专利名称：一种线聚焦光伏建筑墙板模块及施工方法
技术领域：
本发明涉及一种光伏发电装置，尤其涉及一种线聚焦光伏建筑墙板模块及施工方 法。
背景技术：
太阳能光伏发电技术将成为未来基础能源的重要组成部分。但是成本较高，为了 降低成本、提高光电转化效率，聚光光伏发电技术得到了发展，聚光光伏发电技术是通过聚 光器而使较大面积的阳光会聚在一个较小的范围内，克服太阳辐射能流密度低的缺陷，可 以成倍提高太阳能电池的短路电流，从而使得同样数量的半导体材料产生更多的电能，而 增加的聚光部件的价格远低于所节约的半导体材料价格，从而大幅度降低光伏发电系统的 成本，有利于光伏发电系统在我国的推广应用。目前聚光光伏装置的集光角特性不好，例如对入射光线的方向十分敏感，很小的 指向误差就会使电池输出功率大大降低，即系统容差特性比较小，因此必须对太阳进行二 维精确跟踪，导致成本高，可靠性变差，并且传统聚光光伏系统的电池板降温设备得到的热 能不方便利用。
发明内容
本发明为解决上述问题，提出了一种线聚焦光伏建筑墙板模块及施工方法，它在 一定程度上改善现有的聚焦聚光光伏发电装置的系统容差特性比较小的缺陷，免跟踪系 统、可靠性高、成本低、热能副产品便于收集利用等优点。本发明的技术解决方案是一种线聚焦光伏建筑墙板模块及施工方法，该线聚焦光伏建筑墙板模块包括模块 支架、弧面菲涅尔透镜聚光系统、聚光太阳能电池组件、降温集热管，保温板等。所述一种线聚焦光伏建筑墙板模块及施工方法，其中弧面菲涅尔透镜聚光系统由 N个弧面菲涅尔透镜平行安装在模块支架上构成，弧面菲涅尔透镜为线性菲涅耳聚光棱镜 阵列分布在曲面上形成的，棱镜的棱与曲面母线平行，凸面朝外，接收阳光照射；安装时曲 面母线与墙面竖直方向平行，也就是说与墙面水平方向垂直。聚光太阳能电池组件与上述弧面菲涅尔透镜聚光系统有对应关系，即在弧面菲涅 尔透镜的焦线上或焦线附近设置太阳能电池片，电池片形状是平面的或曲面的，采用多晶 硅、单晶硅、非晶硅、砷化镓多节电池或有机薄膜电池。降温集热管是金属管或导热性好的塑料管，形状是方管或圆管，与电池板紧贴，之 间涂抹导热油或导热胶；导热管内用空气或水作为降温工质，温度升高的工质可以作为建 筑的空调热源，热水也可直接使用。保温板采用聚合物发泡型保温材料。本发明的优点是1、本发明采用了菲涅耳聚光棱镜阵列，提高了单位面积的光通量和能流密度，提高了电池单位面积输出功率，太阳能电池的用量仅为固定式光伏发电系统的1/5到1/10。2、本发明采用了静态聚焦，无需对太阳进行跟踪，结构简单成本低，免维护。3、本发明采用了把线聚焦菲涅尔聚光棱镜阵列收集太阳光线发电装置与外墙保 温技术巧妙结合，实现模块化，便于施工维护，促进光伏与建筑一体化的技术进步。4、本发明把线聚焦菲涅尔聚光棱镜阵列收集太阳光线发电装置与节能空调技术 巧妙结合，实现光伏转化的热能副产品回收利用，便于施工维护，促进光伏与建筑一体化和 节能建筑的技术进步。
图1是菲涅尔透镜聚光光伏装置结构示意图；图2是发明一种弧面菲涅尔透镜线聚焦光伏建筑墙板模块的结构示意图，该图为 俯视图。其中1—弧面菲涅尔透镜，2——太阳能电池片，3——降温集热管，4——保温 板，5一一阳光，6——模块支架。
