[发明专利]一种太阳能跟踪聚光发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能设备，特别是一种太阳能跟踪聚光发电系统。

背景技术

太阳能是一种永不耗尽且无污染的能源，在解决目前石化能源所面临的污染与短缺的问题时，一直是最受瞩目的焦点。由于太阳能面板具有光伏电池，使得太阳能面板能直接将光能转换成电能。然而，如何充分地利用太阳光使其具有较佳的光电转换效率则为目前相当重要的研究课题。

现有太阳能跟踪系统支架多采用立柱形式，一般业内双轴跟踪系统能提升30%左右的发电量，但是缺点是抗风能力有限，造价昂贵，且容易出现支架变形，转动不灵等故障。如果采用固定支架，则抗风能力没有太大问题，但是阳光资源浪费严重，因此相当多的光伏电站都宁可采用固定支架。目前常见的太阳能电池板多以钢化玻璃做面板，都具备一定的抗冰雹能力，但是和抗风能力一样，能抵抗的次数有限，碰上特大冰雹不能承受。

传统的聚光系统多以凸透镜（菲涅尔透镜）实现，聚光能力强大。缺点是在聚光的同时，也聚集了热，只能使用昂贵的专用的聚光太阳能电池，因为目前常用的多/单晶硅在高温下发电能力会大幅下降（一般不宜超过45℃），同时还伴随着面积增加（透镜），透镜磨损，风阻增大，支架成本上升等问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供成本低且增加发电量，使发电量可以达到太阳能电池板的饱和转换率的，抗风能力强的一种太阳能跟踪聚光发电系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能跟踪聚光发电系统，包括太阳能发电组件、跟踪组件和聚光组件，所述的太阳能发电组件中设有太阳能电池板及安装太阳能电池板的底盘，所述的底盘下设有至少两个万向轮，且通过跟踪组件装设于地面，其中：所述的聚光组件中设有镜面板，所述的镜面板的一端通过蜗轮及蜗杆安装于太阳能电池板的一端，且构成夹角α，所述的夹角α由连接蜗轮及蜗杆的电机一控制调节，所述的聚光组件中还设有升降调节装置，所述的升降调节装置置于太阳能电池板及底盘的之间。

所述的夹角α与太阳的照射角度决定经过由镜面板反射到太阳能电池板的阳光入射角度，所述的阳光入射角度越大，太阳能电池板的功率增强越多，反之则越少。在太阳能电池板所承受的太阳能峰值允许的情况下，相比没有镜面板反射的太阳能系统的发电量达到三倍甚至更多。

在阳光直射光线保持与太阳能电池板垂直、镜面板和太阳能电池板的面积比为1:1的情况下，控制夹角α越大，阳光入射角度越小。实测情况如下：使阳光垂直照射太阳能电池板，当电池板与镜面板夹角α为120度时，折射后的阳光以30度照射电池板，原太阳能发电系统的发电功率提升达33%；调整电池板与镜面板的角度α，使折射的阳光以45度照射电池板时，原太阳能发电系统的发电功率提升达45%。

实测1m X 1m的太阳能电池板，如果需要折射后的阳光入射角度以30度角照射太阳能电池板，则需要将镜面板与太阳能电池板的夹角α成120度，镜面板的尺寸为1m X 1m，可提升30%的实时功率。如果要折射后的阳光入射角以45度角照射太阳能电池板，夹角α为112.5度，镜面尺寸为1m X 1.85m。夹角α越小，功率增强越多，镜面板的面积越大，反言之，夹角α越大，功率增强越少，镜面板的面积越小。在夏天高温的时候，可将镜面板与太阳能电池板的夹角α从日出逐渐增大，以免过度聚光使太阳能电池板温度过高，从而导致发电量下降，而过了中午阳光直射后至日落，夹角α逐渐变小来增强功率。

进一步而言，所述的镜面板采用市面上的反光板，甚至采用廉价的板材加一层反光膜，通过上述方案安装于原太阳能发电系统，所达到的功率提升远远超出所投资的成本价值。换言之，在相同的环境下布置太阳能发电系统，本发明在提供相同的发电量情况下，所投资的场地面积要略大于传统的太阳能发电系统，但所投资太阳能发电设备数量及成本大大降低。

如上所述，聚光组件的造价可以做到极低，对于整个太阳能发电系统的造价增加极少，而其所能增强的功率可最大化的接近原有设备的峰值。无论在夏天还是冬天，所述的太阳能电池板在日出和日落所接收的太阳能要少于中午时刻，其所接收的太阳能构成一条陡峭的波峰线。聚光组件可以增加日出和日落的阳光照射量，使陡峭的波峰线平缓，使太阳能电池板保持以接近峰值的功率输出。

作为本发明的进一步改进：所述的升降调节装置由支撑杆、滑块、丝杆及电机二组成，所述的支撑杆一端固定在太阳能电池板下的一支撑点并可绕支撑点转动，另一端与滑块连接，所述的滑块安装于丝杆上，所述的丝杆固定在底盘上，一端设有电机二，所述的太阳能电池板与底盘的一端连接构成夹角β，所述的夹角β由电机二控制调节。