一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管的制作方法

本发明涉及一种太阳能光伏电池组件，具体地讲是一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，属于可再生能源领域。

背景技术：

1、太阳能作为一种清洁、无污染的可再生能源，其开发和利用被认为是世界能源战略的重要组成部分。随着我国低碳发展的要求，太阳能光伏发电蓬勃发展，已成潮流。然而，光伏电池在制造过程中，消耗大量电能，光伏电池制造成本已无降低空间。因此，想通过改进光伏电池生产工艺大幅降低成本已几乎不可能。

2、目前，公知的光伏电池发电，一种是无聚光型，这是最普通的一种。常规的平板式硅光伏电池发电装置不跟踪太阳，技术成熟度高，可靠性高。但是，照射电池的光线最大只有一个光强，在应用中光伏电池的使用面积与采光的面积相同，电池的用量大，光伏电池利用率低，发电成本高。

3、聚光光伏发电技术是利用廉价的聚光镜部分代替价格高昂的光伏电池，从而降低光伏发电系统成本。一种聚光光伏发电技术是高倍聚光型，此种电池的聚光倍数大，有的高达1000倍，必须开发专门的光伏电池新品种，如砷化镓电池，而且需要强制散热系统，短期内达不到普及应用的程度。还有一种是低倍聚光光伏电池光伏发电技术，该类型的光伏电池可以用现在市场上的普通光伏电池制造。目前已出现的一种低倍聚光光伏电池是使用两面体的聚光槽，或四面体的光漏斗方式。虽然聚光光伏发电装置单位面积发电量大，但是，现有的光伏电池组件靠空气自然冷却，由于空气流速慢，冷却效果不佳。使其散热效果不好，影响光伏电池发电效率。加之常规太阳能光伏电池组件蓄热能力差，在阳光照射下，光伏电池的温度急剧上升，当太阳落下后，光伏电池组件温度迅速下降，完全违反自然生态。使光伏电池组件白天温度很高，晚上迅速降温，使得光伏电池组件安装地域昼夜温差加大，不能持续生成上升气流，在大气中产生逆温层，出现雾霾现象。

4、而光伏电池表面温度过高，则会影响光伏电池的发电效率。目前，商业化的光伏电池的光电转换效率一般为10％～20％，换言之，近80％的太阳能没有得到合理利用，转化为热能，导致光伏电池的温度升高。硅光伏电池温度每升高1度，效率约下降0.5％。即光伏电池表面温度过高，则会严重影响光伏电池的发电效率。而且，单晶硅光伏电池会因为异物遮挡，产生热斑效应，不但影响其发电，甚至使光伏电池损坏。

5、因此，迫切需要一种生产成本低，可靠，降低发电成本，并模仿自然环境，可避免光伏电池白天温度高，晚上迅速降温，昼夜温差大的问题，能够产生持续的上升气流，以解决逆温层和雾霾的问题，这将成为光伏发电的发展方向。

技术实现思路

1、为了克服现有问题，发明了《一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管》，该装置不仅生产工艺简单，成本低，而且透光率高，有利于大规模生产使用。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，包括光伏电池组件、光漏斗、透明防冻水溶液、光伏发电液冷蓄热玻璃管、光伏电池封接电极、放热端头。其特征是：一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，由一端玻璃焊接封闭，一端开口，管上设有倒梯形反光镜光漏斗凹槽，管内置有光伏电池组件构成的光伏发电集热玻璃管。其中，在玻璃管管口上，设有加热调圆滚压制成的连接螺纹。

3、置于玻璃管中的光伏电池组件，为单元太阳能光伏电池正负极之间，通过焊接串联连接组成光伏电池组件。光伏电池组件涂敷有透明电绝缘防水保护膜。或光伏电池组件，包裹于超白玻璃和透明电绝缘介质之中，光伏电池组件电极电导线，通过电绝缘防水粘结胶密封导出。或通过玻璃封接将正负电极封闭导出，或通过螺纹密封弹缩端盖封接将正负电极封闭导出。

