降低太阳能发电系统热岛效应的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种降低太阳能发电系统热岛效应的装置，本实用新型包括一个凸透镜，一个凹透镜，一个太阳光定位伺服跟踪系统和一套太阳能电池发电系统。沿太阳能光线的传播方向，所述的凸透镜、凹透镜、太阳能电池发电系统依次固定在太阳光定位伺服跟踪系统上，太阳能电池发电系统上的光电转换单元排列成圆形，所述的光电转换单元凹透镜、凸透镜同轴设置；本实用新型通过缩小太阳光的照射面积，以及缩小树叶等阴影的面积来使电池板所受太阳光照接近均一、稳定的特性，避免了鸟粪，树叶等遮蔽物对太阳能发电系统的影响，有利于延长太阳能电池的使用寿命，消除电池板的热岛效应。
【专利说明】降低太阳能发电系统热岛效应的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于太阳能【技术领域】，涉及一种降低太阳能发电系统热岛效应的装置。
【背景技术】
[0002]由于太阳能电池是通过太阳光的照射才产生电能的，所以当有障碍物遮挡太阳能光伏组件的太阳光时，太阳能电池组件的性能将会受到严重的影响，即使一个小小的阴影出现在太阳能电池板上也可能使太阳能电池板的性能降低80%，故减小和消除各种障碍物的阴影在太阳能光伏组件的安装设计中非常重要。现在，为消除或避免障碍物的阴影的影响，选择好安装太阳能组件的场地后还要确认下面的条件是否能够满足:在一年中的任何一个月份，太阳能电池组件上的太阳光都不会被别的障碍物所遮挡；在太阳能光伏组件高效率工作的时间内，即每天的09:00-15:00之间，太阳能光伏组件决不能受到阴影的影响，倘若实际中无法排除产生阴影的因素，那么可以考虑将太阳能电池组件移动到另外合适的场地。这样导致了场地的浪费，资源的浪费，对太阳能发电的推广极为不利。
[0003]另外，一年四季的太阳光的照度是不断变化的，而这也给太阳能电池组件的安装带来了很大不便，因为太阳能的储能电池容量是一定的，安装的太阳能组件在一年中的某一天的最大照度时，发电量不能超过储能电池的最大容量。而且还要满足用户最低发电量的要求。太阳能发电不像火力发电、水力发电那样日产量稳定，而且受天气的影响也很大，这就要求太阳能发电系统发电量要有一定的稳定性，每日发电量波动不能太大。
【发明内容】
[0004]本实用新型针对上述现有技术的不足，利用光学原理与电子学技术相结合的方法，提出了一种降低太阳能发电系统热岛效应的装置。
[0005]本实用新型一种降低太阳能发电系统热岛效应的装置包括一个凸透镜，一个凹透镜，一个太阳光定位伺服跟踪系统和一套太阳能电池发电系统。
[0006]沿太阳能光线的传播方向，所述的凸透镜、凹透镜、太阳能电池发电系统依次固定在太阳光定位伺服跟踪系统上，太阳能电池发电系统上的光电转换单元排列成圆形，所述的光电转换单元、凹透镜、凸透镜同轴设置；
[0007]其中凸透镜的半径为r要满足
[0008]*为太阳的辐照度，9为有障碍物时太阳能电池板转换单元的转换效率，P为电池
板容量；
[0009]凹透镜的半径大于转换单元的半径；凹透镜在凸透镜的一倍焦距以内，电池板在凹透镜的一倍焦距以内
[0010]作为优选，凸透镜是焦距为60cm，直径为IOOcm的玻璃透镜；
[0011]作为优选，凹透镜是焦距为8cm，直径为50cm的玻璃透镜；
[0012]作为优选，光电转换单元排列范围为直径40cm的圆形平面。[0013]有益效果:本实用新型通过缩小太阳光的照射面积，以及缩小树叶等阴影的面积来使电池板所受太阳光照接近均一、稳定的特性，避免了鸟粪，树叶等遮蔽物对太阳能发电系统的影响，有利于延长太阳能电池的使用寿命，消除电池板的热岛效应。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型降低太阳能发电系统热岛效应的设计原理图；
