專(zhuān)利名稱(chēng)：均光器、光能轉(zhuǎn)換器、反射聚光太陽(yáng)能模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種均光器、光能轉(zhuǎn)換器、反射聚光太陽(yáng)能模組。
背景技術(shù)：
在高倍聚光太陽(yáng)能應(yīng)用中，通常需要將光伏電池串聯(lián)以提升輸出電壓，減小輸出電流，這就需要平衡各光伏電池的工作狀態(tài)，從而使串聯(lián)的各個(gè)光伏電池同時(shí)達(dá)到較高效率。這就要求各光伏電池的輸入光線(xiàn)是均勻的，但在共用同一反射聚光鏡吋，由于加工誤差和控制誤差，難以做到聚光光斑穩(wěn)定均勻
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型實(shí)施方式提供一種均光器、光能轉(zhuǎn)換器、反射聚光太陽(yáng)能模組及太陽(yáng)能電熱混合利用系統(tǒng)，可以解決目前聚光光斑穩(wěn)定均勻性不好的問(wèn)題，可以均勻處理光斑，避免了光線(xiàn)從入射方向逸出，從而提高了光線(xiàn)的利用率。為解決上述問(wèn)題本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型實(shí)施方式提供一種均光器，包括多點(diǎn)散射器和反光腔；其中，所述多點(diǎn)散射器設(shè)有多個(gè)光輸出端和至少ー個(gè)光輸入端；所述反光腔為內(nèi)壁是反射面的筒形結(jié)構(gòu)，其一端開(kāi)ロ為光輸入端，另一端開(kāi)ロ作為光輸出端，所述反光腔的光輸入端罩在所述多點(diǎn)散射器上與所述多點(diǎn)散射器連接。本實(shí)用新型實(shí)施方式還提供ー種光能轉(zhuǎn)換器，包括依次連接的均光器、光伏電池組件陣列和導(dǎo)熱支撐體、液冷換熱器，及與所述光伏電池組件陣列的光伏電池電連接的升壓電路，其特征在于，所述均光器采用本實(shí)用新型所述的均光器。本實(shí)用新型實(shí)施方式進(jìn)ー步提供ー種反射聚光太陽(yáng)能模組，包括反射聚光鏡、光能轉(zhuǎn)換器和支架；其中，所述反射聚光鏡設(shè)置在所述支架上；所述光能轉(zhuǎn)換器的受光面與所述反射聚光鏡的反射面相對(duì)，光能轉(zhuǎn)換器的電輸出端與所述支架的電輸出接ロ連接；所述光能轉(zhuǎn)換器的熱輸出端與所述支架的熱輸出接ロ連接；所述光能轉(zhuǎn)換器由外殼和設(shè)置在外殼內(nèi)的本實(shí)用新型所述的光能轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。由上述的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施方式提供的均光器，通過(guò)多點(diǎn)散射器與反光腔配合，輸入的光經(jīng)多點(diǎn)散射器散射后，在反光腔輸出側(cè)輸出時(shí)，達(dá)到了很好的均光效果。該均光器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，用在太陽(yáng)能電熱混合利用系統(tǒng)中，可有效提高光伏電池輸出電壓的均勻性。

[0017]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的均光器的示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的均光器的側(cè)向示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的均光器的俯向示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例ニ提供的一種簡(jiǎn)化的多點(diǎn)散射器的示意圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例ニ提供的一種簡(jiǎn)化的多點(diǎn)散射器的示意圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的光能轉(zhuǎn)換器的示意圖；圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的光能轉(zhuǎn)換器的側(cè)向示意圖；圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的光能轉(zhuǎn)換器的正向示意圖；圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