4、倒梯形反光镜光漏斗凹槽，为金属薄板通过折弯、开孔制成的上开口大，下底面小的倒梯形反光镜光漏斗凹槽。

5、倒梯形反光镜光漏斗凹槽，或为玻璃加热软化后，通过折弯、制成上开口大，下底面小的倒梯形反光镜光漏斗凹槽。

6、光漏斗反光镜为金属板加工生成反光镜，或为金属薄膜贴膜生成反光镜，或通过真空蒸镀生成反光镜，或化学镀生成反光镜。

7、倒梯形反光镜光漏斗凹槽，为置于玻璃管内的装置。其中，倒梯形反光镜光漏斗凹槽的反光镜，为金属反光镜。或倒梯形反光镜光漏斗凹槽的反光镜，为玻璃镀镜制成的反光镜。

8、或倒梯形反光镜光漏斗凹槽，为复合于玻璃管内壁上的反光镜，其中，玻璃管为设有圆弧和倒梯形反光镜光漏斗凹槽的玻璃管，在玻璃管的倒梯形凹槽内壁上镀镜，制成倒梯形反光镜。

9、或倒梯形反光镜光漏斗凹槽，为复合于玻璃管外壁上的反光镜，其中，玻璃管为设有圆弧和倒梯形反光镜光漏斗凹槽的玻璃管，在玻璃管的倒梯形凹槽外壁上镀镜，制成倒梯形反光镜。

10、或倒梯形反光镜光漏斗凹槽，为复合于玻璃管内外壁上的反光镜，其中，玻璃管为设有圆弧和倒梯形反光镜光漏斗凹槽的玻璃管，在玻璃管的倒梯形凹槽内、外壁上镀镜，制成倒梯形反光镜。

11、与光伏电池组件相对应的玻璃管，与矩形长条光伏电池对应。倒梯形反光镜光漏斗凹槽，凹槽倾斜坡面、凹槽连接底面、设有两端封头的进光开口大、布置光伏电池的倒梯形反光镜光漏斗凹槽连接底面小的倒梯形聚光槽，其中，光漏斗聚光槽的倾斜坡面为对称的坡面，倾斜坡面为平面或为弧面。坡面底部与凹槽底面连接处，设有透明防冻水溶液对流循环通道。波形聚光槽组光漏斗的表面上设有反光镜。

12、光伏电池组件，置于一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管的玻璃管内，太阳能光伏电池组件对应安装在倒梯形反光镜光漏斗凹槽的倒梯形反光镜光漏斗凹槽的聚光口处。单元太阳能光伏电池的面积，与对应倒梯形反光镜光漏斗凹槽的聚光口面积相同，或略小于倒梯形反光镜光漏斗凹槽的聚光口面积。

13、光伏电池组件安装处，设有透明防冻水溶液对流循环冷却流道。

14、一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管的玻璃管长出放热管头的螺纹管口上，设有旋紧密封连接的螺纹端盖，放热端头内设有吸收透明防冻水溶液热胀冷缩体积变化的封闭金属波纹管，螺纹端盖上，设有与光伏电池封接电极连接的导出电极。放热端头和玻璃管壁通过加热空气散热。

15、或一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管的玻璃管长出放热管头的螺纹管口上，设有旋紧密封连接放热端头，放热端头为设有密封连接螺纹和吸收透明防冻水溶液热胀冷缩体积变化的金属波纹管，金属波纹管上，设有与光伏电池封接电极连接的导出电极。放热端头和玻璃管壁通过加热空气散热。

16、将金属波纹管放热端头上的封接导出电极，与光伏电池组件上的封接导出电极电连接。

17、将金属波纹管放热端头螺纹管口，和玻璃管螺纹管头同时浸入透明防冻水溶液中，通过螺纹管口灌满金属波纹管放热端头和玻璃管后，将放热端头螺纹管口和玻璃管长出管口螺纹管头，通过密封圈旋紧密封封闭螺纹管口，制成一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管。

18、一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，为与春分、秋分阳光与光伏电池垂直照射角度下静态安装，或通过二维伺服跟踪装置实现阳光聚焦。

