太陽(yáng)能利用系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)涉及太陽(yáng)能領(lǐng)域，具體而言，涉及一種太陽(yáng)能利用系統(tǒng)。包括接收器、聚光組件以及光線跟蹤組件；所述接收器包括中空鋁型材；所述中空鋁型材的下表面設(shè)有太陽(yáng)能電池片；所述中空鋁型材設(shè)置有連通其內(nèi)部的進(jìn)液口以及出液口，并且還連通有用于控制其內(nèi)部冷卻液流速與流量的控制泵；所述聚光組件設(shè)置在所述接收器的下方，用于將太陽(yáng)光聚攏到所述中空鋁型材的所述太陽(yáng)能電池片上；所述光線跟蹤組件與所述聚光組件連接，用于控制所述聚光組件始終與太陽(yáng)呈一固定角度。本發(fā)明實(shí)施例所提供的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)相較于相關(guān)技術(shù)中的太陽(yáng)能利用技術(shù)，本發(fā)明具有更高的利用效率，并且由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本也較為低廉。
【專(zhuān)利說(shuō)明】太陽(yáng)能利用系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及太陽(yáng)能領(lǐng)域，具體而言，涉及一種太陽(yáng)能利用系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 太陽(yáng)能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無(wú)需運(yùn)輸， 對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染。為人類(lèi)創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社會(huì)及人類(lèi)進(jìn)入一個(gè)節(jié)約能源減 少污染的時(shí)代。其具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1)普遍：太陽(yáng)光普照大地，沒(méi)有地域的限制無(wú)論陸地或 海洋，無(wú)論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開(kāi)發(fā)和利用，便于采集，且無(wú)須開(kāi)采和運(yùn)輸。（2) 無(wú)害：開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能不會(huì)污染環(huán)境，它是最清潔能源之一，在環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重的今 天，這一點(diǎn)是極其寶貴的。（3)巨大：每年到達(dá)地球表面上的太陽(yáng)輻射能約相當(dāng)于104萬(wàn)億 噸煤，其總量屬現(xiàn)今世界上可以開(kāi)發(fā)的最大能源。（4)長(zhǎng)久：根據(jù)太陽(yáng)產(chǎn)生的核能速率估 算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命約為幾十億年，從這個(gè)意義上講，可以說(shuō)太 陽(yáng)的能量是用之不竭的。
[0003] 在相關(guān)技術(shù)中的太陽(yáng)能利用裝置，一般采用兩種方式。
[0004] 其中一種方式，如中國(guó)專(zhuān)利號(hào)201180065079. 0以及201310104517. 8,采用單獨(dú)聚 光發(fā)電方式，但這種方式雖然提高了單位面積的光照強(qiáng)度，但同時(shí)也會(huì)聚集大量的熱量，使 太陽(yáng)能電池片處于較高的工作溫度下，反而降低了太陽(yáng)能電池片的光電轉(zhuǎn)化效率，而如果 降低聚光程度，則又會(huì)增加太陽(yáng)能電池片的用量，并且降低使用效率，增加成本。
[0005] 另一種方式，如中國(guó)專(zhuān)利號(hào)201210211980. 0以及200910189755. X，則采用聚熱的 方式對(duì)太陽(yáng)光所產(chǎn)生的熱能進(jìn)行利用，但這種方式由于只能吸收熱能，而無(wú)法吸收光能，因 此同樣存在效率偏低的問(wèn)題。
[0006] 因此相關(guān)技術(shù)中的太陽(yáng)能利用裝置，因?yàn)樾势?，成本較高，經(jīng)濟(jì)性還不能與常 規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，以解決上述問(wèn)題。
[0008] 根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例所提供的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，包括接收器、聚光組件以及光線跟 蹤組件；
