一種光伏發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】一種光伏發(fā)電裝置，包括：光伏支架，在光伏支架上設有光伏陣列，在相鄰兩排組件之間設有反光板且所述反光板用于將太陽光反射到第二排組件上。所述反光板由導光板和反射膜或光譜選擇性薄膜組成，導光板背面設有微結構，所述反射膜或光譜選擇性薄膜覆蓋于微結構上，實現(xiàn)將更多的太陽光選擇性的均勻反射到組件表面。本發(fā)明中反光板傾角為28.7°時，光伏組件發(fā)電量可提高21.94％，反光板成本價格僅為0.6元/W。本發(fā)明提出的增加反光板的光伏發(fā)電系統(tǒng)結構布置方式，可以在提高系統(tǒng)有效發(fā)電量的同時，降低發(fā)電成本，具有高效的性價比。
【專利說明】一種光伏發(fā)電裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，特別涉及到通過改變現(xiàn)有光伏發(fā)電系統(tǒng)的結構布局來達到提高有效發(fā)電量目的的光伏發(fā)電裝置。
【背景技術】
[0002]隨著能源危機和環(huán)境問題的日益加劇，光伏發(fā)電技術越來越受到世界各國的高度重視。太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)從起初作為小功率電源發(fā)展到現(xiàn)在作為公共電力的并網(wǎng)發(fā)電，其應用范圍幾乎遍及所有的用電領域，如氣象、通訊、長距離管線、公路、鐵路等。如今的太陽能已不僅僅是“補充能源”，而是逐漸向“替代能源”過渡。
[0003]目前光伏發(fā)電系統(tǒng)效率偏低是其大規(guī)模推廣應用的瓶頸。為提高光伏發(fā)電系統(tǒng)效率，當前研究主要側重在太陽能電池光電轉換效率的提高、自動跟蹤系統(tǒng)以及最大功率點跟蹤方面。占據(jù)太陽能電池市場80%以上份額的硅太陽能電池標準測試條件下的轉化效率可以達到25%，已十分接近硅基太陽能電池29% -31%的理論極限轉化效率。跟蹤系統(tǒng)分為單軸跟蹤和雙軸跟蹤兩大類，王斯成等設計的主動雙軸跟日系統(tǒng)由單片機進行系統(tǒng)控制，能提高發(fā)電量40% ；AbdalIh等開發(fā)了一種PLC控制主動式單軸跟蹤系統(tǒng)，根據(jù)試驗得出跟蹤式獲得能量比固定傾斜式高出22%，在此基礎上他們還設計了一種主動式雙軸跟蹤系統(tǒng)，與固定式相比其發(fā)電量多出41.34%。光伏電站安裝跟蹤系統(tǒng)可使電站的發(fā)電量增加20% -40%，其中單軸跟蹤系統(tǒng)成本價格為2-3元/W，雙軸跟蹤系統(tǒng)成本為單軸的1.5倍左右。跟蹤系統(tǒng)雖能使電站的發(fā)電量有較大幅度的提高，但同時系統(tǒng)成本也增加很多。當前的主要技術研究實現(xiàn)在提高系統(tǒng)有效發(fā)電量的同時降低發(fā)電成本的目的十分困難。
[0004]為解決這一問題必須從其他角度對光伏發(fā)電系統(tǒng)進行改進，目前已有的國外研究報道僅美國麻省理工學院的杰弗里.格羅斯曼團隊從系統(tǒng)地創(chuàng)新結構布置進行研究，通過建立一個塔狀的立體結構，改變現(xiàn)有的光伏發(fā)電系統(tǒng)布置方式，在同樣大小底面積電池板上，此結構發(fā)電量是傳統(tǒng)結構的2-20倍，但其利用的太陽能電池板也相應的提高了數(shù)倍，其思想是基于太陽能電池板的價格進一步降低。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述技術存在的問題，提供一種光伏發(fā)電裝置，該裝置能提高系統(tǒng)有效發(fā)電量，同時降低發(fā)電成本，并提高土地利用率，實現(xiàn)更高效的性價比。
[0006]本發(fā)明采用如下技術方案:
