[实用新型]用于聚光光伏系统的二次聚光电池封装模组

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可用于聚光光伏发电系统的二次聚光电池模组，特别是一种具有二次聚光和散热的太阳能电池的封装模组。

背景技术

聚光光伏发电技术是通过聚光器而使较大面积的阳光会聚在一个较小的范围内，克服太阳辐射能流密度低的缺陷，可以成倍提高太阳能电池的短路电流，从而使得同样数量的半导体材料产生更多的电能，而增加的聚光部件的价格远低于所节约的半导体材料价格，从而大幅度降低光伏发电系统的成本，有利于光伏发电系统在我国的推广应用。而高倍聚光电池更可以大大降低光伏系统成本，对提高光伏系统的整体转换效率和提高系统的可靠性和实用性均具有重要价值。

由于聚光电池模组对入射光线的方向十分敏感，很小的指向误差就会使电池输出功率大大降低，因此现有的高倍聚光电池模组必须对太阳进行高精度的二维精确跟踪，导致其成本高、可靠性变差、故障率高、容差特性比较小、组件的抗风沙和防潮能力差，而且电池工作在高光场条件下，热量聚集，需要将热量快速导出，以降低电池温度，否则将影响电池的工作可靠性和工作寿命。

对于高倍聚光系统电池模组来说，电池不能直接置于聚焦光斑下。因为光场能流密度过高，电池温度急剧上升，电池的输出功率会急速下降，而且会导致电池的损伤，造成使用寿命大大降低，需要有效的热量导出措施，同时光场的不均匀也会导致电池自身的互相充电，造成电池内部损耗，效率大大下降。但在现有技术中，如何保证光伏系统的工作效率以及光场的均匀性问题还没有得到有效的解决。

发明内容

本实用新型提出了一种用于聚光光伏系统的二次聚光电池封装模组，旨在解决现有的高倍聚光电池模组存在容差特性比较小、跟踪系统故障率高、可靠性低、成本高、抗风沙和防潮能力差等技术问题。

为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的：所提供的二次聚光电池封装模组包括太阳能电池组件、透镜、散热组件、内设有复合抛物面型反射器的壳体和引线结构，散热组件安装在壳体内复合抛物面反射器的下方，太阳能电池组件的背电极焊层通过绝缘导热层设置在散热组件上并位于复合抛物面型反射器的底部，透镜固定在壳体的顶部，透镜和复合抛物面型反射器构成电池封装模组的光学整形系统，其特征在于所述透镜为聚光透镜或者棱镜，所述的太阳能电池组件安装在透镜的焦距附近，所述的散热组件为热沉。

本实用新型所述的电池封装模组的组件还包括二次反射镜，该二次反射镜设置在太阳能电池组件上方0～1毫米位置处并与太阳能电池形成二次聚光光路。

本实用新型所述的电池封装模组的组件还包括二次反射镜阵列，该二次反射镜阵列为安装在太阳能电池组件四周并与太阳能电池组件形成cpc的复合抛物面形结构的反射镜。

本实用新型所述的电池封装模组的组件还包括二次反射镜阵列，所述二次反射镜阵列为安装在聚光太阳能电池上方的复合抛物面型反射器，复合抛物面焦点为电池上方2～3毫米，上方口径为20～25毫米，下端口径为5～10毫米。

本实用新型的技术解决方案还包括：所述透镜为凸镜，由高透光光学玻璃制成。

本实用新型需要配合多种聚光系统使用，包括透射式的聚光系统如菲涅耳透镜以及反射式的聚光系统。实际工作时，日光通过透镜聚焦使高效太阳能电池组件接受到的光能，光电效应转化为电流和电压，经输出路输出电能。电流的输出一端从电极采用引线焊接到焊柱上，另一端通过钢焊电池组件背电极与散热组件(热沉)形成电连接，导出电流。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点是：

1、本实用新型采用了透镜，利用其对经过高倍菲涅耳聚光镜片和反射式聚光系统的太阳光聚光光束以及对聚焦光斑的光场分布进行矫正和匀化的光学整形，提高了单位面积的光通量和能流密度和均匀性，提高了电池单位面积输出功率并优化了高倍聚光电池模组的容差特性，使太阳能电池的用量仅为固定式光伏发电系统的1/500到1/1000，保证了电池的输出效率，降低了跟踪系统所需跟踪精度，提高了系统可靠性。

2、透镜在收集太阳光线的同时，对太阳电池具有保护作用，它过滤了大部分红外线，有利于降低电池温度、提高工作效率以及提高电池的使用寿命。

3、本实用新型采用了二次反射镜来优化主透镜镜的性能，提高了聚光太阳能电池对入射光线方向的容差，通常聚光系统要求跟踪精度小于0.1度，采用本实用新型技术可以将跟踪精度放宽到1度左右，大大提高了可靠性，并降低成本和安装难度，使透射日光的损耗降到最小，提高了太阳能电池的单位面积的输出功率。