[0009] 所述接收器包括中空鋁型材；所述中空鋁型材的下表面設(shè)有太陽(yáng)能電池片；所述 中空鋁型材設(shè)置有連通其內(nèi)部的進(jìn)液口以及出液口，并且還連通有用于控制其內(nèi)部冷卻液 流速與流量的控制泵；
[0010] 所述聚光組件設(shè)置在所述接收器的下方，用于將太陽(yáng)光聚攏到所述太陽(yáng)能電池片 上；
[0011] 所述光線跟蹤組件與所述聚光組件連接，用于控制所述聚光組件始終與太陽(yáng)呈一 固定角度。
[0012] 上述的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中，所述中空鋁型材的表面依次設(shè)有第一 EVA層、第一 ETFE層、第二EVA層、所述太陽(yáng)能電池片、第三EVA層以及第二ETFE層；所述第一 EVA層 的厚度為〇. 42-0. 50mm ;所述第二EVA層的厚度為0. 18-0. 22mm ;所述第三EVA層的厚度為 0·18-0. 22mm。
[0013] 上述的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中，所述中空鋁型材的所述進(jìn)液口與所述出液口通過(guò)運(yùn)輸 管路連通，所述控制泵設(shè)置在所述運(yùn)輸管路中；所述太陽(yáng)能利用系統(tǒng)還包括外部換熱裝置， 用于與位于所述運(yùn)輸管路內(nèi)部的冷卻液進(jìn)行熱交換。
[0014] 上述的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中，所述中空鋁型材的所述進(jìn)液口與所述出液口通過(guò)運(yùn)輸 管路連通，所述控制泵設(shè)置在所述運(yùn)輸管路中；所述運(yùn)輸管路延伸至所述聚光組件的背面， 且所述運(yùn)輸管路上設(shè)置有散熱鰭片。
[0015] 上述的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中，所述聚光組件包括多塊反光鏡；多塊所述反光鏡呈弧 形排布。
[0016] 上述的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中，所述接收器設(shè)置在所述聚光組件的上方一側(cè)；
[0017] 當(dāng)太陽(yáng)與所述聚光組件成所述固定角度時(shí)，每塊所述反光鏡的反射光線均投向所 述太陽(yáng)能電池片，且所述接收器的投影位于所述聚光組件之外。
[0018] 上述的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中，所述光線跟蹤組件包括固定腿、旋轉(zhuǎn)支架、步進(jìn)電機(jī)以 及控制所述步進(jìn)電機(jī)工作的控制裝置；
[0019] 所述接收器以及所述聚光組件均設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)支架上；所述旋轉(zhuǎn)支架與所述固 定腿轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且轉(zhuǎn)動(dòng)軸水平延伸；所述步進(jìn)電機(jī)固定于所述固定腿或所述旋轉(zhuǎn)支架上，并 能夠使所述固定腿與所述旋轉(zhuǎn)支架之間產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0020] 上述的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中，所述光線跟蹤組件還包括水平轉(zhuǎn)動(dòng)座，所述水平轉(zhuǎn)動(dòng) 座能夠以沿堅(jiān)直方向延伸的軸轉(zhuǎn)動(dòng)；所述固定腿設(shè)置在所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)座上。
[0021] 上述的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中，所述控制裝置包括電連接的GPS模塊、姿態(tài)存儲(chǔ)器以 及控制器；所述GPS模塊用于確定當(dāng)前太陽(yáng)能利用系統(tǒng)所處的位置；所述姿態(tài)存儲(chǔ)器用于 存儲(chǔ)不同位置的不同時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的姿態(tài)數(shù)據(jù)；所述控制器用于按照所述GPS模塊所確定的 位置調(diào)取所述姿態(tài)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)并控制所述步進(jìn)電機(jī)調(diào)整至當(dāng)前時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的姿態(tài)。
