一种聚光装置及光伏系统的制作方法

本实用新型涉及光伏技术领域，尤其涉及一种聚光装置及光伏系统。

背景技术：

目前，大型地面光伏电站采用光伏组件的串并联，再加上支架、汇流箱、逆变器、监控系统等部件，通过各种线缆的连接，向光伏电网输出电力。尽管光伏电站整体造价下降了许多，但是光伏发电成本与常规火电成本相比，价格仍然至少高出一倍。光伏组件成本约占整个光伏电站成本的50％左右，且一年中绝大部分地区的辐照度平均不超过600瓦/平方米，约为标准测试条件1000瓦/平方米的60％，因此光伏组件绝大部分时间处于低辐照度下运行，低辐照度意味着光伏组件的入光量少，在发电面积不变的情况下入光量较少将直接影响到光伏组件的发电量。因此，在太阳能光伏组件运行过程中，增加光伏组件入光量是提高其发电量进而降低发电成本的有效途径之一。

双面发电的光伏组件是使用双面电池制备的双玻组件。由于双玻组件的两侧都有光电转换的结构，能够实现双面同时发电，该光伏组件在生命周期内比普通的光伏组件有更高的发电量，在一定程度上提高了光伏组件的发电量。

然而，现有双面发电的光伏组件，为了进一步提高入光量以提高其发电量，一般是通过在阵列排布的光伏组件所安置的地面刷高反光白色漆来实现，但是这种方式使得大部分光线被反射回天空去，没有有效的反射到光伏组件的背面，进而无法有效利用相邻两排光伏组件之间未被利用的光线，导致光线浪费，光伏组件的入光量无法得到有效提高，从而无法有效降低光伏系统的发电成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种聚光装置及光伏系统，以提高光伏组件的入光量，进而提高光伏组件的发电量，并进一步降低光伏系统的发电成本。

本实用新型实施例提供一种聚光装置，所述聚光装置设置于相邻两排双面发电的光伏组件之间，所述聚光装置包括聚光单元以及与所述聚光单元连接的用于支撑所述聚光单元的支架单元，所述聚光单元用于接收太阳光并向前排光伏组件的背侧反射太阳光。

在本实用新型实施例中，聚光装置位于相邻两排光伏组件之间，采用这样的设计，聚光装置可以充分利用相邻两排光伏组件之间的太阳光，并把这部分太阳光反射到前排光伏组件的背侧，相比现有技术，本实用新型实施例各光伏组件背侧的入光量得到了大大提高，进而光伏组件整体的入光量得到了提高，相应的，光伏组件的发电量也得到了提高，在不增加光伏组件数量的条件下，大大降低了光伏系统的发电成本。

优选的，所述聚光单元的最高端位于所述前排光伏组件的最高端与后排光伏组件的最低端所形成的平面上，所述聚光单元的最低端在地面的投影与前排光伏组件的最低端在地面的投影平行或者位于一条直线上。

更优的，所述聚光单元的最高端在地面的投影与后排光伏组件的最低端在地面的投影位于一条直线上。

优选的，所述聚光单元包括多个镜面结构，每个镜面结构按照沿着太阳光的入射方向依次包括镜面反射层、粘结层以及镜面支撑层。

优选的，所述镜面反射层包括不锈钢镜面反射层、铝合金镜面反射层或者铝镀膜镜面反射层。

可选的，所述镜面结构包括平面式镜面结构、曲面式镜面结构或者绒面式镜面结构。

优选的，所述支架单元包括相连接形成三角形结构的立柱、横梁以及斜杆，所述聚光单元固定于所述斜杆上。

优选的，所述支架单元包括相连接的立柱和横梁，所述聚光单元分别与立柱和横梁连接，且与所述立柱和横梁形成三角形结构。

优选的，所述聚光单元为伸缩式聚光单元或者折叠式聚光单元。

本实用新型实施例提供一种光伏系统，包括多个阵列排布的双面发电的光伏组件，以及设置于相邻两排光伏组件之间的如上述任一技术方案所述的聚光装置。

优选的，所述光伏组件为硅异质结太阳能电池。

采用上述聚光装置的光伏系统，在聚光装置的反射作用下，前排光伏组件背侧的入光量得到了大大提高，进而光伏组件整体的入光量得到了提高，同时由于未改变光伏组件入光侧的最佳倾角，光伏系统的装机容量将不会受到影响。本申请的发明人经过多次试验得知，采用本实用新型实施例的技术方案，在仅增加不到10％的成本的情况下，光伏组件的入光量可以整体增加0.3～1.5倍，因而有效地降低了光伏系统的发电成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例光伏系统的局部结构主视图；