[0007]—種光伏發(fā)電裝置，包括:光伏支架，在光伏支架上設有光伏陣列，其特征在于，在相鄰的兩排組件之間設有第一反光板且所述第一反光板用于將太陽光反射到第二排組件上。
[0008]有益效果:
[0009](I)本發(fā)明中設計的反光板由導光板和反射膜組成，由于在導光板背面制作了一些微結構，反射膜覆蓋在微結構上，這些微結構可以引導光的散射方向，控制出射光的均勻性，使得進入該反光板的太陽光不再以原光路返回，均勻的從反光板的上表面射出，該結構反光板通過改變光路，將入射的點光源或線光源轉化為面光源均勻的射出，使光線不再雜亂無章。
[0010](2)還可將導光板背面的反射膜更換為光譜選擇性薄膜，該類型的反光板不僅可以使光線均勻射出，還可選擇性的反射太陽能電池光譜響應波長范圍的光，避免光伏組件因接受過多其他波段的光而產生熱效應。
[0011](3)反光板表面可為平面和非平面結構(向外凸出折面、向內凹陷折面、向外凸出波紋面、向內凹陷波紋面)，平面結構制作簡單，非平面結構可充分利用凸凹面之間的二次反射和漫反射作用。
[0012](4)本發(fā)明提出的增加反光板的新型光伏發(fā)電系統(tǒng)結構布置方式，可以在提高系統(tǒng)有效發(fā)電量的同時，降低發(fā)電成本，具有高效的性價比。
[0013]實驗表明在光伏陣列之間安裝由銀鏡制作的不同傾角的反光板后光伏陣列的發(fā)電量均有提聞，發(fā)電量最小提聞幅度為反光板傾角35.8°時的13.8最大提聞幅度為反光板傾角28.7°時的21.94%。傾角為28.7°時反光板的價格為0.6元/W。光伏發(fā)電系統(tǒng)中加入單軸跟蹤系統(tǒng)可提高發(fā)電量20%左右，增加的支架成本價格為2-3元/W，雙軸跟蹤系統(tǒng)可提高發(fā)電量40%左右，增加的支架成本價格為6.5元/W。本發(fā)明中增加反光板的結構布置方式與光伏發(fā)電系統(tǒng)中增加單軸跟蹤系統(tǒng)提高的發(fā)電量相差無幾，但本發(fā)明增加的發(fā)電成本僅為單軸跟蹤系統(tǒng)的24%。另外所述反光板還將陣列之間的安裝間距變成了可發(fā)電區(qū)，提高了土地利用率。
[0014]本發(fā)明從光學、熱力學、材料學的角度出發(fā)，設計不同結構的反光板，重置光伏發(fā)電系統(tǒng)的結構布置方式，構思新穎，效果顯著，具有巨大的工程應用價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光伏發(fā)電系統(tǒng)結構示意圖。
[0016]圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的光伏發(fā)電系統(tǒng)結構示意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明設計的反光板結構示意圖。
[0018]圖4是本發(fā)明中反光板正面為向外凸出折面結構示意圖。
[0019]圖5是本發(fā)明中反光板正面為向內凹陷折面結構示意圖。
[0020]圖6是本發(fā)明中反光板正面為向外凸出波紋面結構示意圖。
[0021]圖7是本發(fā)明中反光板正面為向內凹陷波紋面結構示意圖。
[0022]以上的圖中有:光伏支架1，第一排光伏組件2，第二排光伏組件3，第一反光板4，維護走道5，第二反光板6，導光板7，微結構8，反射膜或光譜選擇性薄膜9，向外凸出折面結構反光板10，向內凹陷折面結構反光板11，向外凸出波紋面結構反光板12，向內凹陷波紋面結構反光板13，光伏陣列最下沿距地面高度H，前后兩排光伏組件間距L，光伏陣列與地面之間夾角α，第一反光板與地面之間夾角β。
【具體實施方式】