[0022] 上述的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中，所述太陽(yáng)能電池片為所述太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中的所有用 電設(shè)備供電。
[0023] 本公開(kāi)的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：
[0024] 本發(fā)明實(shí)施例所提供的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置光線跟蹤組件以及聚光組件，能 夠盡可能多的接收太陽(yáng)能，并將其聚攏至接收器上。接收器再利用這些收集到的太陽(yáng)能發(fā) 電的同時(shí)，還可將收集過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量?jī)?chǔ)存在中空鋁型材內(nèi)部的流體中。因此,相較于 相關(guān)技術(shù)中的太陽(yáng)能利用技術(shù)，本發(fā)明具有更高的利用效率，并且由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本也較 為低廉。
[0025] 應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本 公開(kāi)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)的工作狀態(tài)示意圖；
[0029] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例所提供的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)的太陽(yáng)能電池片的封裝結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0030] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例所提供的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)采用接收器設(shè)置在聚光組件上方 中部時(shí)太陽(yáng)光的照射示意圖；
[0031] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例所提供的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)采用接收器設(shè)置在聚光組件上方 一側(cè)并且大入射角時(shí)太陽(yáng)光的照射示意圖；
[0032] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例所提供的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)采用接收器設(shè)置在聚光組件上方 一側(cè)并且小入射角時(shí)太陽(yáng)光的照射示意圖。
[0033]

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】：1-接收器；101-中空鋁型材；102-太陽(yáng)能電池片；103-出液口； 104-進(jìn)液口；105-第一 EVA 層；106-第一 ETFE 層；107-第二 EVA 層；108-第三 EVA 層； 109-第二ETFE層；110-外部換熱裝置；111-運(yùn)輸管路；112-控制泵；2-聚光組件；201-反 光鏡；3-光線跟蹤組件；301-固定腿；302-旋轉(zhuǎn)支架；303-步進(jìn)電機(jī)；304-穩(wěn)壓器；305-水 平轉(zhuǎn)動(dòng)座。
[0034] 此處的附圖被并入說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，示出了符合本發(fā)明的實(shí)施 例，并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。

【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0036] 本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，如圖1和圖2所示，包括接收器1、聚 光組件2以及光線跟蹤組件3 ;
[0037] 接收器1包括內(nèi)部中空的中空鋁型材101 ;中空鋁型材101的下表面設(shè)有太陽(yáng)能 電池片102 ;中空鋁型材101設(shè)置有連通其內(nèi)部的進(jìn)液口 104以及出液口 103,并且還連通 有用于控制其內(nèi)部冷卻液流速與流量的控制泵112 ;
[0038] 聚光組件2設(shè)置在接收器1的下方，用于將太陽(yáng)光聚攏到接收器1的太陽(yáng)能電池 片102上；
[0039] 光線跟蹤組件3與聚光組件2連接，用于控制聚光組件2始終與太陽(yáng)呈一固定角 度。