的光能轉(zhuǎn)換器的電池工作點(diǎn)平衡器示意圖；圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的反射聚光太陽(yáng)能模組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的太陽(yáng)能電熱混合利用系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的太陽(yáng)能電熱混合利用系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的另一角度示意圖；圖中各標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)的部件為2_追日架；3_聚光反射聚光鏡；4_光能轉(zhuǎn)換器；411-多點(diǎn)散射器；412-防漏光反射器；413-反光腔；414_光漏斗；42_光伏電池；421_光伏電池；422_光伏電池；43_液冷支撐體；431_導(dǎo)熱電路板；432_導(dǎo)熱支撐體；433_液冷換熱器；441_并聯(lián)電容器；442_并聯(lián)電容器；443_交換電容器；45_保護(hù)ニ極管；461_電控開(kāi)關(guān)；462-電控開(kāi)關(guān)；463-電控開(kāi)關(guān)；464-電控開(kāi)關(guān)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。下面對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)ー步地詳細(xì)描述。實(shí)施例一本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種均光器，可用在太陽(yáng)能系統(tǒng)中，如用在光熱混合利用系統(tǒng)中，如圖I所示，該均光器包括多點(diǎn)散射器和反光腔；其中，多點(diǎn)散射器設(shè)有多個(gè)光輸出端和至少ー個(gè)光輸入端；反光腔為內(nèi)壁是反射面的筒形結(jié)構(gòu)，其一端開(kāi)ロ為光輸入端，另一端開(kāi)ロ作為光輸出端，反光腔的光輸入端罩在多點(diǎn)散射器上與多點(diǎn)散射器連接。如圖I 3所示，上述均光器中的多點(diǎn)散射器的一種結(jié)構(gòu)具體包括光導(dǎo)矩陣、防漏光反射器和反光腔；其中，光導(dǎo)矩陣由按矩陣排列的多個(gè)光導(dǎo)體構(gòu)成，各光導(dǎo)體的光輸入側(cè)的面積大于其光輸出側(cè)的面積，多個(gè)光導(dǎo)體的光輸入側(cè)并列設(shè)置作為多點(diǎn)散射器的光輸入端，各光導(dǎo)體的光輸出側(cè)為弧面或平面；防漏光反射器為板式結(jié)構(gòu)，其上設(shè)有多個(gè)通孔，各通孔分別與所述光導(dǎo)矩陣的各光導(dǎo)體的光輸出側(cè)對(duì)應(yīng)連接，各通孔的出光端所在平面為反射面，反射面朝向多點(diǎn)散射器的光輸出方向；多點(diǎn)散射器與防漏光反射器連接，防漏光反射器與反光腔連接，反光腔設(shè)有連接光伏電池組件陣列的光輸出端(參見(jiàn)圖6)。上述結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)散射器中，光導(dǎo)矩陣的各光導(dǎo)體的光輸入側(cè)的面積大于其光輸出側(cè)的面積，各光導(dǎo)體均可米用為四棱柱狀錐臺(tái)結(jié)構(gòu)，各光導(dǎo)體的光輸出側(cè)的面積為其光輸入側(cè)的面積的14%。上述均光器的輸出面積等于反光腔的輸出端截面積。本實(shí)施例的均光器工作時(shí)，光線(xiàn)從光導(dǎo)矩陣的光導(dǎo)體寬的ー側(cè)入射，分散到各光·導(dǎo)體，并在光導(dǎo)體輸出ー側(cè)散射射入反光腔內(nèi)，在反光腔內(nèi)均勻散布，進(jìn)而通過(guò)輸出光漏斗照射到其輸出側(cè)連接的光伏電池組件陣列上，光伏電池組件陣列的每個(gè)光伏電池獲得光線(xiàn)照射的概率相等，從光伏電池組件上反射出的光線(xiàn)到達(dá)光導(dǎo)矩陣ー側(cè)時(shí)照射到防漏光反射器上，因防漏光反射器上對(duì)應(yīng)光導(dǎo)矩陣的開(kāi)ロ面積所占比例較小，從而大部分的光線(xiàn)照射到防漏光反射器上反射回光伏電池組件方向，進(jìn)ー步參與光電轉(zhuǎn)換，從而提高了光線(xiàn)的利用效率。