[实用新型]光能收集装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年6月28日提交的第61/502,282号临时申请的优先权，该申请被通过引用结合到本申请中以用于所有目的。

技术领域

本实用新型涉及光伏能源。更特别地，本实用新型涉及使用光伏（PV）模块将太阳能转换成电能。

背景技术

本实用新型的发明人已经确定使用用于获取太阳能的PV带的一个挑战是如何有效地把入射光/辐射导向和聚集到光伏模块中的光伏带。另一个挑战是如何用能够使太阳能面板等的预期使用寿命持续例如超过20年的材料制造这种太阳能聚集器。

发明人考虑过的一种可能的解决方案是在PV模块内的PV带前方使用金属聚集器。这种解决方案的缺点包括金属聚集器将是庞大的并将导致太阳能面板的厚度极大地增加。另一个缺点包括暴露的金属随时间流逝可能腐蚀并失去反射能力。

发明人考虑过的另一种可能的解决方案是在PV带的顶部上使用薄的透明的聚碳酸酯层。在这种结构中，多个V形凹槽被模制到用作棱镜的聚碳酸酯层中。到达棱镜的入射光将因此被导向到位于V形凹槽内的PV带。

发明人考虑过的这种解决方案的一个可能的缺点是这种聚碳酸酯层的耐久性和寿命。更具体地，长期的（超过20年）透光度（例如，变模糊、裂纹）、几何性质稳定性（例如，无收缩）等无法确定地预测。

因此，期望用于调整PV带相对于聚集器的放置和用于制造PV面板的改进的聚集器装置和方法。

实用新型内容

本实用新型涉及光伏能源。更特别地，本实用新型涉及使用光伏（PV）模块将太阳能转换成电能。

根据本实用新型的多种实施例，入射光聚集器由透明的（例如，基本上透明的）或半透明的（例如，玻璃、丙烯酸树脂）材料制成并且被邻近PV模块的PV带放置。在多种实施例中，例如玻璃的材料或者其它透明材料的板被挤出成形为或者压印为以具有包括一系列半圆形区域的横截面。在工作中，每个半圆形区域作为太阳能聚集器以将例如平行光的太阳光朝向在半圆形区域的相对的表面上的更小的区域改变方向。考虑到半圆形区域中的非均匀性，可以在PV带上相对于透明材料做多种物理调整。

在多种实施例中，半圆形区域的几何聚光特性的特征在于基于平行光源和沿它的长度的光探测器。对于聚集器板上的多个半圆形区域，这种特性被重复。

在多种实施例中，特性数据可以用来作为PV带相对于材料板的定位操作的输入。例如，这种特性数据可以被使用者用来确定相对于材料板在x和y方向以及θ方向上放置PV带的位置。作为另一个实例，这种特性数据可以被能够拾取PV带并相对于材料板将PV带精确定位的机器或装置使用。多种实施例中，PVPV带相对于材料板的设置使PV带对太阳光的获取最大化。在其它的实施例中，该设置允许被PV带获取的投射到PV面板上的太阳光的更宽的入射角。此外，在多种实施例中，该设置可以基于物理性质而被修改，该物理性质比如：导电母线膨胀和收缩、在层压步骤的期间材料的回流等。

在多种实施例中，PV带被电耦接以形成PV组件（例如，12、14、24个PV带）。进而，多个PV组件被电耦接以形成PV串（例如，12、14个PV组件）。在多种实施例中，PV串的电流电压（IV）特性通过暗场测试确定。基于确定电流电压（IV）特性，PV串可以在合并到完成的PV模块中之前被匹配。特别地，具有类似的电流电压（IV）特性的PV带被连接以减少在PV带上的电应力（例如，不匹配）。在多种实施例中，12至14个PV串然后可以用导体/母线电连接。进而，相互连接的PV串被夹在包括玻璃板（例如，透明材料）、一个或多个粘合剂材料等的分层PV结构之间。该PV结构然后经受受控的压力层压过程以形成完成的PV面板（PV模块）。

以前，对于太阳能面板，许多重点被放在均匀性上。例如，太阳能面板内太阳能晶片的均匀设置、反射镜聚集器内太阳能电池的均匀设置等。本实用新型的发明人已经发现均匀性不总是所期望的。此外，发明人已经发现通过改变PV带在PV组件或者PV串内的设置位置可能是期望的。例如，通过确定太阳能聚集器的物理性质的变化，PV带的位置可以被设置在明显非均匀的位置。出乎意料地，发明人已经认识到，根据在这里描述的实施例制造的PV面板的太阳能效率得以提高。此外，发明人已经认识到这种PV面板的更大的入射角能力。因此，在这里描述的实施例提供了预料不到的效果。