图2为本实用新型又一实施例光伏系统的局部结构主视图；

图3为本实用新型再一实施例光伏系统的局部结构主视图；

图4为本实用新型实施例聚光单元的截面结构示意图。

附图标记说明：

10-前排光伏组件

20-后排光伏组件

30-聚光单元

31-镜面反射层

32-粘结层

33-镜面支撑层

40-支架单元

41-立柱

42-横梁

43-斜杆

具体实施方式

为了提高光伏组件的入光量，进而提高光伏组件的发电量，并进一步降低光伏系统的发电成本，本实用新型实施例提供了一种聚光装置及光伏系统。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供一种聚光装置，如图1～图3所示，聚光装置设置于相邻两排双面发电的光伏组件之间，聚光装置包括聚光单元30以及与聚光单元30连接的用于支撑聚光单元30的支架单元40，聚光单元30用于接收太阳光并向前排光伏组件10的背侧反射太阳光。

需要说明的是，光伏系统的光伏组件通常为阵列排布，如光伏系统包括m×n个光伏组件，则光伏系统包括m列、n排的光伏组件，此处提到的相邻两排的光伏组件指的是x排和(x+1)排的光伏组件(0＜x≤n，x为整数)，例如当x为1时，前排光伏组件指的是第1排的光伏组件，后排的光伏组件指的是第二排的光伏组件，当x为2时，则前排光伏组件为第2排的光伏组件，后排光伏组件为第3排的光伏组件，依次类推，此处不再一一列举。当然，最后一排光伏组件的背侧也设置有聚光装置，聚光装置可以向最后一排光伏组件的背侧反射太阳光。

在本实用新型实施例中，聚光装置位于相邻两排光伏组件之间，采用这样的设计，聚光装置可以充分利用相邻两排光伏组件之间的太阳光，并把这部分太阳光反射到前排光伏组件的背侧，相比现有技术，本实用新型实施例各光伏组件背侧的入光量得到了大大提高，进而光伏组件整体的入光量得到了提高，相应的，光伏组件的发电量也得到了提高，在不增加光伏组件数量的条件下，大大降低了光伏系统的发电成本。

其中，聚光单元30的具体倾斜角度不限，在确定聚光单元的倾斜角度时，通常需要根据光伏系统具体应用的环境以及海拔等条件，通过软件仿真，最终确定使光伏系统入光量最佳的聚光单元的倾斜角度；此外，聚光单元30的长度不限，例如聚光单元可以为长度可调节的伸缩式聚光单元或者折叠式聚光单元。

请参考图1所示，在一个具体实施例中，支架单元40包括相连接形成三角形结构的立柱41、横梁42以及斜杆43，聚光单元30固定于斜杆43上，此时，聚光单元30的倾角可随斜杆43在横梁42或者立柱41上的移动而发生变化；请参考图2所示，在另一个具体实施例中，支架单元40包括相连接的立柱41和横梁42，聚光单元30分别与立柱41和横梁42上连接，且与立柱41和横梁42形成三角形结构，此时，聚光单元30优选采用伸缩式聚光单元或者折叠式聚光单元，采用这样的设计，可以通过调节伸缩式聚光单元或者折叠式聚光单元的长度来实现改变聚光单元倾角的操作。

基于上述实施例，聚光单元30的最高端优选位于前排光伏组件10的最高端与后排光伏组件20的最低端所形成的平面上(如图1～图3中的主视图中，AC点连接而成的虚线即为所述平面的主视图)，这样，聚光单元30不会对后排光伏组件20造成遮挡，进而不会影响后排光伏组件20的入光量；聚光单元30的最低端在地面的投影与前排光伏组件10在地面的投影平行或者在一条直线上。

基于上述实施例的更优实施例中，如图2所示，聚光单元30的最高端在地面的投影与后排光伏组件20的最低端在地面的投影位于一条直线上。当聚光单元的最高端和最低端位于上述的设置位置时，聚光单元可以更加充分地接收位于前排光伏组件和后排光伏组件之间的太阳光，并将这部分太阳光反射给前排光伏组件的背侧，从而可以大大提高光伏组件的入光量，进而降低光伏组件的发电成本。