下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述均光器的多點(diǎn)散射器進(jìn)行說(shuō)明。均光器由多點(diǎn)散射器和反光腔構(gòu)成，多點(diǎn)散射器由光導(dǎo)矩陣、防漏光反射器構(gòu)成，其中，光導(dǎo)矩陣由多個(gè)輸入面為平面，輸出面平面或曲面，輸入側(cè)寬，輸出側(cè)窄的有散射效果的光導(dǎo)體形成的矩陣；防漏光反射器連接光導(dǎo)矩陣輸出側(cè)，并設(shè)置有反射面，反射面朝向多點(diǎn)散射器輸出方向，反射面上布置有小通孔，小通孔與光導(dǎo)矩陣光導(dǎo)體的輸出側(cè)相對(duì)應(yīng)；反光腔為內(nèi)壁是反射面的筒形結(jié)構(gòu)，其一端開(kāi)ロ為光輸入端，另一端開(kāi)ロ作為光輸出端，反光腔的光輸入端罩在多點(diǎn)散射器上與多點(diǎn)散射器連接。多點(diǎn)散射器與防漏光反射器連接，防漏光反射器與反光腔連接，反光腔設(shè)有連接光伏電池組件陣列的光輸出端(見(jiàn)圖6)。均光器可與光伏電池組件陣列連接，光伏電池組件陣列可由多個(gè)光伏電池組件成陣列狀密集并列設(shè)置構(gòu)成；其中每個(gè)光伏電池組件可由光漏斗、光伏電池、導(dǎo)熱電路板構(gòu)成，光漏斗連接光伏電池，光伏電池連接導(dǎo)熱電路板；光漏斗可采用四棱柱狀錐臺(tái)結(jié)構(gòu)的光導(dǎo)體，光漏斗側(cè)壁反射光線(xiàn)，光漏斗輸入側(cè)用于連接均光器，光漏斗輸入側(cè)面積大于輸出側(cè)面積，光漏斗輸出側(cè)連接光伏電池，光漏斗輸入側(cè)進(jìn)入的光線(xiàn)通過(guò)光漏斗匯聚照射到光伏電池表面。上述均光器使用時(shí)，光線(xiàn)從多點(diǎn)散射器的光導(dǎo)矩陣411的輸入側(cè)入射，通過(guò)光導(dǎo)矩陣411光導(dǎo)體匯聚后從防漏光反射器412的小通孔射入反光腔413，并在反光腔413內(nèi)通過(guò)散射與反射達(dá)到均光效果，入射光線(xiàn)經(jīng)過(guò)光導(dǎo)矩陣411在多個(gè)散射點(diǎn)散射后均勻分配給光漏斗414的各輸出光導(dǎo)體，一部分光線(xiàn)通過(guò)光漏斗進(jìn)入光伏電池組件陣列的光伏電池轉(zhuǎn)換為電能和熱能，另一部分反射回反光腔413，并進(jìn)ー步到達(dá)防漏光反射器412，當(dāng)光線(xiàn)到達(dá)防漏光反射器412的反射面吋，因防漏光反射器412用于輸入光線(xiàn)的小通孔只占防漏光反射器412面積的較小比例，從而大部分光線(xiàn)照射到防漏光反射器412的反射面上而再次反射到光伏電池組件陣列方向，從而降低了光線(xiàn)從光伏電池組件陣列以外的方向逸出的可能性，増加了光線(xiàn)的利用率。多點(diǎn)散射器的光導(dǎo)矩陣中的各光導(dǎo)體輸出面面積均為輸入面面積的14%，可以有效保證光線(xiàn)利用率。例如姆個(gè)光導(dǎo)體輸入面為8mmX8mm=64mm2,輸出面為3mmX3mm=9mm2，與光纖相似，輸入光線(xiàn)在光導(dǎo)體側(cè)壁被全反射，從而無(wú)漏失地?fù)p傳輸?shù)捷敵雯`側(cè)，因防漏光反射器的面積=光導(dǎo)體輸入面積X光導(dǎo)數(shù)量，小通孔面積與光導(dǎo)體輸出面積，防漏光反射器的小孔面積和=光導(dǎo)體輸出面積X光導(dǎo)數(shù)量，則有，反光概率>9/64=14%，另外考慮到漏散光線(xiàn)射入光導(dǎo)體輸出面時(shí)仍有部分被反射，總漏光比例〈14%，可以看到該均光器可以大幅度降低漏光的比例。在高倍聚光太陽(yáng)能應(yīng)用中，需要平衡光伏電池的工作狀態(tài)，從而使串聯(lián)的各個(gè)光伏電池同時(shí)達(dá)到較高效率。這就要求各光伏電池的輸入光線(xiàn)是均勻的，但在共用同一反射聚光鏡吋，由于加工誤差和控制誤差，難以做到聚光光斑穩(wěn)定均勻。為解決這ー問(wèn)題，本實(shí)用新型的均光器可對(duì)光斑進(jìn)行均勻處理，并同時(shí)通過(guò)特殊的單向輸光結(jié)構(gòu)避免了光線(xiàn)從入 射方向逸出，從而提高了光線(xiàn)的利用率。上述多點(diǎn)散射器采用光透射頻譜范圍至少包括400nm至1600nm的頻譜帶的導(dǎo)光材料制成，導(dǎo)光材料包括石英和導(dǎo)光硅膠等材料。