[实用新型]一种密集阵列式聚光太阳能光伏装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏领域，尤其涉及一种密集阵列式聚光太阳能光伏装置。

背景技术

太阳能是最有应用价值的清洁能源之一，是未来基础能源的重要组成部分，太阳能光伏发电技术将太阳能直接转换为电能。

但是，长久以来太阳能发电系统的价格一直居高不下，其主要原因是因为太阳能的密度低，且太阳能电池的转化效率不高。为了降低太阳能发电系统的价格，高倍聚光太阳能光伏发电技术应运而生。聚光光伏发电技术通过透射或反射将接收到的太阳能放大成百上千倍，然后将放大的能量聚焦于效率极高的小光电池上。该技术利用大面积、便宜的聚光装置来代替昂贵而且供应紧张的单晶硅原料，进而达到大幅度降低太阳能光伏发电成本的目的，使太阳能光伏发电具有跟常规能源竞争的能力。具有质量轻、同比发电量比平板电池高30-40％、同比价格是平板电池的一半、安装方便、使用寿命长、可靠性高、造型美观大方、易于大范围组合安装形成大规模的光伏发电站等特点，因此聚光光伏发电技术已成为未来太阳能光伏发电技术的主要走向。

现有技术中，透射式聚光光伏发电主要采用传统的菲涅耳(Fresnel)透镜作为聚光光学元件，将大量太阳光聚焦到一块多节太阳能光电池上。为了采集更多太阳光以实现高聚光比，现有技术中用于聚光光伏发电的菲涅耳透镜口径通常比较大(例如：50mm×50mm)，而传统菲涅耳透镜的口径难以做大，此外，由于聚焦后的光斑很小(例如聚焦到2mm×2mm)，这样导致辐射到每个光电池芯片局部上的太阳光能量高度集中，容易损伤甚至烧坏光电池芯片，即该种技术存在很大的散热难题，为了使聚焦到太阳能电池上的太阳强分布均匀，该种聚光光伏装置中一般需要添加二次匀光装置。此外，现有的采用大口径菲涅耳透镜的聚光光伏装置还存在聚焦焦距长以致光伏装置无法小型化，以及光电池芯片内须排布电极等缺点。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种密集阵列式聚光太阳能光伏装置，用于解决现有的大口径菲涅耳聚光光伏发电技术中的太阳能电池散热难、聚光焦距长以及光电池芯片内须排布电极等问题。本实用新型所提供的阵列式聚光太阳能光伏装置散热简单、聚光焦距短、太阳能利用率高光电池芯片内部无需排布电极。

一种密集阵列式聚光太阳能光伏装置，包括：菲涅耳透镜阵列1、平面基板2和至少两块光电池3。

所述菲涅耳透镜阵列1处于顶层；所述菲涅耳透镜阵列1为一块整体透镜，上表面为平面，下表面有至少两组相同的成同心圆环状的锯齿；所述每组相同的同心圆环形成一个菲涅耳透镜，所有菲涅耳透镜组成阵列形式。

所述平面基板2设置于底层。

所述至少两块光电池3设置于所述平面基板2的上表面并排布为光电池阵列形式，所述光电池阵列中的光电池3的数目和所述菲涅耳透镜阵列1中的菲涅耳透镜数相同，且每块光电池3对应一个菲涅耳透镜。

每块所述光电池3位于该光电池3所对应的菲涅耳透镜的聚焦光斑上。

各所述菲涅耳透镜的下表面外围形状为方形，任意两个菲涅耳透镜的下表面完全一致且各菲涅耳透镜下表面无分割地紧密排列在一起。

每块光电池3由金属薄片4和嵌套于所述金属薄片4中央的受光区域5构成；任一所述光电池3的受光区域5的面积小于该光电池3所对应的菲涅耳透镜的下表面面积，每块光电池3的金属薄片4上设置有所述光电池3的电流输出电极6。

所述平面基板2包括：金属散热底板9和镀于其上的绝缘散热薄膜8；所述光电池3通过绝缘散热薄膜8固定于所述金属散热底板9上。

所述金属散热底板9的热膨胀系数与所述金属薄片4的热膨胀系数相同。

该装置还包括至少两个位于所述菲涅耳透镜阵列1和所述平面基板2之间的复合曲面反射镜。

所述至少两个复合曲面反射镜紧密排列成复合曲面反射镜阵列，复合曲面反射镜阵列中的复合曲面反射镜数目和光电池阵列中的光电池3的数目相同；每个复合曲面反射镜的底部出光口处封接一个光电池3，上端开口封接于所述光电池3所对应的菲涅耳透镜下表面，各所述复合曲面反射镜的内表面为反射面。

所述复合曲面反射镜为复合抛物面反射镜10。

所述复合曲面反射镜为复合双曲面反射镜11。

该装置还包括至少两个位于所述菲涅耳透镜阵列1和平面基板2之间的漏斗型平凸透镜12。