[发明专利]太阳能聚光发电模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能发电装置，尤其涉及一种太阳能聚光发电模块。

背景技术

太阳能发电广泛应用于家庭和工农业生产，是一种真正的绿色能源。现在一般用光电池板作为将光能转化成电能的器件，例如目前用的较多的硅材料制成的硅光电池板，也有用其他材料和新技术开发的新型光电池板等。但是由于需求量很大，其价格高居不下，妨碍了太阳能发电的普及推广。

影响太阳能发电推广的因素是多方面的。对于家用系统而言，其衡量指标为投入发电系统的资金与获得的电能之比。例如每千瓦时电能的价格，如果其价格高于一般发电厂的供电价格，就难以推广。现在的光电转换器件的转化效率在10-30％左右，且价格较高；另外，一般的太阳能聚光透镜难以做得很大，做大了成本就很高。以上因素，限制了太阳能发电装置的推广和应用。

一般的硅光电池受光能力是1-2倍的标准太阳光强(1000w/m²)，也有个别的普通硅光电池由于负极栅线相对较密，其受光能力可超过2倍，但到3倍时其效率开始急剧下降。

也有专门制作的聚光硅光电池，可以在20倍左右的光强下工作，其特征在于设法减小电池内在的串联电阻，如将上表面栅电极做得密一些，线宽尽可能小一些，以减小由于表面电阻引起的串联电阻，但由于与现有的普通硅光电池生产工艺有较大差别，如其上表面栅电极要求用真空蒸镀工艺和光刻工艺，才能满足要求，成本很高，难以推广。

目前的硅光电池模块如图1、图2所示，一般由硅光电池板11、钢化玻璃12和密封塑料板13组成，多块方形的硅光电池板11紧密排列成一个方形，并被封装在一块透明钢化玻璃12和一块密封塑料板13之间。这种硅光电池模块的缺点是硅光电池用量较多，因而成本很高。

发明内容

本发明的目的，在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种成本低、效率高的太阳能聚光发电模块。

本发明的目的是这样实现的：一种太阳能聚光发电模块，包括由至少两块菲涅尔透镜组成的菲涅尔透镜阵列、由至少两块小硅光电池板组成的小硅光电池板阵列和一个太阳光自动跟踪器，所述的菲涅尔透镜阵列、小硅光电池板阵列和太阳光自动跟踪器上下设置并顺序固定相连，菲涅尔透镜阵列中的菲涅尔透镜数和小硅光电池板阵列中的小硅光电池板数相同并且一一对应设置，太阳光自动跟踪器能自动跟踪太阳以使太阳光始终垂直入射菲涅尔透镜阵列，菲涅尔透镜阵列和小硅光电池板阵列跟随太阳光自动跟踪器的转动而转动。

所述的菲涅尔透镜阵列和小硅光电池板阵列包括2×4阵列或3×6阵列。

所述的各菲涅尔透镜的四周形状为方形，组成菲涅尔透镜阵列的各菲涅尔透镜紧密地排列在一起，各菲涅尔透镜的面积大于各小硅光电池板面积的4倍。

所述的组成菲涅尔透镜阵列的各菲涅尔透镜之间使用金属框架连接固定。

所述的组成菲涅尔透镜阵列的各菲涅尔透镜都粘结固定在一块强度较高的钢化玻璃上。

所述的组成小硅光电池板阵列的各小硅光电池板是由普通单晶硅或者多晶硅硅光电池板裁切成的面积不大于30平方厘米的小块，如由常用的125mm×125mm的硅光电池块切成31mm×31mm的方形小块。

所述的组成小硅光电池板阵列的所有小硅光电池板在连接成阵列时先串联后并联，在各串联组与并联母线之间可加入正向连接的二极管。

所述的组成小硅光电池板阵列的所有小硅光电池板都封装在一块钢化玻璃和一块塑料板之间，各小硅光电池板分别位于各菲涅尔透镜的聚光光斑上。

所述的组成小硅光电池板阵列的所有小硅光电池板都封装在一块钢化玻璃和一块散热金属板之间，散热金属板与小硅光电池板阵列之间用绝缘层隔离，各小硅光电池板分别位于各菲涅尔透镜的聚光光斑上。

所述的组成小硅光电池板阵列的各小硅光电池板的下表面分别直接或间接连接有一块小的散热金属板。

本发明通过一个菲涅尔透镜阵列，将太阳光能汇聚地照在由多块小硅光电池板组成的小硅光电池板阵列上，大大减少了光电转换器件的面积，充分利用了光电池板的发电能力，从而降低了系统的成本。

图3所示为硅光电池S的等效电路，其电池方程式如下：