[0040] 如圖3所示，通過(guò)設(shè)置光線跟蹤組件3以及聚光組件2,能夠盡可能多的接收太陽(yáng) 能，并將其聚攏至接收器1的太陽(yáng)能電池片102上。太陽(yáng)能電池片102會(huì)利用這些太陽(yáng)能 產(chǎn)生電能。在太陽(yáng)能電池片102工作時(shí)，其轉(zhuǎn)化率會(huì)受到先天的技術(shù)因素以及工作溫度的 限制。按照目前的技術(shù)，太陽(yáng)能電池片102在其最佳工作溫度下的光電轉(zhuǎn)化率一般能夠達(dá) 到21. 5%以上，剩余的太陽(yáng)能一部分散失到環(huán)境中，還有一部分會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能使太陽(yáng)能電 池片102的溫度升高。因此，這就導(dǎo)致這部分能量不但沒(méi)有被轉(zhuǎn)化，反而會(huì)使太陽(yáng)能電池片 102的光電轉(zhuǎn)化率下降。
[0041] 而本發(fā)明為了提高太陽(yáng)能的利用率，特別設(shè)計(jì)了中空鋁型材101，在中空鋁型材 101內(nèi)部通入冷卻液，并通過(guò)控制泵112控制冷卻液的流速以及流量，進(jìn)而達(dá)到控制冷卻 液溫度的作用。這樣，冷卻液能夠吸收并儲(chǔ)存太陽(yáng)能電池片102上的熱能，使太陽(yáng)能電池 片102的工作溫度降低，光電轉(zhuǎn)化率提高；同時(shí)，冷卻液所吸收的熱能也可以被加以利用。 因此，相較于相關(guān)技術(shù)中的太陽(yáng)能利用技術(shù)，本發(fā)明具有更高的利用效率，并且由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，成本也較為低廉。
[0042] 此外，本系統(tǒng)對(duì)于提高能源利用率，降低污染有著顯著效果。以發(fā)電為例，相關(guān)技 術(shù)中，利用太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目基本上都只能在白天發(fā)電，夜晚由于光照強(qiáng)度極弱，所以相關(guān)技 術(shù)中的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備基本處于閑置狀態(tài)。然而，由于照明、采暖、娛樂(lè)等需求，夜晚的用電 量也非常龐大。而由于電能的特殊性，目前不易儲(chǔ)存，因此目前電能基本上都是隨產(chǎn)隨用。 目前，行業(yè)內(nèi)普遍還是采用火力發(fā)電的方式，這種方式需要將水加熱為蒸汽，以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī) 產(chǎn)生電力，過(guò)程中會(huì)耗費(fèi)大量的煤炭、油料、天然氣等能源，并且還會(huì)產(chǎn)生大量的污染物排 放，造成環(huán)境的嚴(yán)重污染。而相對(duì)于電能，熱能的儲(chǔ)存則容易許多。因此，該系統(tǒng)在白天可 利用水對(duì)太陽(yáng)能電池片102進(jìn)行冷卻，使其保持在最佳工作溫度下，始終具備較高的光電 轉(zhuǎn)化率，而吸收熱量后的水可以保溫儲(chǔ)存，待夜間時(shí)，直接將這些水加熱至蒸汽狀態(tài)用以發(fā) 電，由于水已經(jīng)吸收了大量的熱量，因此自身的溫度較高，其變?yōu)檎羝麪顟B(tài)所需的熱量也會(huì) 少很多，這樣就能夠減少大量的煤炭、油料、天然氣等能源的消耗，也能夠降低污染物的排 放量，環(huán)保效果非常明顯。
[0043] 如圖4所不，在本發(fā)明的實(shí)施例中，中空錯(cuò)型材101的表面依次設(shè)有第一 EVA層 105、第一 ETFE層106、第二EVA層107、太陽(yáng)能電池片102、第三EVA層108以及第二ETFE 層109 ;第一 EVA層105的厚度為0· 42-0. 50mm ;第二EVA層107的厚度為0· 18-0. 22mm ;第 三EVA層108的厚度為0· 18-0. 22_。
[0044] 為了保證太陽(yáng)能電池片102的正常使用，其一般需要通過(guò)封裝的方式進(jìn)行安放， 而不是直接暴露在環(huán)境中。因此，太陽(yáng)能電池片102的光電轉(zhuǎn)化率還會(huì)受到封裝材料的透 光率影響。此外，封裝材料的抗污、耐水、易清洗等特性也對(duì)太陽(yáng)能電池片102的轉(zhuǎn)化率以 及使用壽命起到至關(guān)重要的作用。
[0045] 采用本發(fā)明實(shí)施例所提供的材料并以相應(yīng)厚度依次鋪設(shè)、封裝后，其具有以下特 點(diǎn)：①抗粘特性，污垢不易附著在其表面；②易清洗，雨水和風(fēng)即可清除主要污垢；③透光 率高，透光率可高達(dá)95%，且不影響紫外線的透射；④重量輕，重量?jī)H為玻璃的1 % ;⑤阻燃 性能卓越；⑥絕緣性好，不導(dǎo)電；⑦膨脹系數(shù)低，膨脹系數(shù)接近碳鋼。由于具備上述優(yōu)點(diǎn)，因 此采用上述方式封裝后的太陽(yáng)能電池片102使用壽命可達(dá)到25-35年。