[0023]—種光伏發(fā)電裝置，包括:光伏支架1，在光伏支架I上設有光伏陣列，在相鄰的兩排光伏組件之間設有第一反光板4且所述第一反光板4用于將太陽光反射到第二排組件3上。在第一反光板4與第二排光伏組件3之間設有維護走道5，第一反光板與地面的夾角β可以在25°~40°之間。在第一反光板4與第二排組件3之間設有第二反光板6，且所述第二反光板6與第一反光板4相面對。第一反光板4及第二反光板6米用反光板,所述反光板由導光板7和反射膜或光譜選擇性薄膜9組成,在導光板7的背面設有微結構8且所述微結構用于將入射的點光源或線光源轉化為面光源均勻的射出，所述反射膜或光譜選擇性薄膜7覆蓋于微結構上。所述微結構由凸點、凹點、圓形或方形構成。所述導光板的正面為平面、向由外凸出折面、向內凹陷折面、向外凸出波紋面或向內凹陷波紋面。
[0024]下面參考圖1、圖2描述根據(jù)本發(fā)明的實施例。
[0025]對光伏發(fā)電系統(tǒng)而言，光伏組件表面接收到的太陽光輻射量越多，系統(tǒng)的發(fā)電量就越大。本發(fā)明在固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)的組件安裝間隙增加反光板，通過該反光板可實現(xiàn)將更多的太陽光更加均勻的反射到組件表面。
[0026]如圖1所不,根據(jù)本發(fā)明的實施例光伏發(fā)電系統(tǒng)包括:光伏支架1，第一、二排光伏組件2、3，所述光伏陣列安裝在所述光伏支架上，面向正南方，光伏陣列的安裝傾角α由當?shù)鼐暥葲Q定，以組件全年接收到輻射量最大為依據(jù)；兩排光伏組件的間距L由當?shù)鼐暥群徒M件尺寸決定，以全年組件上無陰影為依據(jù)；為了給第一反光板4提供更大的安裝空間，光伏陣列的最下沿距地面留有一定的高度。第一反光板獨立安裝在兩排光伏組件之間，與第二排組件之間留有一定的距離，作為維護走道5。在本實施例中，第一反光板面向正北方且安裝在第二排組件的正對面，這樣可以保證把更多的太陽光均勻的反射到第二排組件上，第一反光板與地面的夾角β可以在25°~40°之間。
[0027]在本實施例中，光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝地緯度為32.04 °，組件尺寸為1640mm*990mm*50mm，縱向安裝，選擇組件安裝傾角α =25°，則兩排組件的最小安裝間距L = 1976_。第一反光板由5 mm的銀鏡制成，當?shù)谝环垂獍鍍A角β =28.7°時效果最好，第二排組件發(fā)電量可比第一排組件增加21.94%，實驗數(shù)據(jù)如下:
[0028]
【權利要求】
1.一種光伏發(fā)電裝置，包括:光伏支架(I)，在光伏支架(I)上設有光伏陣列，其特征在于，在相鄰的兩排光伏組件之間設有第一反光板(4)且所述第一反光板(4)用于將太陽光反射到第二排組件(3)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的光伏發(fā)電裝置，其特征在于，在第一反光板(4)與第二排光伏組件(3)之間設有維護走道(5)，第一反光板與地面的夾角β可以在25°?40°之間。
3.根據(jù)權利要求1所述的光伏發(fā)電裝置，其特征在于，在第一反光板(4)與第二排組件(3)之間設有第二反光板(6),且所述第二反光板(6)與第一反光板(4)相面對。
4.根據(jù)權利要求3所述的光伏發(fā)電裝置，其特征在于，第一反光板(4)及第二反光板(6)采用反光板，所述反光板由導光板(7)和反射膜或光譜選擇性薄膜(9)組成，在導光板(7)的背面設有微結構(8)且所述微結構用于將入射的點光源或線光源轉化為面光源均勻的射出，所述反射膜或光譜選擇性薄膜(7)覆蓋于微結構上。
5.根據(jù)權利要求4所述的光伏發(fā)電裝置，其特征在于，所述微結構由凸點、凹點、圓形或方形構成。
6.根據(jù)權利要求4所述的光伏發(fā)電裝置，其特征在于，所述導光板的正面為平面、向由外凸出折面、向內凹陷折面、向外凸出波紋面或向內凹陷波紋面。
【文檔編號】H02S20/20GK104167982SQ201410385415
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權日:2014年8月6日
【發(fā)明者】張亞璽, 熊源泉, 張建 申請人:東南大學, 南京源紫尚藍能源科技有限公司