[发明专利]一种使用二次反射法实现数倍聚光的太阳能发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚光光伏系统光电转换模块的结构，属于太阳能利用技术领 域，特别是一种使用二次反射法实现数倍聚光的太阳能发电装置。

背景技术

开发新能源和可再生清洁能源是全世界面临的共同课题，在新能源开发与利 用方式中，光伏发电倍受瞩目。目前，光伏发电主要采用普通平板光伏发电系统。 普通平板光伏发电系统直接将平板太阳电池组件朝向低纬度地区放置(与地面成 一定角度)，以串并联的方式组成太阳能光伏阵列从而达到使用太阳能发电的目 的。在普通平板光伏发电系统中，太阳电池的成本在系统总成本中占很大比例， 由于太阳电池的价格比较高昂，从而直接导致了系统的成本过高。目前，使用的 光伏电池的转换效率低、成本高，是光伏发电没有在市场上广泛推广应用的主要 原因之一。

光伏电池可以在相当高的光强条件下工作，在聚光条件下使用光伏电池进行 光电转换，是降低太阳能发电成本的有效途径之一。采用聚光光伏系统，可以减 少给定功率所需的电池面积，用比较便宜的聚光器来部分代替昂贵的太阳电池。 在这种系统中，太阳电池的总成本会显著降低，发电系统的总成本也随之下降。

如果聚光电池在三百倍或更高倍数的太阳光强条件下工作，并可以达到相当 高的光电转换效率(25％-36％)。但是，这种高倍聚光的光伏电池需要昂贵的半 导体材料(铟化镓或提纯高纯度硅等)，加工工艺也非常复杂，在聚光条件下使用 时，光伏电池的温度会变得很高，需要更苛刻且效率很高的冷却技术。尤其是硅 材料光伏电池，在日照强度恒定和光伏电池温度升高的情况下，会导致开路电压 降低，降低率为-0.4％／K～-0.5％／K，从而使硅材料光伏电池的输出功率也降低。冷 却装置会增加光伏发电系统的成本，不适合一般场合推广使用。

如果聚光电池在3～10倍以内的太阳光强条件下工作，可以节省66～90％的太 阳电池。在太阳电池产生的温度，可以通过使用常规散热片的方式进行有效散热。 因此，这种聚光电池在降低发电成本方面具有一定优势。

在已公开的专利号ZL200510200596.0、名称为“使用光漏斗反射法在地球上 实现数倍聚光的太阳能光伏电池发电装置”的专利文件中，这种装置理论上可以 实现3～7倍的聚光比，然而在现实情况下，考虑到尺寸与反射损失等因素，只能 达到3.5～4.3倍的聚光比。如果要达到所述的7倍聚光比，其反射面的尺寸需要 无限长才可以做到，这在实际生产应用中显然是行不通的。也就是说，这种结构 不能在3-10倍、甚至更高倍数之间实现尺寸变换，以适应不同气温环境。另一 方面，这种装置采用的是塑料壳体，在制造加工与温度等各种因素共同作用下， 使以塑料为基底形成的平面反射面极易发生变形，变形后的反射面在其太阳电池 表面分布的聚光光线很不均匀，使太阳电池的光电转换能力下降。

透射聚光也是实现较高倍数的一个途径，由于菲涅尔透镜的大量生产而降低 下来的成本也是十分引人注目的。然而从技术的角度来看，菲涅尔透镜在特定面 上的聚光光强的均匀性相对要差一些。从工业化的角度看来说，相比于反射法， 特制透镜的成本仍然高于具有高反射率反射镜面的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用二次反射法实现数倍聚光的太阳能发电装 置，在圆片状光伏电池表面各点具有比较均匀的辐射强度，有利于提高圆片状光 伏电池的整体光电转换效率。

本发明的目的是这样实现的：一种使用二次反射法实现数倍聚光的太阳能发 电装置，胶膜将与导电板配合连接的圆片状光伏电池密封在电路板上，导电板及 圆片状光伏电池所构成的电流输出器一同配合设置在反射镜面体底部开口处的底 座内，环形防水密封压圈配合密封反射镜面体下端开口，反射镜面体与圆片状光 伏电池朝上的受光面相配合设置，散热器基板配合固装在位于反射镜面体底部的 底座上；