19、真空及空气的折射率为1。玻璃的折射率为1.5。水的折射率为1.333。

20、一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，使得液体透镜聚光照射到光漏斗之中，置有与玻璃管对应的光漏斗槽，并充注了与玻璃折射率相近的透明防冻水溶液，使得液体透镜聚光照射到光漏斗之中，经反射及直射最终照射到光伏电池组件上，实现高效发电。由于光漏斗置于液体中，又设置了液体对流冷却通道，使得光伏电池产生的热量被迅速带走，并通过玻璃管壁、液体放热端头散热冷却，实现其高效发电、降温及集蓄热。这种结构可实现一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管无跟踪发电，及有跟踪高效发电。

21、同时，在对阳光透射率影响不大的情况下，因为透明防冻水溶液的比热大大高于空气、玻璃，对太阳能光伏电池组件具有良好的冷却和集蓄热效果，实现光伏发电的同时,实现透明防冻水溶液在夜晚降温，在白天升温，最大限度实现对太阳能光伏电池组件温升的良好利用、限制及缓冲作用。解决了太阳能光伏电池组件因其表面温度高，使得太阳能光伏电池组件发电效率下降的问题。由于阳光在玻璃和透明防冻水溶液中的散射效果，使太阳能光伏电池组件因杂物遮挡而产生的热斑效应减小。及太阳能光伏电池组件快速升温，快速降温，而使得安装地域环境昼夜温差大，夜晚不能产生持续上升气流而出现逆温层的问题。

22、一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，包括光伏电池组件、光漏斗、透明防冻水溶液、光伏发电液冷蓄热玻璃管、光伏电池封接电极、放热端头。其特征是：一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，由一端玻璃焊接封闭，一端开口，管上设有倒梯形四面体反光镜光漏斗条，管内置有光伏电池组件构成的光伏发电集热玻璃管，其中，在玻璃管管口上，设有加热调圆滚压制成的连接螺纹。

23、置于玻璃管中的光伏电池组件，为单元光伏电池其底面与复合铜箔散热板焊接，单元光伏电池正负极之间，通过底面复合铜箔散热板与单元光伏电池表面电极，通过焊接串联连接，组成光伏电池组件。在光伏电池的表面，为电绝缘透明防水层，在光伏电池的底面，依次设置铜箔散热板，和电绝缘透明防水层。电绝缘透明防水层，为光伏电池组件上涂敷的透明电绝缘防水保护膜。或光伏电池组件的电绝缘透明防水层，为包裹于光伏电池组件上的超白玻璃和透明电绝缘介质。光伏电池组件电极电导线，通过电绝缘防水粘结胶密封导出。或通过玻璃封接将正负电极封闭导出，或通过螺纹密封弹缩端盖封接将正负电极封闭导出。

24、光漏斗为一个中空的四面体，四面体的每个侧面都是梯形，四面体的两个端口都是方形，多个光漏斗用倒角结合面把光漏斗连成一串，组成一条与玻璃管尺寸对应的光漏斗条。其中，光漏斗用倒角结合面连接折边线上、侧面底部与平槽底面连接处，设有透明防冻水溶液对流循环通道。其内侧表面附有反光镜。

25、倒梯形四面体反光镜光漏斗条，为金属薄板通过拉伸冲压，或折弯、开孔制成的上开口大，下开口小的倒梯形四面体反光镜光漏斗条。

26、倒梯形四面体反光镜光漏斗条，或为玻璃加热软化后，通过拉伸冲压，或折弯、开孔制成的上开口大、下底面小的倒梯形四面体反光镜光漏斗条。

27、倒梯形四面体反光镜光漏斗条的反光镜为金属板加工生成反光镜，或为金属薄膜贴膜生成反光镜，或通过真空蒸镀生成反光镜，或化学镀生成反光镜。

28、倒梯形四面体反光镜光漏斗条，为置于玻璃管内的装置。其中，倒梯形四面体反光镜光漏斗条的反光镜，为金属反光镜。或倒梯形四面体反光镜光漏斗条的反光镜，为玻璃镀镜制成的反光镜。

29、或倒梯形四面体反光镜光漏斗条，为复合于玻璃管内壁上的反光镜，与置入玻璃管内的倒梯形两面体反光镜光漏斗条结合形成。其中，玻璃管为设有圆弧和倒梯形反光镜光漏斗条的玻璃管，在玻璃管的倒梯形凹槽内壁上镀镜，制成倒梯形反光镜。