實(shí)施例ニ本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種均光器，可用在太陽(yáng)能系統(tǒng)中，如用在光熱混合利用系統(tǒng)中，與實(shí)施例一給出的均光器結(jié)構(gòu)基本相同，也包括多點(diǎn)散射器和反光腔，不同的是所述多點(diǎn)散射器不包括防漏光反射器，多點(diǎn)散射器結(jié)構(gòu)如圖5所示為平板式光導(dǎo)體，其上密集布置微透鏡矩陣；即多點(diǎn)散射器包括微透鏡矩陣。所述微透鏡矩陣由按矩陣排列的多個(gè)透鏡構(gòu)成，各透鏡的光輸入側(cè)為平面，輸出側(cè)為弧面；所述微透鏡矩陣與所述反光腔連接，反光腔設(shè)有連接光伏電池組件陣列的光輸出端;光線(xiàn)從輸入側(cè)進(jìn)入這種結(jié)果的多點(diǎn)散射器后，在每個(gè)微透鏡散射進(jìn)入反光腔，并進(jìn)ー步均勻地到達(dá)光伏電池組件陣列，保證了光伏電池的工作狀態(tài)一致性；對(duì)比實(shí)施例一所述均光器，實(shí)施例ニ所述的均光器結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，成本更低，雖然有部分漏光，但仍然可以保證光伏電池工作點(diǎn)是均勻的。實(shí)施例三如圖6 8所示，本實(shí)施例提供ー種光能轉(zhuǎn)換器，包括依次連接的均光器、光伏電池組件陣列、導(dǎo)熱支撐體和液冷換熱器，以及與光伏電池組件陣列的光伏電池電連接的升壓電路，光伏電池組件陣列的各光伏電池與導(dǎo)熱電路板電連接，導(dǎo)熱電路板通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與升壓電路電連接，各部件均設(shè)置在外殼內(nèi)，為便于觀(guān)察，圖6 8中略去了外殼，其中均光器采用上述實(shí)施例一或ニ中給出的均光器，均光器的輸出側(cè)連接光伏電池組件陣列的輸入側(cè)。上述光能轉(zhuǎn)換器的光伏電池組件陣列由多個(gè)光伏電池組件成陣列狀密集并列設(shè)置構(gòu)成；其中每個(gè)光伏電池組件由光漏斗、光伏電池、導(dǎo)熱電路板構(gòu)成，光漏斗連接光伏電池，光伏電池連接導(dǎo)熱電路板；[0063]光漏斗可采用四棱柱狀錐臺(tái)結(jié)構(gòu)的光導(dǎo)體，光漏斗側(cè)壁反射光線(xiàn)，光漏斗輸入側(cè)面積大于輸出側(cè)面積，光漏斗輸出側(cè)連接光伏電池，光漏斗輸入側(cè)進(jìn)入的光線(xiàn)通過(guò)光漏斗匯聚照射到光伏電池表面。上述光能轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)熱支撐體和液冷換熱器為成隊(duì)列狀密集布置的多組，相鄰的導(dǎo)熱支撐體和液冷換熱器之間設(shè)有縫隙；所述光伏電池組件陣列的各光伏電池與導(dǎo)熱電路板電連接，導(dǎo)熱電路板通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與升壓電路電連接；所述導(dǎo)熱支撐體為導(dǎo)熱材料制成的導(dǎo)熱體或熱管。上述光能轉(zhuǎn)換器的的升壓電路通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)熱電路板連接；升壓電路設(shè)置在導(dǎo)熱支撐體和液冷換熱器連接導(dǎo)熱電路板和光伏電池的相對(duì)側(cè)，連接升壓電路和導(dǎo)熱電路板的導(dǎo)線(xiàn)從相鄰導(dǎo)熱支撐體和液冷換熱器之間的縫隙穿過(guò)。升壓電路可以是串聯(lián)升壓電路或開(kāi)關(guān)式升壓電路或串聯(lián)升壓后連接開(kāi)關(guān)式升壓電路；上述光伏電池組件在使用串聯(lián)升壓電路或串聯(lián)升壓后連接開(kāi)關(guān)式升壓電路時(shí)還可以包括電池工作點(diǎn)平衡器，設(shè)置在所述升壓電路內(nèi)部，電池工作點(diǎn)平衡器包括與串聯(lián)光伏電池組件陣列內(nèi)各光伏電池并聯(lián)的多個(gè)并聯(lián)電容器，電連接并聯(lián)電容器的電控選通開(kāi)關(guān)陣列和電連接電控選通開(kāi)關(guān)陣列的交換電容器，電控選通開(kāi)關(guān)陣列具有至少兩種連接模式，其中一種連接模式導(dǎo)通使交換電容器并聯(lián)到光伏電池組件陣列中的一個(gè)光伏電池上，另ー種連接模式導(dǎo)通使交換電容器并聯(lián)到光伏電池組件陣列中的另ー個(gè)光伏電池上，選通開(kāi)關(guān)陣列在各模式間交替選通使得交換電容器交替并聯(lián)到各光伏電池上。