[0046] 在本發(fā)明實(shí)施例中，可以使中空鋁型材101的進(jìn)液口 104與出液口 103通過(guò)運(yùn)輸 管路111連通，將控制泵112設(shè)置在該運(yùn)輸管路111中；太陽(yáng)能利用系統(tǒng)還包括外部換熱裝 置110,用于與位于中空鋁型材101內(nèi)部的冷卻液進(jìn)行熱交換。
[0047] 上述結(jié)構(gòu)能夠快速將冷卻液引出并通過(guò)熱交換的方式將冷卻液內(nèi)的熱量釋放出 來(lái)。對(duì)于使用環(huán)境或使用目的所存在的差異，在不同的情況下，可以通過(guò)運(yùn)輸管路111以及 外部換熱裝置110的種類(lèi)選擇來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的功能。例如：
[0048] 當(dāng)系統(tǒng)被設(shè)置在溫度極低的高緯度地區(qū)時(shí)，其冷卻液所收集的熱量需要被大量利 用。這種情況下，為了降低冷卻液的熱量散失，運(yùn)輸管路111可以選擇具有保溫功能的保溫 管等，以降低冷卻液在運(yùn)輸過(guò)程中的熱量損耗。而外部換熱裝置110可以選擇換熱器等裝 置，與冷卻液實(shí)現(xiàn)快速換熱，收集熱量。
[0049] 而當(dāng)系統(tǒng)被設(shè)置在溫度極高的赤道或沙漠地區(qū)，或者主要目的用于發(fā)電，此時(shí)冷 卻液所收集的熱量可能無(wú)需被大量利用。而通過(guò)自然散失的方式可能也無(wú)法及時(shí)排除冷卻 液的剩余熱量，這就有可能導(dǎo)致冷卻液溫度過(guò)高，對(duì)太陽(yáng)能電池片102的冷卻效果造成影 響，進(jìn)而影響太陽(yáng)能電池片102的光電轉(zhuǎn)化率。
[0050] 為了應(yīng)對(duì)上述情況，運(yùn)輸管路111可以選擇導(dǎo)熱效率較高的金屬管路，以提高冷 卻液的熱量散失速率，同時(shí)外部換熱裝置110可以選擇風(fēng)冷裝置，通過(guò)空氣對(duì)冷卻液進(jìn)行 降溫；也可以選擇換熱器，采用溫度更低的介質(zhì)來(lái)吸收冷卻液的熱量，實(shí)現(xiàn)冷卻液的快速降 溫。
[0051] 這樣便能夠通過(guò)運(yùn)輸管路111將冷卻液引導(dǎo)出來(lái)，然后通過(guò)外部換熱裝置110來(lái) 快速降低冷卻液的溫度，之后再回流至接收器1內(nèi)，從而能夠保證太陽(yáng)能電池片102在最佳 工作溫度下工作。
[0052] 而如果系統(tǒng)所設(shè)置的地域內(nèi)環(huán)境溫度不高，則也可以選擇將運(yùn)輸管路111延伸至 聚光組件2的背面，并在運(yùn)輸管路111上設(shè)置散熱鰭片的方式進(jìn)行散熱。為了提高散熱效 率，還可以將運(yùn)輸管路111設(shè)置成多根并聯(lián)的管路組。
[0053] 在收集太陽(yáng)能的過(guò)程中，聚光組件2的正面始終朝向太陽(yáng)，而其背面則始終無(wú)法 被太陽(yáng)光照射到，因此，聚光組件2背面的溫度相對(duì)其它部位更低。所以將運(yùn)輸管路111延 伸至聚光組件2的背面便可通過(guò)散熱鰭片最大程度的提高散熱效率。這種散熱方式無(wú)需單 獨(dú)設(shè)置外部換熱裝置110,更加節(jié)能。
[0054] 反之，如果用戶需要將太陽(yáng)能主要轉(zhuǎn)化為熱能，例如燒洗澡水或需要蒸汽，則無(wú)需 設(shè)置風(fēng)冷裝置，直接以水作為冷卻液，當(dāng)水溫升至所需溫度后，可通過(guò)控制泵112將熱水排 出以便使用。
[0055] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，聚光組件2可包括多塊反光鏡201 ;多塊反光鏡201呈弧形 排布。
[0056] 相關(guān)技術(shù)中，有些太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的聚光組件的形狀呈凹球面，這種形狀的首 要缺陷便是制作工藝復(fù)雜，對(duì)制造工藝的要求較高。其次，由于四周的光線都會(huì)被聚集到一 起，因此會(huì)造成溫度的急劇上升，不但會(huì)導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)化率下降，還會(huì)降低系統(tǒng)的使用壽命。
[0057] 而本發(fā)明采用多塊反光鏡201呈弧形排布，使得太陽(yáng)能電池片102的同一位置只 會(huì)接受到側(cè)部聚集來(lái)的光線，而不用接受四周聚集來(lái)的所有光線。因此，其單位面積上的光 照強(qiáng)度大幅降低，集熱效果下降，降溫難度也隨之降低，使得太陽(yáng)能電池片102更加容易保 持在最佳工作溫度。并且，由于反光鏡201無(wú)需采用弧面，只需普通的平面，因此制作難度 以及制作成本也相應(yīng)降低。