具体实施例方式一种弧面菲涅尔透镜线聚焦光伏建筑墙板模块，由模块支架6、弧面菲涅尔透镜聚 光系统、聚光太阳能电池组件、降温管集热管3，保温板4等组成。所述一种弧面菲涅尔透镜线聚焦光伏建筑墙板模块，其中弧面菲涅尔透镜聚光系 统由N个弧面菲涅尔透镜1平行安装在模块支架上构成，弧面菲涅尔透镜为线性菲涅耳聚 光棱镜阵列分布在曲面上形成的，棱镜的棱与曲面母线平行，凸面朝外，接收阳光照射；安 装时曲面母线与墙面竖直方向平行，也就是说与墙面水平方向垂直。聚光太阳能电池组件与上述弧面菲涅尔透镜聚光系统有对应关系，即在弧面菲涅 尔透镜的焦线上或焦线附近区域设置太阳能电池片2，电池片形状是平面的或曲面的，采用 多晶硅、单晶硅、非晶硅、砷化镓多节电池或有机薄膜电池。降温集热管3是金属管或导热性好的塑料管，形状是方管或圆管，与电池板背光 面紧贴，之间涂抹导热油或导热胶；导热管内用空气或水作为降温工质，温度升高的工质可 以作为建筑的空调热源，热水也可直接使用，导热管可以在生产时装入模块，在施工时把各 模块的管子相接，或者在模块生产时，不装管子，在施工时根据实际情况裁制合适长度的管 子安装。保温板4采用聚合物发泡型保温材料，如EPS材料。
权利要求
1.一种线聚焦光伏建筑墙板模块及施工方法，其特征在于该线聚焦光伏建筑墙板模块 由模块支架(6)、弧面菲涅尔透镜聚光系统、聚光太阳能电池组件、降温集热管(3)，保温板等组成。
2.根据权利要求1所述的一种线聚焦光伏建筑墙板模块，其特征在于其中弧面菲涅 尔透镜聚光系统由N个弧面菲涅尔透镜(1)平行安装在模块支架上(6)构成，弧面菲涅尔 透镜为线性菲涅耳聚光棱镜阵列分布在曲面上形成的，棱镜的棱与曲面母线平行。
3.根据权利要求1所述的一种线聚焦光伏建筑墙板模块，其特征在于聚光太阳能电 池组件与上述弧面菲涅尔透镜聚光系统有对应关系，即在弧面菲涅尔透镜的焦线上或焦线 附近区域设置太阳能电池片O)；电池片形状是平面的或曲面的，采用多晶硅、单晶硅、非 晶硅、砷化镓多节电池或有机薄膜电池。
4.根据权利要求1所述的一种线聚焦光伏建筑墙板模块，其特征在于降温集热管(3) 是金属管或导热性良好的塑料管，形状是方管或圆管，与电池板背光面紧贴，之间涂抹导热 油或导热胶；导热管内用空气或水作为降温工质，温度升高的工质可以作为建筑的空调热 源，热水也可直接使用。
5.根据权利要求1所述的一种线聚焦光伏建筑墙板模块，其特征在于保温板(4)采 用聚合物发泡型保温材料，如EPS材料。
6.一种线聚焦光伏建筑墙板模块及施工方法，其特征在于施工方法为该线聚焦光伏建 筑墙板模块的弧面菲涅尔透镜聚光系统的凸面朝外，接收阳光照射；安装时弧面菲涅尔透 镜的曲面母线与墙面竖直方向平行，也就是说与墙面水平方向垂直；导热管是在生产时装 入模块，在施工时把各模块的管子相接，或者在模块生产时，不装管子，在施工时根据实际 情况裁制合适长度的管子安装。
全文摘要
本发明一种线聚焦光伏建筑墙板模块及施工方法，其特征在于由模块支架(6)、弧面菲涅尔透镜聚光系统、聚光太阳能电池组件、降温集热管(3)，保温板(4)等组成。优点是采用了菲涅耳聚光棱镜阵列，提高了单位面积的光通量和能流密度，提高了电池单位面积输出功率，节省电池板；采用了静态聚焦，无需对太阳进行跟踪，结构简单成本低，免维护；采用了把聚焦光伏发电装置与外墙保温技术巧妙结合、以及与节能空调技术巧妙结合，实现光伏转化的热能副产品回收利用，实现模块化，便于施工维护，促进光伏与建筑一体化和节能建筑的技术进步。
文档编号E04D13/18GK102146716SQ201010109420
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月10日 优先权日2010年2月10日
发明者付勃, 张涛, 郑健, 高明 申请人:西安孔明电子科技有限公司