具體工作方式舉例如下電池工作點(diǎn)平衡器如圖9所示，包括設(shè)光伏電池421接受到的功率大于光伏電池422接受到的功率，因?yàn)榇?lián)回路電流主要受串聯(lián)環(huán)節(jié)中輸出電流最小的那個(gè)串聯(lián)環(huán)節(jié)影響，故當(dāng)光伏電池421受光大于光伏電池422時(shí)，光伏電池421正向偏離最佳工作點(diǎn)，光伏電池422負(fù)向偏離最佳工作點(diǎn),故光伏電池421的輸出電壓高于光伏電池422的輸出電壓，在第一工作周期，開(kāi)關(guān)461、462導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)463、464斷開(kāi)，光伏電池421向交換電容443充電，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，交換電容443上電壓接近于光伏電池421上的輸出電壓,之后進(jìn)入第二工作周期，開(kāi)關(guān)461、462斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)463、464導(dǎo)通，交換電容443向光伏電池422所在回路輸出電流，從而降低光伏電池422所需輸出的電流，提升光伏電池422工作電壓，電容443通過(guò)開(kāi)關(guān)431、432和開(kāi)關(guān)463、464交替通斷而交替并聯(lián)到光伏電池421和光伏電池422上，將可使兩光伏電池工作點(diǎn)都向最佳工作點(diǎn)方向移動(dòng)，從而提升光伏電池421和422的綜合工作效率。當(dāng)多個(gè)如圖所示的電路同時(shí)工作時(shí)，可使整個(gè)光能轉(zhuǎn)換器的工作效率達(dá)到提升，電容441、442可以降低光伏電池421和422上的電壓波動(dòng)，防反向的保護(hù)ニ極管45可以防止外部電壓高于光伏電池421和422串聯(lián)輸出電壓時(shí)電流反向。在光線(xiàn)通過(guò)均光器后，仍有一定的不均勻的可能性，為進(jìn)ー步提高光伏電池的工作效率，在光伏電池的串聯(lián)回路里加入光伏電池工作點(diǎn)平衡器，其原理為用ー電容器在電子開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)下交替循環(huán)連接電壓高的和電壓低的光伏電池，從而使較高電壓和較低電壓的光伏電池工作電壓轉(zhuǎn)向更平衡的電壓,從而提高光伏電池組的總體工作效率。上述光伏電池組件還可以包括開(kāi)關(guān)式升壓電路，為提升電壓，降低向外部輸電的導(dǎo)線(xiàn)上的電流，可對(duì)串聯(lián)或并聯(lián)的光伏電池組的輸出采用開(kāi)關(guān)式升壓電路進(jìn)ー步提升電壓，包括采用平面電磁式變壓器的開(kāi)關(guān)式升壓電路或者采用壓電陶瓷變壓器的開(kāi)關(guān)式升壓電路。下面結(jié)合圖6 8對(duì)本實(shí)施例的光能轉(zhuǎn)換器作進(jìn)ー步說(shuō)明。從圖6、7中可以看出該光能轉(zhuǎn)換器由均光器(由光導(dǎo)矩陣411、防漏光反射器412和反光腔413構(gòu)成)和光漏斗414、光伏電池42、導(dǎo)熱電路板431、導(dǎo)熱支撐體432和液冷換熱器433構(gòu)成，可以看到相鄰的連接光伏電池的導(dǎo)熱支撐體之間留有間隙，光伏電池的輸出導(dǎo)線(xiàn)可以從間隙中向后引出。導(dǎo)熱支撐體連接液冷換熱裝置可將光伏電池組件內(nèi)的熱能導(dǎo)出到光伏電池組件陣列外部，可以通過(guò)液冷換熱裝置導(dǎo)出到外部的散熱器將熱量散發(fā)到空氣中或者導(dǎo)出到外部的熱水儲(chǔ)箱將熱能進(jìn)ー步加以利用。從圖8的光伏電池組件的正視圖可以看出，其中光漏斗414、光伏電池42和導(dǎo)熱電路板431構(gòu)成單個(gè)光伏電池組件，多個(gè)上述光伏電池組件緊密布置構(gòu)成光伏電池組件矩陣，也可以?xún)H由光伏電池42和導(dǎo)熱電路板431密集布置構(gòu)成光伏電池組件矩陣，此時(shí)光伏電池用量大于如前所述的有輸出光漏斗414的光伏電池組件矩陣。