-200cm不等。本发明光电能源高倍率聚光发电系统采用立式若干层和单机组聚光发电两种结 构，一种为立式若干层组件，一种为单机组组件，建一个6-20kw的光伏聚光发电组件，占地 面积3. 5平方米，高度2. 5-7平方米，建一个大型电站，只需将若干个发电组件按需占地位 置和对准阳光照射方向排列组装串联，将交流输出与电网同相连接形成发电容量不等的发 电站，任意单元出现故障可以很方便将独立组件离网维护，极大地提高了光伏聚光发电站 的使用可靠性和工效，组站方便简单，可以从基本单元2KW做到兆瓦级容量的发电站，发电 效率高，投资成本是普通太阳能板的三分之一，占地面积是普通太阳能板的百分之三，其寿 命超出普通板寿命，便于家庭、工矿企业以及大规模电站使用。本发明的优点，用材小、发电效率高、成本低、占地面积小、寿命长、制作简单方便、 产量高、平面反光器可以上下、左右等各种角度调整，使太阳光线准确反射，通过聚光器聚 焦到聚光电池上。
图1是本发明光伏聚光发电系统结构图；图2是本发明立式若干层示意图；图3是本发明单机组示意图。附图中聚光电池1，聚光器2，支架3，调整装置4，平面反光器5，挡光板6，调节伸 缩杆7，太阳能跟踪器8。
具体实施例方式图1所示一种光电能源高倍率聚光发电系统，光伏聚光电池1、包括聚光器2，其特 征是由一个设置在支架3上端的光伏聚光电池1和一个设置在支架3下端的平面反光器5 构成，在支架3中间部位的光伏聚光电池1和平面反光器5之间设置有聚光器即正透镜2， 在光伏聚光电池1和聚光器即正透镜2之间的支架3上设有调节伸缩杆7，平面反光器5下 设置有调整装置4。所述太阳能跟踪器8安装在发电组件支架3下端中间，支架3下端四周 安装有四只滑轮。所述聚光器包括凸透镜、棱镜、菲涅耳透镜。本发明是利用聚光器2聚光原理，通过阳光照射在平面反光器5上，再通过平面反光器5反射进入聚光器2，利用聚光器2把光线聚焦到聚光电池1上使聚光电池产生发电。本发明通过调整装置4调整平面反光器5的角度以及和聚光器2之间的距离，所 述在光伏聚光电池2和聚光器2之间的支架3上设有调节伸缩杆7，这样可根据聚光器2的 尺寸大小以及太阳光的强弱调整聚光器2和聚光电池1之间的距离，达到最佳发电效果。所 述在聚光电池1和聚光器2之间的支架3上设有挡光板6，用以挡光避免太阳光直接照射在 聚光器2上。本发明光伏聚光电池1组件是由200-400块小方块组成，每只小方块电池尺寸 IOmmX 10mm，聚光500倍，电池电压2. 71V，电流6. 61A，功率17. 9W，所述聚光器2可制成方 型和圆型，尺寸20-200cm不等。本发明光电能源高倍率聚光发电系统采用立式若干层和单机组聚光发电两种结 构，建一个6-20KW的光伏聚光发电组件，占地面积3. 5平方米，高度2. 5-7平方米，建一个 大型电站，只需将若干个发电组件按需占地位置和对准阳光照射方面排立组装不等的发电 站，任意单元出现故障可以很方便独立组件离网维护，极大地提高了光伏聚光发电站的使 用可靠性和工效，组站方便简单，可以从基本单元2kw做到兆瓦级容量的发电站，发电效率 高，投资成是普通太阳板的三分之一，占地面积是普通太阳能板的百分之三，其寿命超出普 通板寿命，便于家庭、工矿企业以及大规模电站使用。图2、3所示中，光电能源高倍率聚光发电系统采用立式若干层和单机组聚光发电 两种结构，图2为立式若干层组件，图3为单机组组件，建一个6-20kw的光伏聚光发电组 件，占地面积3. 5平方米，高度2. 5-7平方米，建一个大型电站，只需将若干个发电组件按需 占地位置和对准阳光照射方向排列组装串联，将交流输出与电网同相连接形成发电容量不 等的发电站，任意单元出现故障可以很方便将独立组件离网维护，极大地提高了光伏聚光 发电站的使用可靠性和工效，组站方便简单，可以从基本单元2kw做到兆瓦级容量的发电 站，发电效率高，投资成本是普通太阳能板的三分之一，占地面积是普通太阳能板的百分之 三，其寿命超出普通板寿命，便于家庭、工矿企业以及大规模电站使用。
权利要求
1.一种光电能源高倍率聚光发电系统，其特征在于其由一个设置在支架(3)上端的光 伏聚光电池(1)和一个设置在支架(3)下端的平面反光器(5)构成，在支架(3)中间部位 的光伏聚光电池(1)和平面反光器(5)之间设置有聚光器(2)。
2.根据权利要求1所述的一种光电能源高倍率聚光发电系统，其特征在于光伏聚光电 池(1)和聚光器即正透镜(2)之间的支架(3)上设有调节伸缩杆(7)。
3.根据权利要求1所述的一种光电能源高倍聚光发电系统，其特征在于平面反光器 (5)下设置有调整装置(4)。
4.根据权利要求1所述的一种光电能源高倍聚光发电系统，其特征在于太阳能跟踪器 (8)安装在发电组件支架(3)下端中间，支架(3)下端四周安装有四只滑轮。
5.根据权利要求1所述的一种光电能源高倍聚光发电系统，其特征在于聚光器(2)包 括凸透镜、棱镜、菲涅耳透镜。
6.根据权利要求1所述的一种光电能源高倍聚光发电系统，其特征在于光伏聚光电池 (1)组件是由200-400块小方块组成，聚光500倍，电池电压2. 71V，电流6. 61A，功率17. 9W。
7.根据权利要求1所述的一种光电能源高倍聚光发电系统，其特征在于聚光器(2)可 制成方型和圆型，尺寸20-200cm不等。
8.根据权利要求1所述的一种光电能源高倍聚光发电系统，其特征在于采用立式若干 层光伏聚光发电站和单机组发电两种结构，一种为立式若干层组件，一种为单机组组件。
9.从基本单元2kw做到兆瓦级容量，发电效率高，便于家庭、工矿企业以及大规模电站 使用。
全文摘要
本发明涉及一种光电能源高倍率聚光发电系统。其由一个设置在支架上端的聚光电池和一个设置在支架下端的平面反光器构成，在支架中部位的聚光电池和平面反光器之间设置有聚光器，在聚光电池和聚光器即正透镜之间的支架上设有调节伸缩杆，本发明聚光电池组件是由200-400块小方块组成，聚光500倍，电池电压2.71V，电流6.61A，功率17.9W，优点为用材小、发电效率高、成本低、占地面积小、寿命长、制作简单方便、产量高，平面反光器可以上下、左右等各种角度调整，使太阳光线准确反射，通过聚光器聚焦到聚光电池上。
文档编号H02N6/00GK102005969SQ20101020315
公开日2011年4月6日 申请日期2010年6月7日 优先权日2010年6月7日
发明者叶金来, 赵鹤 申请人:叶金来, 赵鹤