船用新型太阳能发电装置的制作方法

本实用新型属于太阳能发电装置领域，更具体地说，涉及一种船用新型太阳能发电装置。

背景技术：

根据一般的船用太阳能发电装置，发电装置可分为水平铺设和竖直铺设，这两种铺设方式有如下几个不足之处，(1)容易产生热斑。对光伏阵列的硬件安全构成了严重的威胁，同时，由于在裸露的环境中工作，电池板易受到海风中盐分的腐蚀，使得寿命低下。船舶光伏系统在随船移动过程中可能还会频繁出现不均匀光照(局部遮阴)，使得电池板的受光面积不均匀，进而出现“热斑效应”，对光伏阵列的硬件安全构成了严重的威胁。(2)转换效率低下。目前这两种太阳能的铺设方式使得太阳能得到不够充分利用，国际先进水平为10％左右，一般水平更是低于10％，即使是实验室效率也不足30％。(3)使用寿命低下。一般来说，钢化玻璃层压封装的太阳能电池板寿命为25年，PET层压装的太阳能电池板寿命为5-8年，滴胶封装的太阳能电池板寿命为2-3年，聚光型的太阳能电池板的寿命更短。然而这只是理论上的数值，再涉及到工程实际和工程应用中的热斑、海面上的盐度、水汽的影响，寿命比上述的更短。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种船用新型太阳能发电装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

设计一种船用新型太阳能发电装置，包括聚光部件，所述聚光部件一端朝上，所述聚光部件另一端与光偏转部件的一端相连，所述光偏转部件周向布置有多块太阳能电池板；多块所述太阳能电池板围成底部密封、顶部开口的腔体，所述光偏转部件与位于顶端的太阳能电池板之间采用冷却部件密封。

在上述方案中，所述聚光部件为菲涅尔透镜。

在上述方案中，所述光偏转部件为凹透镜。

在上述方案中，所述冷却部件具有密封的内壁和外壁，所述内壁和外壁之间填充有导热介质。

在上述方案中，所述导热介质为水，所述冷却部件内部的水通过水泵与外部水箱的水进行循环。

在上述方案中，所述内壁和外壁上涂覆有红外反射颜料。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

先利用聚光部件进行聚光，通过光偏转部件将太阳辐照能均匀传导至太阳能电池板。此外，为保证太阳能电池板所处密闭空腔内的温度不至于过高，采用基于PID控制的冷却部件对腔体进行温度控制，既能够在一定程度上抑制海洋环境对太阳能电池板的腐蚀作用，也能够有效增加太阳能电池板的安装密度，并在避免热斑效应的同时提升光伏发电效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1为本实用新型实施例中船用新型太阳能发电装置的结构示意图；

图2为冷却部件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中船用新型太阳能发电装置的应用示意图。

图中：聚光部件1，光偏转部件2，太阳能电池板3，冷却部件4(其中：内壁4.1，外壁4.2，导热介质4.3)

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

为了易于说明，这里采用诸如“上”、“下”、“左”、“右”等表示相对位置的术语，用于更好的说明图示中某个元件或模块相对于另一个元件或模块的关系。应该理解的是，除了表示图中的方位外，空间术语也包括装置的使用或操作中的方位。

如图1所示，本实用新型提供一种船用新型太阳能发电装置，包括聚光部件1，聚光部件1一端朝上，聚光部件1另一端与光偏转部件2的一端相连。在本实施例中，聚光部件1与光偏转部件2之间还设置有传导装置，传导装置的光反射率可达99.7％，可实现其对太阳辐射的高效传导并将焦点置于光偏转部件2下方，有效避免光污染。光偏转部件2周向布置有多块太阳能电池板3。多块太阳能电池板3围成底部密封、顶部开口的腔体，光偏转部件2与腔体顶部之间采用冷却部件4密封。

在本实施例中，聚光部件1优选为菲涅尔透镜，更优选地，选用具备2-5 倍左右聚光能力的菲涅尔透镜，菲涅尔透镜的面积必须足够大，保证鸟粪羽毛等杂物不会对其聚光能力产生影响，能够稳定的聚光。光偏转部件2优选为凹透镜，更优选地，选用具有良好的透光性与折射能力的凹透镜以防止光能的损耗，可将上端收集到的辐射和光通过偏转发散到其周向的太阳能电池板4上。

由于在光线聚集过程中难免会产生大量的热量，因此，在光偏转部件2 与位于顶端的太阳能电池板3之间采用冷却部件4密封，既能够防止外部环境对太阳能电池板的腐蚀作用，也能避免热斑效应。在本实施例中，在密封的腔体内还设置有温度传感器，用于监测腔体内的温度。如图2所示，冷却部件4 具有内壁4.1和外壁4.2，内壁4.1由具有良好耐热性能的材料制成，内壁4.1 和外壁4.2之间填充有导热介质4.3，导热介质4.3优选为水，以小型水泵为动力，冷却部件4内部的水通过水泵与外部水箱的水进行循环，并基于PID原理(如公式1所示)对水流速度进行闭环控制，进而保证腔内温度始终维持在对太阳能电池板3正常工作最为有利的温度值。

内壁4.1和外壁4.2上涂覆有红外反射颜料，这样冷却部件4就不具备良好的吸光能力而是具备良好的反射能力。光线聚集过程中产生大量的热量被不断交换的水吸收，冷却部件4也由此冷却，使装置始终处于可以工作的温度环境，同时被加热的水可以用于生活用水。由于太阳能电池板的硅板工作特性曲线表示其只有在一定的温度下工作，它的效率才会达到理想状态，本实用新型装置设置了两处热量冷却的方法，一是通过冷却部件4吸收热量，二是调节光偏转部件2与太阳能电池板4之间距离，使热量在传播的途径中自然冷却。这两种热量冷却的组合方法简单而有效。当太阳能电池板4开始工作时冷却部件4 启动，保证整个装置在合理的温度范围内工作，延长太阳能电池板4的使用寿命，同时提高太阳能电池板4的光电转换效率。

在本实施例中，太阳能电池板4外部还具有密封装置，密封装置采用普通耐高温且廉价的铝制作，节省成本，并且铝具有耐腐蚀的特性，整个外部装置的使用时间显著提高。

本实用新型的工作原理如下：如图1所示，光由上方射入聚光部件1，聚焦成一束具有较高能量的光束，光束沿传导装置内部传播后其聚焦点直接射在光偏转部件2上。光偏转部件2使光线均匀分散到太阳能电池板上，这样能够避免热斑效应，太阳能电池板还可以被保护也使其寿命大大增加。

如图3所示，本实用新型在使用过程中，整个装置除了聚光部件1的顶端外露，其他置于一个密封的装置里并放在船的甲板下面，上面用玻璃罩住，大大减少了海风中盐分对电池板的腐蚀作用。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。