實(shí)施例四如圖10所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供ー種反射聚光太陽(yáng)能模組，包括反射聚光鏡3、光能轉(zhuǎn)換器4和支架；其中，反射聚光鏡3設(shè)置在支架上；光能轉(zhuǎn)換器可采用上述實(shí)施例三給出的光能轉(zhuǎn)換器，該光能轉(zhuǎn)換器可設(shè)置在外殼內(nèi)，該光能轉(zhuǎn)換器設(shè)有電輸出端和熱輸出端，光能轉(zhuǎn)換器的受光面與反射聚光鏡的反射面相對(duì)，光能轉(zhuǎn)換器的電輸出端與支架的電輸出接ロ連接；光能轉(zhuǎn)換器的熱輸出端與支架的熱輸出接ロ連接。實(shí)施例五如圖11、12所示，本實(shí)施例提供一種太陽(yáng)能電熱混合利用系統(tǒng)，包括追日架2、反射聚光太陽(yáng)能模組、電能儲(chǔ)存?zhèn)鬏攩卧蜔峤粨Q単元；其中，反射聚光太陽(yáng)能模組包括反射聚光鏡3、光能轉(zhuǎn)換器4和支架；反射聚光鏡設(shè)置在支架上；光能轉(zhuǎn)換器可采用上述實(shí)施例三給出的光能轉(zhuǎn)換器，該光能轉(zhuǎn)換器可設(shè)置在外殼內(nèi)，該光能轉(zhuǎn)換器設(shè)有電輸出端和熱輸出端，光能轉(zhuǎn)換器的受光面與反射聚光鏡的反射面相對(duì)，光能轉(zhuǎn)換器的電輸出端與支架的電輸出接ロ連接；光能轉(zhuǎn)換器的熱輸出端與支架的熱輸出接ロ連接。至少ー個(gè)所述反射聚光太陽(yáng)能模組設(shè)置在追日架上；所述反射聚光太陽(yáng)能模組電連接電能儲(chǔ)存?zhèn)鬏攨g元；所述反射聚光太陽(yáng)能模組熱連接熱交換単元。所述光能轉(zhuǎn)換器的受光面與所述反射聚光鏡的反射面相對(duì)，光能轉(zhuǎn)換器的電輸出端與所述電能儲(chǔ)存?zhèn)鬏攩卧娺B接； 所述光能轉(zhuǎn)換器的熱輸出端與所述熱交換單元連接；所述光能轉(zhuǎn)換器包括均光器、多個(gè)光伏電池、液冷支撐體和保護(hù)ニ極管；其中，所述均光器采用上述實(shí)施例一或ニ給出的均光器，均光器的輸出端連接光漏斗的輸入端，各光伏電池分別光連接所述光漏斗的輸出端，各光伏電池通過(guò)導(dǎo)熱電路板連接在所述液冷支撐體上，光伏電池電連接升壓電路，升壓電路可以是串聯(lián)升壓電路或開(kāi)關(guān)式升壓電路或串聯(lián)升壓后連接開(kāi)關(guān)式升壓電路；多個(gè)串聯(lián)光伏電池的電輸出端串聯(lián)保護(hù)ニ極管；所述液冷支撐體上設(shè)有連接熱交換単元的熱輸出端。上述系統(tǒng)中的熱交換単元可以采用以下幾種形式第一種結(jié)構(gòu)的熱交換單元包括換熱器、水泵、儲(chǔ)水箱和散熱器；其中，換熱器與所述光能轉(zhuǎn)換器的熱輸出端連接；儲(chǔ)水箱出水ロ經(jīng)管路、水泵依次經(jīng)換熱器、散熱器回接至該儲(chǔ)水箱的回水口；或者，第二種結(jié)構(gòu)的熱交換單元包括換熱器、儲(chǔ)水箱、水泵和熱水儲(chǔ)水箱；其中，換熱器的熱水進(jìn)ロ與光能轉(zhuǎn)換器的熱輸出端連接；儲(chǔ)水箱的出水ロ經(jīng)管路、水泵、換熱器與熱水儲(chǔ)水箱連通；或者，第三種結(jié)構(gòu)的熱交換單元包括導(dǎo)熱支撐體換熱器和被動(dòng)散熱器；其中，導(dǎo)熱支撐體換熱器的熱水進(jìn)ロ與所述光能轉(zhuǎn)換器的熱輸出端連接，導(dǎo)熱支撐體換熱器與被動(dòng)散熱器連接。上述系統(tǒng)中還可以設(shè)置，過(guò)熱保護(hù)控制器，其檢測(cè)端與光能轉(zhuǎn)換器的熱輸出端連接，控制端與追日架的驅(qū)動(dòng)裝置控制器電連接，用于當(dāng)所述光能轉(zhuǎn)換器的熱輸出端的熱值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)控制所述追日架的驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述追日架調(diào)整偏離太陽(yáng)光的照射方向。過(guò)熱保護(hù)控制器可通過(guò)熱敏元件與單片機(jī)控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，整個(gè)過(guò)熱保護(hù)控制器可集成到追日架的控制器中。