[0015]图2为实施例所述消除热岛效应的太阳能发电系统示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细说明:本实施方式案例以本实用新型提出的降低太阳能发电系统热岛效应的设计为前提，但本实用新型的保护范围并不限于下述实施方式与案例。
[0017]如图1所示，本实用新型一种降低太阳能发电系统热岛效应的装置包括一个凸透镜，一个凹透镜，一个太阳光定位伺服跟踪系统和一套太阳能电池发电系统。
[0018]沿太阳能光线的传播方向，所述的凸透镜1、凹透镜2、太阳能电池发电系统4依次固定在太阳光定位伺服跟踪系统上，太阳能电池发电系统上的光电转换单元3排列成圆形，所述的光电转换单元3、凹透镜2、凸透镜I同轴设置；
[0019]本装置中用到的凸透镜是焦距为60cm，直径为IOOcm的玻璃透镜。凹透镜为焦距为8cm直径为50cm的玻璃透镜，太阳能电池板的光电转换单元光电转换单元排列范围为直径40cm的圆形平面。太阳能方位定位伺服跟踪系统应该满足电池板应该正对着太阳，允许有很小的误差，即太阳光与电池板平面的夹角可以在85°-90°之间波动，采用了 RY-CPV太阳能双轴太阳跟踪系统。
[0020]如图2所示，沿太阳光线的传播方向，依次放置凸透镜，凹透镜，太阳能电池板，三者的圆心连线和两个透镜平面以及电池板平面均垂直，凸透镜与凹透镜之间距离为45cm-55cm，而凹透镜与太阳能电池板之间距离为30cm，三者用三脚架固定在太阳能跟踪定位系统上，并且凹透镜在凸透镜和太阳能电池板之间可以来回调节，随着太阳方位的不同，太阳能方位定位系统检测太阳的方位变化并操纵伺服系统使太阳能接收装置转到正对太阳的方位，太阳光所成的像始终投在太阳能电池板组件上而凹透镜可以根据光照强度的情况，手动调节其和凸透镜之间的距离。
[0021]当平行的太阳光线经过凸透镜时，由于在凸透镜的一倍焦距以内，所成的像是缩小的实像，所以太阳光线发生汇聚，投射到凹透镜上，汇聚的光线再次变成平行光线，直接照射到太阳能电池板上，随太阳光线一起投到凸透镜上，阴影尺寸也在投射到凹透镜上时成缩小的实像，经过凹透镜后，照射到太阳能电池板上，如图(I)所示当一束以AB为直径的太阳光圆斑照射到以AB为直径的圆形凸透镜上，太阳光线的总照度是W1,经过凸透镜后投射到凹透镜上的像是以CD为直径的圆型，太阳光的总照度是W2，所以太阳光线照射直径收缩了 AB/⑶，太阳光的照度增强了(AB/⑶)2倍，对于有阴影的地方，经过凹透镜的光线强度比同等条件下在阳光直射下的光强还要强，而且此种方法也可以通过调节凸透镜和凹透镜的相对位置来调节太阳光的照度，以应对树叶等障碍物尺寸的变化，同时也能应对一年四季太阳光照度的季节性变化。
【权利要求】
1.降低太阳能发电系统热岛效应的装置，包括一个凸透镜，一个凹透镜，一个太阳光定位伺服跟踪系统和一套太阳能电池发电系统； 其特征在于:沿太阳能光线的传播方向，所述的凸透镜、凹透镜、太阳能电池发电系统依次固定在太阳光定位伺服跟踪系统上，太阳能电池发电系统上的光电转换单元排列成圆形，所述的光电转换单元、凹透镜、凸透镜同轴设置； 其中凸透镜的半径为r要满足:
2.根据权利要求1所述的降低太阳能发电系统热岛效应的装置，其特征在于:所述的凸透镜是焦距为60cm，直径为IOOcm的玻璃透镜。
3.根据权利要求1所述的降低太阳能发电系统热岛效应的装置，其特征在于:所述的凹透镜是焦距为8cm,直径为50cm的玻璃透镜。
4.根据权利要求1所述的降低太阳能发电系统热岛效应的装置，其特征在于:所述的光电转换单元排列范围为直径40cm的圆形平面。
【文档编号】H02S40/22GK203708185SQ201320810562
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】程知群, 连心想, 栾雅, 贾民仕 申请人:杭州电子科技大学