30、或倒梯形四面体反光镜光漏斗条，为复合于玻璃管外壁上的反光镜，与置入玻璃管内的倒梯形两面体反光镜光漏斗条结合形成。其中，玻璃管为设有圆弧和倒梯形反光镜光漏斗条的玻璃管，在玻璃管的倒梯形凹槽外壁上镀镜，制成倒梯形反光镜。

31、或倒梯形四面体反光镜光漏斗条，为复合于玻璃管内外壁上的反光镜，与置入玻璃管内的倒梯形两面体反光镜光漏斗条结合形成。其中，玻璃管为设有圆弧和倒梯形反光镜光漏斗条的玻璃管，在玻璃管的倒梯形凹槽内、外壁上镀镜，制成倒梯形反光镜。

32、与光伏电池组件相对应的玻璃管，与矩形长条光伏电池对应。倒梯形四面体反光镜光漏斗条，凹槽倾斜坡面、凹槽连接底面、设有两端封头的进光开口大、布置光伏电池的倒梯形四面体反光镜光漏斗条连接底面小的倒梯形四面体反光镜光漏斗条，其中，光漏斗聚光槽的倾斜坡面为对称的坡面，倾斜坡面为平面或为弧面。

33、坡面底部与凹槽底面连接处，设有透明防冻水溶液对流循环通道。

34、光伏电池组件，置于一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管的玻璃管内，太阳能光伏电池组件对应安装在倒梯形四面体反光镜光漏斗条的倒梯形四面体反光镜光漏斗条的聚光口处。单元太阳能光伏电池的面积，与对应倒梯形四面体反光镜光漏斗条的聚光口面积相同，或略小于倒梯形四面体反光镜光漏斗条的聚光口面积。

35、一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管的玻璃管长出放热管头的螺纹管口上，设有旋紧密封连接的螺纹端盖，放热端头内设有吸收透明防冻水溶液热胀冷缩体积变化的封闭金属波纹管，螺纹端盖上，设有与光伏电池封接电极连接的导出电极。放热端头和玻璃管壁通过加热空气散热。

36、一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管的玻璃管长出放热管头的螺纹管口上，设有旋紧密封连接放热端头，放热端头为设有密封连接螺纹和吸收透明防冻水溶液热胀冷缩体积变化的金属波纹管，金属波纹管上，设有与光伏电池封接电极连接的导出电极。放热端头和玻璃管壁通过加热空气散热。

37、将金属波纹管放热端头上的封接导出电极，与光伏电池组件上的封接导出电极电连接。

38、将金属波纹管放热端头螺纹管口，和玻璃管螺纹管头同时浸入透明防冻水溶液中，通过螺纹管口灌满金属波纹管放热端头和玻璃管后，将放热端头螺纹管口和玻璃管长出管口螺纹管头，通过密封圈旋紧密封封闭螺纹管口，制成一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管。

39、一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，通过三维伺服跟踪装置实现阳光聚焦。

40、真空及空气的折射率为1。玻璃的折射率为1.5。水的折射率为1.333。

41、一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，使得液体透镜聚光照射到光漏斗之中，置有与玻璃管对应的光漏斗槽，并充注了与玻璃折射率相近的透明防冻水溶液，使得液体透镜聚光照射到光漏斗之中，经反射及直射最终照射到光伏电池组件上，实现高效发电。由于光漏斗置于液体中，又设置了液体对流冷却通道，使得光伏电池产生的热量被迅速带走，并通过玻璃管壁、液体放热端头散热冷却，实现其高效发电、降温及集蓄热。这种结构可实现一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管无跟踪发电，及有跟踪高效发电。