需要说明的是，上述提到的最高端和最低端，指的是其相对于地面的最高端和最低端，例如，请参考图1～图3所示的光伏系统的主视图中，前排光伏组件10的最高端的主视图为A点，最低端的主视图为B点，后排光伏组件20的最高端的主视图为C点，最低端的主视图为D点，可以基于上述最高端和最低端的定义，确定聚光单元的最高端和最低端，进而确定聚光单元的倾斜角度，以使其可以最大程度地利用前排光伏组件和后排光伏组件之间的太阳光，在不遮挡后排光伏组件入光量的前提下，将光线反射至前排光伏组件的背侧，以提高光伏组件整体的入光量。

在本实用新型的一个具体实施例中，聚光单元包括多个镜面结构，如图4所示，每个镜面结构按照沿着太阳光的入射方向依次包括镜面反射层31、粘结层32以及镜面支撑层33。实际应用时，镜面反射层31、粘结层32以及镜面支撑层33的侧面通过铝合金边框和硅胶、不锈钢边框和硅胶或者热镀锌钢边框和硅胶等形成一个完整的一体结构。

其中，镜面反射层31的具体材料不限，例如可以为不锈钢镜面反射层、铝合金镜面反射层或者铝镀膜镜面反射层等，上述材料的镜面反射层的强度较高，反射率也较高，因而有利于提高聚光装置的使用寿命和光伏组件的入光量，进一步的，为了进一步提高镜面反射层的反射性能，可以在镜面反射层的入光面涂覆自清洁涂料，采用这样的设计，可以降低户外灰尘和水印对镜面反射层反射性能的破坏，自清洁涂料的具体类型不限，例如可以为有机型自清洁涂料，也可以为无机型自清洁涂料；粘结层32通常采用硅胶等材料，用于将镜面反射层和镜面支撑层粘接固定在一起，同时也可以为镜面反射层和镜面支撑层之间的形变提供一定的缓冲作用；镜面支撑层33通常采用铝合金、热镀锌合金、不锈钢、镁铝合金、或者刚强度的防紫外线塑料等材料，镜面支撑层可以提高镜面反射层的强度和稳定性，为整个镜面结构提供支撑。

镜面支撑层可以平行于镜面反射层和粘结层，也可以不平行于镜面反射层和粘结层。当镜面支撑层平行于镜面反射层和粘结层时，可以在镜面反射层、粘结层和镜面支撑层的同一位置打孔，进而实现聚光单元与支架单元的连接；当镜面支撑层不平行于镜面反射层和粘结层时，可以通过仅在镜面支撑层上打孔，聚光单元通过镜面支撑层上的孔与支架单元进行连接，采用这样的操作，可以避免镜面反射层受到损伤。

其中，镜面结构的具体形状不限，镜面结构表面的粗糙度也不限，例如镜面结构可以为平面式镜面结构、曲面式镜面结构或者绒面式镜面结构。在图1和图2所示的实施例中，镜面结构为平面式镜面结构，在图3所示的实施例中，镜面结构为曲面式镜面结构。在上述镜面结构类型中，当镜面结构为平面式镜面结构时，聚光装置的安装以及加工操作比较简便，且结构相对比较简单；当镜面结构为曲面式镜面结构时，镜面结构的反光效果较好；当镜面结构为绒面式镜面结构时，镜面结构可以均匀地将光线反射至前排光伏组件的背侧，有利于提高光伏组件入光的均匀性。

本实用新型实施例还提供一种光伏系统，包括多个阵列排布的双面发电的光伏组件，以及设置于相邻两排光伏组件之间的如前述任一实施例的聚光装置。

其中，光伏组件优选采用硅异质结太阳能电池。

采用上述聚光装置的光伏系统，在聚光装置的反射作用下，前排光伏组件背侧的入光量得到了大大提高，进而光伏组件整体的入光量得到了提高，同时由于未改变光伏组件入光侧的最佳倾角，光伏系统的装机容量将不会受到影响。本申请的发明人经过多次试验得知，采用本实用新型实施例的技术方案，在仅增加不到10％的成本的情况下，光伏组件的入光量可以整体增加0.3～1.5倍，因而有效地降低了光伏系统的发电成本。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。