上述系統(tǒng)工作時(shí)，直射陽(yáng)光通過(guò)連接在追日架2上的反射聚光鏡3匯聚到光能轉(zhuǎn)換器4的均光器41的光導(dǎo)矩陣411上，光導(dǎo)矩陣411將光多點(diǎn)散射輸出到反光腔內(nèi)，最終均勻照射到光伏電池組件陣列的各光伏電池42，光伏電池42將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化成電能和熱能，多個(gè)光伏電池42串聯(lián)連接提升電壓并匯總在一起通過(guò)保護(hù)ニ極管45傳輸?shù)诫娔軆?chǔ)存?zhèn)鬏攩卧D(zhuǎn)換為可利用的標(biāo)準(zhǔn)電壓傳輸?shù)接秒妴挝?；熱能由連接光伏電池42的導(dǎo)熱電路板431傳導(dǎo)到液冷支撐體，液冷支撐體包括導(dǎo)熱支撐體432和液冷換熱器433，再經(jīng)液冷換熱器傳導(dǎo)至熱交換單元進(jìn)ー步交換到環(huán)境中，從而保證光伏電池42工作溫度穩(wěn)定，在散熱系統(tǒng)エ作不正常吋，過(guò)熱保護(hù)控制器調(diào)整追日架2使反射聚光鏡3聚光點(diǎn)偏離光能轉(zhuǎn)換器4從而保護(hù)光能轉(zhuǎn)換器4不會(huì)過(guò)熱損壞。為保證熱水槽溫度達(dá)到要求，水泵帶有溫控裝置，溫控裝置根據(jù)光伏電池42的溫度工作，當(dāng)光伏電池溫度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，水泵工作將熱水導(dǎo)出。綜上所述，為解決現(xiàn)有技術(shù)所存的問(wèn)題，通過(guò)在光能轉(zhuǎn)換器中采用均光器和以較低成本實(shí)現(xiàn)了較好的均光效果，保證了各光伏電池輸入光線(xiàn)的均勻性，使串聯(lián)工作的每個(gè)光伏電池都能工作在較理想的狀態(tài)，從而匯集起的電能能夠?qū)崿F(xiàn)最大化，并列并相互之間留有縫隙的導(dǎo)熱支撐體使升壓電路可以方便地連接光伏電池組件，提高了升壓電路設(shè)計(jì)的靈活性，提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性，降低了制造成本，電池工作點(diǎn)平衡器可進(jìn)ー步使串聯(lián)的光伏電池的工作狀態(tài)趨向最佳工作狀態(tài)，結(jié)合開(kāi)關(guān)式升壓電路可實(shí)現(xiàn)電能的高效傳輸?shù)耐瑫r(shí)節(jié)省導(dǎo)線(xiàn)成本。廉價(jià)的液冷換熱器使光伏電池上所轉(zhuǎn)化的熱能可以進(jìn)ー步轉(zhuǎn)換成生活熱水利用，提升了太陽(yáng)能的利用率，液冷換熱器易于更換，從而提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性，以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種均光器,其特征在于,包括 多點(diǎn)散射器和反光腔；其中， 所述多點(diǎn)散射器設(shè)有多個(gè)光輸出端和至少ー個(gè)光輸入端； 所述反光腔為內(nèi)壁是反射面的筒形結(jié)構(gòu)，其一端開(kāi)ロ為光輸入端，另一端開(kāi)ロ作為光輸出端，所述反光腔的光輸入端罩在所述多點(diǎn)散射器上與所述多點(diǎn)散射器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的均光器，其特征在于所述多點(diǎn)散射器采用光透射頻譜范圍至少包括400nm至1600nm的頻譜帶的導(dǎo)光材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的均光器，其特征在于，所述多點(diǎn)散射器包括 光導(dǎo)矩陣和防漏光反射器；其中， 所述光導(dǎo)矩陣由按矩陣排列的多個(gè)光導(dǎo)體構(gòu)成，各光導(dǎo)體的光輸入側(cè)的面積大于其光輸出側(cè)的面積，多個(gè)光導(dǎo)體的光輸入側(cè)并列設(shè)置作為多點(diǎn)散射器的光輸入端，各光導(dǎo)體的光輸出側(cè)為弧面或平面； 所述防漏光反射器為板式結(jié)構(gòu)，其上設(shè)有多個(gè)通孔，各通孔分別與所述光導(dǎo)矩陣的各光導(dǎo)體的光輸出側(cè)對(duì)應(yīng)連接，各通孔的出光端所在平面為反射面，反射面朝向多點(diǎn)散射器的光輸出方向； 所述防漏光反射器與所述反光腔連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的均光器，其特征在于，所述各光導(dǎo)體為四棱柱狀錐臺(tái)結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的均光器，其特征在于，所述多點(diǎn)散射器包括 微透鏡矩陣；其中， 所述微透鏡矩陣由按矩陣排列的多個(gè)透鏡構(gòu)成，各透鏡的光輸入側(cè)為平面，輸出側(cè)為弧面； 所述微透鏡矩陣與所述反光腔連接。