[0058] 在設(shè)置時(shí)，如圖5所示，接收器1可以設(shè)置在聚光組件2的上方中部，使反光鏡201 向接收器1的兩側(cè)延伸，這樣設(shè)置時(shí)，由于反光鏡201均勻分布，因此所聚集的光線可以更 加均勻的分布在太陽(yáng)能電池片102上。但由于采用這種方式陽(yáng)光只能由接收器1的背面直 射，因此若要提高太陽(yáng)能電池片的聚光程度，需要增大其聚光組件2的面積，并延長(zhǎng)太陽(yáng)能 電池片102與聚光組件2之間的距離，以保證太陽(yáng)能電池片102位于聚光組件2的反射焦 點(diǎn)。這樣，聚光組件2向兩側(cè)延伸的距離與太陽(yáng)能電池片102遠(yuǎn)離聚光組件2的距離成正 t匕。當(dāng)太陽(yáng)能電池片102與聚光組件2間的距離過(guò)遠(yuǎn)時(shí)，為了保證其位置固定不變，則可能 需要支撐組件的強(qiáng)度或數(shù)量成倍提高，造成成本的大幅增加。
[0059] 而在本發(fā)明的實(shí)施例中提供了另一種設(shè)置方式，其接收器1設(shè)置在聚光組件2的 上方一側(cè)；
[0060] 當(dāng)太陽(yáng)與聚光組件2成固定角度時(shí)，每塊反光鏡201的反射光線均投向太陽(yáng)能電 池片102,且接收器1的投影位于聚光組件2之外。
[0061] 如圖6所示，接收器1設(shè)置在聚光組件2的上方一側(cè)，此時(shí)，當(dāng)聚光組件2與太陽(yáng) 呈一固定角度時(shí)，每一塊反光鏡201的反射光線均投向太陽(yáng)能電池片102,完成聚光過(guò)程， 而如果要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，距離接收器1最遠(yuǎn)的反光鏡201距接收器1最遠(yuǎn)，其反射角與入射 角的夾角必然最大,越靠近接收器1,反光鏡201的反射角與入射角的夾角越小。為了符合 上述要求，反光鏡201可按照類(lèi)似于阿基米德螺線的形式逐個(gè)調(diào)整設(shè)置。
[0062] 跟隨太陽(yáng)的移動(dòng)，接收器1的投影與聚光組件2之間的位置會(huì)保持相對(duì)固定，因此 只要提前計(jì)算出投影位置，便可避開(kāi)投影所在位置，在其它位置設(shè)置反光鏡201。
[0063] 按照本發(fā)明實(shí)施例的方式設(shè)置后，由于反光鏡201均在接收器1的一側(cè)，因此，如 圖7所示，當(dāng)需要提高太陽(yáng)能電池片102聚光程度時(shí)，只需要調(diào)整太陽(yáng)光的入射角，便可使 太陽(yáng)能電池片102的聚光程度大幅增加。因此，本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)置方式更加節(jié)約成本。
[0064] 在本發(fā)明實(shí)施例中，光線跟蹤組件3的主要功能是控制聚光組件2始終與太陽(yáng)呈 一固定角度，以提高聚光效果。其對(duì)精準(zhǔn)度的要求較高。因此，本發(fā)明實(shí)施例特提供一種優(yōu) 選結(jié)構(gòu)，包括固定腿301、旋轉(zhuǎn)支架302、步進(jìn)電機(jī)303以及控制步進(jìn)電機(jī)303工作的控制裝 置；
[0065] 接收器1以及聚光組件2均設(shè)置于旋轉(zhuǎn)支架302上；旋轉(zhuǎn)支架302與固定腿301 轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且轉(zhuǎn)動(dòng)軸水平延伸；步進(jìn)電機(jī)303固定于固定腿301或旋轉(zhuǎn)支架302上，并能夠 使固定腿301與旋轉(zhuǎn)支架302之間產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0066] 步進(jìn)電機(jī)303具有較高的控制精度，因此能夠更加精準(zhǔn)的控制聚光組件2轉(zhuǎn)動(dòng)。在 實(shí)際驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，步進(jìn)電機(jī)303可以通過(guò)多種方式驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)支架302運(yùn)動(dòng)。例如，直接驅(qū)動(dòng) 轉(zhuǎn)軸。
[0067] 在中高緯度地區(qū)，太陽(yáng)的運(yùn)行軌跡是一條弧線，因此，如果僅僅依靠一個(gè)維度的轉(zhuǎn) 動(dòng)可能無(wú)法保證聚光組件始終與太陽(yáng)呈一固定角度。為了解決上述問(wèn)題，光線跟蹤組件3 還可包括水平轉(zhuǎn)動(dòng)座305 ;水平轉(zhuǎn)動(dòng)座305能夠以沿堅(jiān)直方向延伸的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)固定 腿301轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0068] 這樣聚光組件2便可以在兩個(gè)維度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，使其能夠更好地對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，適應(yīng)中高 緯度地區(qū)的工作環(huán)境。
