[实用新型]一种管状跟踪聚光光伏组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光伏发电组件，尤其涉及一种可跟踪太阳光线的管状聚光光伏组件。 

背景技术

太阳能作为一种可再生绿色能源具有广阔的发展前景，太阳能发电已成为新能源利用的一种重要方法，太阳能光伏发电系统中，光伏发电组件是实现光电转换的主要器件，也是光伏发电系统中最大的一部分成本。目前的主流光伏模组均为板状光伏模组，直接将光伏电池封装在玻璃板内，接收正常辐照强度的太阳光线照射发电，一方面光伏模组的成本绝大部分来自光伏电池，电池成本很难再有大幅度降低，造成光伏系统成本居高不下；另一方面，板状模组很容易受风力影响，需要坚固的金属支架予以固定，成本较高。此外，模组受光面后部会形成大块阴影区域，严重影响到后部空间的采光，也会阻碍光伏模组的安装。 

聚光光伏组件采用光学聚光系统将正常太阳光线汇聚一定倍数后照射到光伏电池组件上进行发电，可以节省大量电池成本。虽然通过聚光系统进行跟踪，可使聚光光伏组件获得较高发电效率，但因一般的聚光跟踪过程中需要加装运动跟踪装置，不仅增加了一部分成本，并且由于运动跟踪装置制作、安装、运行过程中的实际精度与系统要求存在一定偏差，也会对系统运行可靠性和效率产生不良影响。此外，光伏聚光后光伏电池组件接收光照密度大幅增加，为保持光伏电池组件发电效率，散热量也随之急剧增大。有数据表明，光伏电池温度每升高1℃，发电效率下降0.35%～0.5%左右，因此需要额外增加散热装置，才能保持光伏电池组件正常的发电效率。另外，透射式聚光往往采用有机材料透镜如菲涅尔透镜结构，该菲涅尔透镜结构常采用聚烯烃材料注压形成薄片，有机材料暴晒在阳光中不可避免地老化、透光率下降，使聚光光伏电池组件寿命及效率受到影响。 

另外，一般聚光光伏组件倍数较高（从七倍至一千多倍），只能接收直射光及很少部分散射光，无论菲涅尔透射式还是抛物面反射式结构，经过这类光学系统的散射光由于偏离设计聚光光轴角度较大，绝大部分散射光都无法到达光伏电池组件表面。在绝大部分地区，特别是适合分布式布置光伏系统的市区，太阳光线全辐照中包含较多的散射光，如果无法对散射光进行有效接收，会对单位功率组件年发电量产生较大影响，导致整体年发电效率降低，也增加了单位光伏电池组件的发电成本。 

管状结构具有很好的机械强度，特别是透明玻璃管外壳具有重量轻、成本很低、密封 性能优异、耐候性好、机械强度大、自支撑力强及使用寿命长等显著优点。 

发明内容

本实用新型目的在于克服以上描述的传统平板光伏组件使用的电池较多，钢架支撑及封装成本较高，易受风力影响，安装不方便等问题；以及传统聚光光伏组件结构复杂，制造成本高昂，实施单轴或双轴的运动跟踪成本较高，长期运行可靠性不高，且传统聚光光伏组件基本只能接收直射光等问题；本实用新型提供一种管状跟踪聚光光伏组件，包括聚光系统、光伏电池组件及与光伏电池组件良好导热接触的散热装置，其特征在于，所述管状跟踪聚光光伏组件具有两端封闭的玻璃管外壳，所述管状跟踪聚光光伏组件受光面向阳布置，整体南北轴方向布置，且玻璃管外壳的旋转轴线与水平面成角度布置；并且所述管状跟踪聚光光伏组件实施受光面面向阳光跟踪，实施高效聚光发电。 

以传统的南北轴布置单轴跟踪一维线性聚光为例，定义传统槽式抛物面聚光光伏组件绕南北轴向旋转需要跟踪的角度为β，本专利所述的β值可具体为太阳光线投影至东西垂面的光线向量与水平面法向量的之间的夹角（如单轴跟踪为东西轴布置，则β值可具体为太阳光线投影至南北垂面的光线向量与水平面法向量的之间的夹角）。 

进一步地，所述管状跟踪聚光光伏组件的玻璃管外壳长度超过2.5米；优选地，所述管状跟踪聚光光伏组件的玻璃管外壳长度超过5米，可充分利用玻璃管外壳的强度和自支撑能力，简化安装工序，节省材料及人工成本，同时尽量减少聚光光伏组件两端非有效利用部分在整体长度中所占的比例，降低端部效应影响。 

进一步地，所述玻璃管外壳直径范围为30毫米～200毫米。 

优选地，所述玻璃管外壳直径范围为45毫米～150毫米，在尽量获得较大受光面积的同时，减小玻璃管外壳壁厚度，降低成本。 

进一步地,构成所述光伏电池组件的光伏电池为单晶硅电池或多晶硅电池或碲化镉电池或CIGS薄膜太阳能电池等。 

优选地，所述光伏电池为单晶硅电池或多晶硅电池或对上述两种电池进行切割或组合形成的仅仅尺寸和引线不同的光伏电池，以充分消化利用现有光伏行业产能。