專利名稱：高倍聚光光伏系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及太陽能高倍聚光光伏系統(tǒng)。
技術背景專家們已經研究發(fā)現，硅光伏電池在一個太陽光強下使用實際上是大材小 用，因為光伏電池可以承受更高的光強，發(fā)出的電流成比例增加而又不至于影響光伏電池壽命。通過聚光提高太陽能發(fā)電的效益，國外己經有3i—些工業(yè)化嘗試，比如利用菲涅爾透鏡實現3-7倍的聚光，又如根據新的聚光和跟蹤理論， 陳應天、何祚麻等人發(fā)明了一種由八面體反射鏡組成的聚光器，也稱為"光漏 斗"其最高聚光比可以達到7倍。但是，目前示范運行的樣機僅僅按照4倍聚 光比而設計，這是考慮到普通光伏電池本身在高倍太陽光下的散熱問題。實現7 倍的聚光需采用一套水冷系統(tǒng)，不僅使光伏發(fā)電系統(tǒng)的應用環(huán)境受到限制，而 且勢必增加成本，實現4-5倍的聚光僅僅依靠自然冷卻，光伏電池就能很好地 工作。，安微應天新能源公司對"平板固定式"和"數倍聚光式"兩種發(fā)電系統(tǒng) 進行了長期的同等工作條件下的測試，并同時進行全自動的記錄以取得可靠的 數據。實測表明采用數倍聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)成功實現了 4倍的功率輸出，而光 伏電池的溫度即使在今年夏季最炎熱的季節(jié)里，也沒有超過5CTC (完全在光伏 電池本身的正常工作范圍內)。來自波音公司子公司Spectro-lab的科學家宣布他們制成了發(fā)電效率超過 40%的太陽能電池一這是一個里程碑，它是目前所有光電裝置中的最高效率?，F 在使用的傳統(tǒng)太陽能電池，例如那些用于家庭或建筑物的，都只單一的利用了太 陽自然的光強，因此在光能利用的最佳波長方面比較狹窄.而Spectro-lab小組 使用了多結點集合器電池，通過透鏡等裝置，它能利用的光強相當于100個太 陽，而且多結點電池能利用太陽光中更寬的波長范圍，因此比單結電池效率高。 該研究得到了美國能源部可再生能源實驗室支持，美國計劃在2015年實現成本 可以和傳統(tǒng)發(fā)電機相比的太陽能。采用碟形拋物面反射鏡(或凸透鏡)配置二維跟蹤裝置即可聚焦采集陽光， 聚集的陽光通過凹透鏡的整合即可平行入射光纖中傳輸。由于利用光纖傳輸陽 光照射硅電池，所以硅電池排列的方位、朝向及結構沒有約束。而傳統(tǒng)"平板
固定式"光伏電站地面應用時有間歇性，而且自然狀態(tài)下太陽光能量密度低， 早上和傍晚的陽光斜射硅電池表面光反射損失大，為了提高發(fā)電效率通常配置 跟蹤裝置。若將硅電池設置在鍍有反射膜的圓柱筒容器內，其排列安裝按圍繞內圓柱筒而布置，外圓柱筒預留若干個供光纖穿入的微孔；光纖經微孔進入圓柱筒容 器，其出射端設有微型凹透鏡，光纖中高密度光線根據需要，通過微型凹透鏡 的擴散可獲得數倍乃至上百倍的光強直射硅電池；超高倍光強照射硅電池產生 的高溫須配置降溫裝置，(例如熱泵熱水器的蒸發(fā)器可急速為硅電池降溫，而冷凝器可制熱水，僅消耗少量電能卻能獲得雙重效果。因此，高倍聚光是降低光伏發(fā)電成本及提高光電轉化效率的最佳途徑，也 是未來光伏電站的發(fā)展趨勢。 發(fā)明內容本發(fā)明在于提供一種高倍聚光光伏系統(tǒng)。本發(fā)明是這樣實現的一種高倍聚光光伏系統(tǒng)，由碟形拋物面反射鏡、二維跟蹤系統(tǒng)、光纖、凹 透鏡、凸透鏡、鍍反射膜圓柱筒容器、硅電池、熱泵降溫裝置組成，其中采用 碟形拋物面反射鏡配置二維跟蹤系統(tǒng)聚焦采集陽光，聚集的陽光通過凹透鏡的 整合平行入射光纖中傳輸。