42、同时，在对阳光透射率影响不大的情况下，因为透明防冻水溶液的比热大大高于空气、玻璃，对太阳能光伏电池组件具有良好的冷却和集蓄热效果，实现光伏发电的同时,实现透明防冻水溶液在夜晚降温，在白天升温，最大限度实现对太阳能光伏电池组件温升的良好利用、限制及缓冲作用。解决了太阳能光伏电池组件因其表面温度高，使得太阳能光伏电池组件发电效率下降的问题。由于阳光在玻璃和透明防冻水溶液中的散射效果，使太阳能光伏电池组件因杂物遮挡而产生的热斑效应减小。及太阳能光伏电池组件快速升温，快速降温，而使得安装地域环境昼夜温差大，夜晚不能产生持续上升气流而出现逆温层的问题。

43、一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，其液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，顺序排列，布置于钢型材框架内，通过顶紧装置定位固定，制成一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管排模块，模块倾斜布置，玻璃管水平布置，模块水平布置，玻璃管倾斜布置。

44、一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，其放热玻璃管头的螺纹管口上，设有旋紧密封连接的金属螺纹端盖，放热端头通过密封圈，实现金属螺纹端盖和光伏电池发电玻璃管的密封连接。放热端头内设有吸收透明防冻水溶液热胀冷缩体积变化的封闭金属波纹管，实现对热胀冷缩体积变化的吸收。金属螺纹端盖上，设有与光伏电池封接电极连接的导出电极，实现电能的输出。发电玻璃管通过玻璃管壁和放热玻璃管头及口上的金属螺纹端盖加热空气散热。

45、一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，其放热端头为设有内套金属弹缩波纹管和连接玻璃螺纹口的金属管盖，放热端头通过密封圈，实现金属放热端头和一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管的密封连接。通过内套金属弹缩波纹管，实现对热胀冷缩体积变化的吸收。通过玻璃管壁、外置玻璃管和内套金属弹缩波纹管，实现对空气的放热。通过外置金属波纹管上设置的与光伏电池封接电极连接的电极，实现电能的输出。

46、一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，其放热端头为设有内套金属弹缩波纹管和连接玻璃螺纹口的金属管盖，放热端头通过密封圈，实现金属放热端头和一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管的密封连接。通过内套金属弹缩波纹管，实现对热胀冷缩体积变化的吸收。通过外置金属管和内套金属弹缩波纹管，实现对空气的放热。通过外置金属波纹管上设置的与光伏电池封接电极连接的电极，实现电能的输出。

47、一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，其放热端头为设有内套金属弹缩波纹管和外接螺纹口的金属放热端头，放热端头通过密封圈，实现金属放热端头和一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管的密封连接。通过内套金属弹缩波纹管，实现对热胀冷缩体积变化的吸收。通过外置金属弹缩波纹管，和内套金属弹缩波纹管，实现对空气的放热。通过外置金属波纹管上设置的与光伏电池封接电极连接的电极，实现电能的输出。

48、一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，其光伏发电集热玻璃管的玻璃焊接封头为玻璃圆弧头。

49、一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，其玻璃管外壁上，复合设有外置金属薄膜反光镜或复合金属薄膜反光镜对应光伏电池组件。玻璃管外壁上复合设有的外置金属薄膜反光镜，或复合金属薄膜反光镜的外表面上，复合有保护膜。玻璃管的材质为高硼硅玻璃，玻璃管表面或涂敷有减反射膜。

50、一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，其透明防冻水溶液包括乙醇溶液、乙二醇溶液、氯化钙溶液。

51、本发明的有益效果：

52、一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，解决了低成本实现光伏电池高效发电的问题。

53、解决了一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管的光伏电池在光照下表面快速升至高温，严重影响光伏电池的发电效率的问题。

54、解决了单晶硅光伏电池因为异物遮挡，产生热斑效应，影响其发电，甚至使光伏电池损坏的问题。

55、解决了安装光伏电池组件区域，在阳光照射下温度急剧上升，太阳落下后温度迅速下降，完全违反自然生态，使光伏电池组件白天温度很高，晚上迅速降温，使得光伏电池组件安装地域昼夜温差加大，不能持续生成上升气流，在大气中产生逆温层，致使出现雾霾现象的问题。

56、解决了一种液体透镜结合液体光漏斗聚光液冷玻璃光伏发电管，模仿自然环境，实现了持续产生上升气流，克服了产生逆温层和雾霾的条件，必将成为光伏发电的发展方向。