[0069] 控制裝置作為控制中樞，其需要精確掌握每一時(shí)刻太陽(yáng)與聚光組件2之間的相對(duì) 位置，以實(shí)時(shí)調(diào)整聚光組件2的姿態(tài)。在相關(guān)技術(shù)中，測(cè)定太陽(yáng)與太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)間的相對(duì) 位置的方式有很多種，例如使用光感探頭接收并計(jì)算光照強(qiáng)度，或者直接采用GPS中的數(shù) 據(jù)計(jì)算得出。但上述方式均需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取，一旦數(shù)據(jù)的獲取受阻便無(wú)法再正常 工作。
[0070] 而在實(shí)際環(huán)境下，由于地球的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)均是有規(guī)律性的，因此對(duì)于地球上的某 一位置，其在一個(gè)月或一年中相對(duì)于太陽(yáng)的位置是可以提前精確計(jì)算出來(lái)的。利用這一特 點(diǎn)，在本發(fā)明實(shí)施例中提供了一種新的控制方式。其包括電連接的GPS模塊、姿態(tài)存儲(chǔ)器以 及控制器；GPS模塊用于確定當(dāng)前太陽(yáng)能利用系統(tǒng)所處的位置；姿態(tài)存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)不同 位置的不同時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的姿態(tài)數(shù)據(jù)；控制器用于按照GPS模塊所確定的位置調(diào)取姿態(tài)存儲(chǔ) 器內(nèi)的數(shù)據(jù)并控制步進(jìn)電機(jī)303調(diào)整至當(dāng)前時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的姿態(tài)。
[0071] 這樣，便能夠利用GPS模塊所確定的位置，按照姿態(tài)存儲(chǔ)器中的相應(yīng)姿態(tài)數(shù)據(jù)直 接調(diào)整聚光組件2的姿態(tài)，無(wú)需實(shí)時(shí)從外界獲取數(shù)據(jù)，設(shè)備的安全、穩(wěn)定性更高。運(yùn)行姿態(tài) 數(shù)據(jù)的周期可以以年為單位，也可以以季度、月或星期為單位。只需要在下一周期到來(lái)前將 新的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在姿態(tài)儲(chǔ)存器內(nèi)便可保證光線跟蹤組件3在下一運(yùn)行周期內(nèi)的正常工作。周 期可以根據(jù)所處環(huán)境以及實(shí)際需求進(jìn)行選擇，一般情況下，周期越短其精確度就越高。
[0072] 太陽(yáng)能利用系統(tǒng)在工作過(guò)程中，其自身也配備了許多用電設(shè)備，例如控制泵112、 外部換熱裝置110、步進(jìn)電機(jī)304、水平轉(zhuǎn)動(dòng)座305等。而由于太陽(yáng)能利用系統(tǒng)大多設(shè)置在 野外，所以配備外接電源非常困難。因此為了保證正常使用，特將太陽(yáng)能電池片102為所述 太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中的所有用電設(shè)備供電。這樣便可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自己自足，減少因建設(shè)配套 設(shè)施而產(chǎn)生的成本。
[0073] 太陽(yáng)能電池片102所發(fā)出的電量與光照強(qiáng)度以及工作環(huán)境時(shí)刻相關(guān)，因此其所發(fā) 出的電壓非常不穩(wěn)定，用電設(shè)備使用這種不穩(wěn)定的電壓很容易造成設(shè)備損壞，因此，在太陽(yáng) 能利用系統(tǒng)上設(shè)置了一個(gè)穩(wěn)壓器304。