6.ー種光能轉(zhuǎn)換器，包括依次連接的均光器、光伏電池組件陣列和導(dǎo)熱支撐體、液冷換熱器，及與所述光伏電池組件陣列的光伏電池電連接的升壓電路，其特征在于，所述均光器采用權(quán)利要求I 5任一項(xiàng)所述的均光器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光能轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述光伏電池組件陣列由多個(gè)光伏電池組件成陣列狀密集并列設(shè)置構(gòu)成； 其中，所述光伏電池組件由光漏斗、光伏電池、導(dǎo)熱電路板構(gòu)成，光漏斗與光伏電池連接，光伏電池與導(dǎo)熱電路板連接； 所述光漏斗為四棱柱狀錐臺(tái)結(jié)構(gòu)的光導(dǎo)體，光漏斗輸入側(cè)面積大于輸出側(cè)面積，光漏斗輸入側(cè)用于連接均光器，光漏斗輸出側(cè)與光伏電池連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光能轉(zhuǎn)換器，其特征在干，所述導(dǎo)熱支撐體和液冷換熱器為成隊(duì)列狀密集布置的多組，相鄰的導(dǎo)熱支撐體和液冷換熱器之間設(shè)有縫隙； 所述光伏電池組件陣列的各光伏電池與導(dǎo)熱電路板電連接，導(dǎo)熱電路板通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與升壓電路電連接； 所述升壓電路設(shè)置在導(dǎo)熱支撐體和液冷換熱器連接導(dǎo)熱電路板和光伏電池的相對(duì)側(cè)，連接升壓電路和導(dǎo)熱電路板的導(dǎo)線(xiàn)從相鄰導(dǎo)熱支撐體和液冷換熱器之間的縫隙穿過(guò)； 所述導(dǎo)熱支撐體為導(dǎo)熱材料制成的導(dǎo)熱體或熱管。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的光能轉(zhuǎn)換器，其特征在于，還包括電池工作點(diǎn)平衡器，設(shè)置在所述升壓電路內(nèi)； 所述電池工作點(diǎn)平衡器包括與串聯(lián)光伏電池組件陣列內(nèi)各光伏電池并聯(lián)的多個(gè)并聯(lián)電容器、與并聯(lián)電容器電連接的電控選通開(kāi)關(guān)陣列和連接電控選通開(kāi)關(guān)陣列的交換電容器； 電控選通開(kāi)關(guān)陣列具有至少兩種連接模式，其中一種連接模式導(dǎo)通使交換電容器并聯(lián)到光伏電池組件陣列中的一個(gè)光伏電池上；另一種連接模式導(dǎo)通使交換電容器并聯(lián)到光伏電池組件陣列中的另ー個(gè)光伏電池上，選通開(kāi)關(guān)陣列在各連接模式之間交替選通使得交換電容器交替并聯(lián)到不同的光伏電池上。
10.ー種反射聚光太陽(yáng)能模組，其特征在于，包括 反射聚光鏡、光能轉(zhuǎn)換器和支架；其中， 所述反射聚光鏡設(shè)置在所述支架上； 所述光能轉(zhuǎn)換器的受光面與所述反射聚光鏡的反射面相對(duì)，光能轉(zhuǎn)換器的電輸出端與所述支架的電輸出接ロ連接； 所述光能轉(zhuǎn)換器的熱輸出端與所述支架的熱輸出接ロ連接； 所述光能轉(zhuǎn)換器由權(quán)利要求6 8任一項(xiàng)所述的光能轉(zhuǎn)換器和外殼構(gòu)成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種均光器、光能轉(zhuǎn)換器、反射聚光太陽(yáng)能模組，屬于太陽(yáng)能利用領(lǐng)域。該均光器包括多點(diǎn)散射器和反光腔；其中，多點(diǎn)散射器設(shè)有多個(gè)光輸出端和至少一個(gè)光輸入端；反光腔為內(nèi)壁是反射面的筒形結(jié)構(gòu)，其一端開(kāi)口為光輸入端，另一端開(kāi)口作為光輸出端，反光腔的光輸入端罩在所述多點(diǎn)散射器上與多點(diǎn)散射器連接。該均光器可將用反射聚光鏡高倍匯聚的太陽(yáng)光線(xiàn)高效地傳遞給光伏電池，提高能量利用率，降低了成本。
文檔編號(hào)G02B27/09GK202815319SQ20122023555
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者容云 申請(qǐng)人:容云