一種高倍聚光光伏系統(tǒng)，其中硅電池設置在鍍有反射膜圓柱筒容器的空 腔內，其排列安裝按圍繞內圓柱筒而布置。一種高倍聚光光伏系統(tǒng)，其中鍍反射膜圓柱筒容器的外筒預留若干個供 光纖穿入的微孔，光纖經微孔進入圓柱筒容器，其出射端設有微型凹透鏡擴光。一種高倍聚光光伏系統(tǒng)，其中高倍聚光的硅電池的降溫裝置采用熱泵降 溫裝置，.熱泵降溫裝置的蒸發(fā)器供硅電池降溫，而冷凝器用于制熱水。本發(fā)明的優(yōu)點應用了硅電池特殊的排列結構減少了占地空間，高倍聚光 提高了硅電池的發(fā)電效率且減少了用量，電池表面光反射損失少等。
圖1為高倍聚光光伏系統(tǒng)的結構示意圖。附圖標記碟形拋物面反射鏡(1)、 二維跟蹤系統(tǒng)(2)、光纖(3)、凹透鏡(4)、凸透鏡(5)、鍍反射膜圓柱筒容器(6)、硅電池(7)、熱泵降溫裝置 (8)。
具體實施例方式下面結合實施例并對照附圖對本發(fā)明進一步詳細說明。實施例l、 一種高倍聚光光伏系統(tǒng)，由碟形拋物面反射鏡(1)、 二維跟蹤系 統(tǒng)(2)、光纖(3)、凹透鏡(4)、凸透鏡(5)、鍍反射膜圓柱筒容器(6)、硅 電池(7)、熱泵降溫裝置(8)組成，其中釆用碟形拋物面反射鏡(1)配置 二維跟蹤系統(tǒng)(2)聚焦采集陽光，聚集的陽光通過凹透鏡(4)的整合平行入 射光纖(3)中傳輸。實施例2、 一種高倍聚光光伏系統(tǒng)，其中硅電池(7)設置在鍍反射膜圓 柱筒容器(6)的空腔內，其排列安裝按圍繞內圓柱筒而布置。實施例3、 一種高倍聚光光伏系統(tǒng)，其中鍍反射膜圓柱筒容器(6)的外 筒預留若干個供光纖(3)穿入的微孔，光纖(3)經微孔進入鍍反射膜圓柱筒 容器(6)的空腔內，其出射端設有微型凹透鏡(4)擴光。實施例4、 一種高倍聚光光伏系統(tǒng)，其中高倍聚光的硅電池(7)的降溫 裝置采用熱泵降溫裝置(8)，熱泵降溫裝置(8)的蒸發(fā)器供硅電池(7)降溫， 而冷凝器用于制熱水。
權利要求
1、一種高倍聚光光伏系統(tǒng)，由碟形拋物面反射鏡(1)、二維跟蹤系統(tǒng)(2)、光纖(3)、凹透鏡(4)、凸透鏡(5)、鍍反射膜圓柱筒容器(6)、硅電池(7)、熱泵降溫裝置(8)組成，其特征在于硅電池(7)設置在鍍反射膜圓柱筒容器(6)的空腔內，其排列結構為繞內圓柱筒而布置。
2、 一種高倍聚光光伏系統(tǒng)，其特征在于鍍反射膜圓柱筒容器(6)的外筒預 留若干個供光纖(3)穿入的微孔，光纖(3)的出射端設有微型凹透鏡(4)。
3、 一種高倍聚光光伏系統(tǒng)，其特征在于高倍聚光的硅電池(7)的降溫裝置 為熱泵降溫裝置(8)，熱泵降溫裝置(8)的蒸發(fā)器供硅電池(7)降溫，而冷 凝器用于制熱水。
全文摘要
本發(fā)明涉及高倍聚光光伏系統(tǒng)，其特征在于硅電池設置在鍍有反射膜的圓柱筒容器內，硅電池排列繞內圓柱筒而布置；外圓柱筒預留若干個供光纖穿入的微孔。本發(fā)明是這樣實現的采用若干個碟形拋物面反射鏡聚焦采集陽光，聚集的陽光通過透鏡的整合平行入射光纖中；光纖的出射端設有微型凹透鏡；光纖中的高密度光線通過凹透鏡的擴散可獲得數倍乃至上百倍的光強直射硅電池；超高倍光強照射硅電池產生的高溫須配置降溫裝置，(例如熱泵熱水器的蒸發(fā)器可急速為硅電池降溫，而冷凝器可制熱水，僅消耗少量電能卻能獲得雙重效果)。本發(fā)明的優(yōu)點應用了硅電池特殊的排列結構減少了占地空間，高倍聚光提高了硅電池的發(fā)電效率且減少了用量；電池表面光反射損失少等。
文檔編號H02N6/00GK101162879SQ200710194548
公開日2008年4月16日 申請日期2007年11月22日 優(yōu)先權日2007年11月22日
發(fā)明者汪烈生 申請人:汪烈生