[0074] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，其特征在于，包括接收器、聚光組件以及光線跟蹤組件； 所述接收器包括中空鋁型材；所述中空鋁型材的下表面設(shè)有太陽(yáng)能電池片；所述中空 鋁型材設(shè)置有連通其內(nèi)部的進(jìn)液口以及出液口，并且還連通有用于控制其內(nèi)部冷卻液流速 與流量的控制泵； 所述聚光組件設(shè)置在所述接收器的下方，用于將太陽(yáng)光聚攏到所述太陽(yáng)能電池片上； 所述光線跟蹤組件與所述聚光組件連接，用于控制所述聚光組件始終與太陽(yáng)呈一固定 角度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，其特征在于，所述中空鋁型材的表面依次 設(shè)有第一 EVA層、第一 ETFE層、第二EVA層、所述太陽(yáng)能電池片、第三EVA層以及第二ETFE 層；所述第一 EVA層的厚度為0. 42-0. 50mm ;所述第二EVA層的厚度為0. 18-0. 22mm ;所述 第三EVA層的厚度為0· 18-0. 22mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，其特征在于，所述中空鋁型材的所述進(jìn)液 口與所述出液口通過(guò)運(yùn)輸管路連通，所述控制泵設(shè)置在所述運(yùn)輸管路中；所述太陽(yáng)能利用 系統(tǒng)還包括外部換熱裝置，用于與位于接收器內(nèi)部的冷卻液進(jìn)行熱交換。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，其特征在于，所述中空鋁型材的所述進(jìn)液 口與所述出液口通過(guò)運(yùn)輸管路連通，所述控制泵設(shè)置在所述運(yùn)輸管路中；所述運(yùn)輸管路延 伸至所述聚光組件的背面，且所述運(yùn)輸管路上設(shè)置有散熱鰭片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，其特征在于，所述聚光組件包括多塊反光 鏡；多塊所述反光鏡呈弧形排布。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，其特征在于，所述接收器設(shè)置在所述聚光 組件的上方一側(cè)； 當(dāng)太陽(yáng)與所述聚光組件成所述固定角度時(shí)，每塊所述反光鏡的反射光線均投向所述太 陽(yáng)能電池片，且所述接收器的投影位于所述聚光組件之外。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，其特征在于，所述光線跟蹤組件包括固定 腿、旋轉(zhuǎn)支架、步進(jìn)電機(jī)以及控制所述步進(jìn)電機(jī)工作的控制裝置； 所述接收器以及所述聚光組件均設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)支架上；所述旋轉(zhuǎn)支架與所述固定腿 轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且轉(zhuǎn)動(dòng)軸水平延伸；所述步進(jìn)電機(jī)固定于所述固定腿或所述旋轉(zhuǎn)支架上，并能夠 使所述固定腿與所述旋轉(zhuǎn)支架之間產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，其特征在于，所述光線跟蹤組件還包括水 平轉(zhuǎn)動(dòng)座，所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)座能夠以沿堅(jiān)直方向延伸的軸轉(zhuǎn)動(dòng)；所述固定腿設(shè)置在所述水平 轉(zhuǎn)動(dòng)座上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置包括電連接的 GPS模塊、姿態(tài)存儲(chǔ)器以及控制器；所述GPS模塊用于確定當(dāng)前太陽(yáng)能利用系統(tǒng)所處的位 置；所述姿態(tài)存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)不同位置的不同時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的姿態(tài)數(shù)據(jù)；所述控制器用于按 照所述GPS模塊所確定的位置調(diào)取所述姿態(tài)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)并控制所述步進(jìn)電機(jī)調(diào)整至 當(dāng)前時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的姿態(tài)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽(yáng)能電池 片為所述太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中的所有用電設(shè)備供電。
【文檔編號(hào)】H02S40/44GK104158488SQ201410425644
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】劉偉, 趙長(zhǎng)虎 申請(qǐng)人:余潤(rùn)（上海）能源科技有限公司