[发明专利]光伏结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏结构，该光伏结构包括在其间限定内部空间的第一壁和第二壁及设置在第一壁上的多个光伏模块。

背景技术

航空部门发挥材料的轻质提高的优势，使得能够制造用于设计飞行物体(例如透镜式飞船)的光伏模块，飞行物体装备有这样的模块以提供用于所述物体的电源供给。

飞行物体由此包括运载结构，该运载结构包括在其间限定封闭空间(该封闭空间容纳有轻质气体)的两个壁、凸面的上壁以及下壁，该凸面的上壁(上表面)旨在暴露于太阳辐射，该下壁(下表面)的曲率与上壁的曲率相反。

光伏模块通过吊钩系统设置在上壁上，该吊钩系统允许卸下光伏模块。

由于所使用的材料，这些光伏模块非常轻质：它们通常由复合材料衬背、密封剂、光伏电池、密封剂以及防护性前表面构成。

考虑到物体的旋转对称性，光伏模块分布在不同的成角度的扇区中，同一个扇区的模块串联连结，每个扇区与电流转换器连结，该电流转换器自身连结至形成为飞行物体的能量来源的电池。

然而，该装置的性能在能源产出方面由于光照的变化是不利地(例如，一个或更多扇区由于云而局部或总体地变暗，或者不同扇区根据物体相对于太阳的定向而不均匀的光照)。

此外该问题并不是飞行物体特有的，而是还可以例如适用于在大海或海洋中漂浮并携带光伏模块的物体，或者其它旨在用于多种项目(运动或其它类型)的轻质结构(可充气的或可拆卸的大帐篷)。

发明内容

本发明的目的因此为设计一种光伏结构，该光伏结构包括多个光伏模块，且尽管在不同的模块的光照条件不均匀的情况下在能量产生方面也具有改进的性能。

根据本发明，光伏结构设置为包括第一壁及第二壁，所述第一壁与所述第二壁在它们之间限定内部空间，

所述第一壁对太阳辐射为至少部分透明的并包括外部面和内部面，所述外部面旨在暴露于太阳辐射，

所述第二壁包括面向所述第一壁的内部面的内部面，第二壁的所述内部面相对于太阳辐射为至少部分反射的，所述第一壁形成封闭的包封的一部分，所述第二壁设置在所述包封内部，

多个光伏模块各自包括多个双面光伏电池，所述模块设置在所述第一壁的外部面上，每个双面电池包括外部面和内部面，该外部面旨在暴露于入射太阳辐射，该内部面面向第一壁的外部面，

从而当结构暴露于太阳辐射的时候，入射辐射的第一部分朝着所述双面光伏电池的外部面而传输，所述入射辐射的第二部分穿过第一壁的一部分而传输且至少部分在第二壁的内部面上反射，所述反射部分朝着双面光伏电池的内部面穿过第一壁而传输。

术语“双面”理解为意指光伏电池的每个主面都为光伏的。这样的电池可以通过将常规电池的背面仅仅局部地金属化而获得，例如以网格或任何其它形状的形式。为了实现本发明，可以考虑双面电池的每个面的表面的至少50％适于传输入射辐射。目前商业上可获得的双面电池背面所获得的输出与前面所获得的输出之间的性能比率在85％与95％之间。

术语“至少部分透明”理解为意指第一壁允许太阳辐射的至少部分强度的传输。通常，太阳辐射的40％与90％之间的强度穿过第一壁。

术语“设置在包封内部”理解为意指第二壁与包封的壁不同。

有利地，包封为气密的且不漏液体的。

有利地，光伏模块以不相连的方式设置在第一壁上，入射辐射的一部分穿过位于两个不相连的光伏模块之间的第一壁的部分而传输。

根据一个实施方案，第二壁为平面的。

根据一个实施方案，所述第二壁具有根据第一壁的曲率以及根据第一壁上的光伏模块的分布而调整的曲率，以优化朝着所述模块的电池的内部面穿过第一壁的区域所传输的入射辐射的反射，所述模块位于所述第一壁的相对区域。

根据特别的实施方案，所述结构包括用于致动所述第二壁的装置，该装置适配成根据所述结构相对于太阳的位置而调整所述第二壁的曲率。

有利地，该结构具有至少一个对称平面或至少一个对称轴线。

根据一个实施方案，所述第一壁具有回转对称的凸面的形状，光伏模块在所述第一壁之上分布为多个成角度的扇区，同一个成角度的扇区的光伏模块串联连结。

所述第一壁的顶部部分可以没有光伏模块。

特别有利地，设置在第一壁上的所有光伏模块相同。

有利地，光伏模块可翻转地设置在第一壁上。

第一壁的材料可以包括玻璃纤维织物，第二壁由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成，所述第二壁的内部面金属化。

本发明的另一个主题涉及包括如上所述的结构的透镜式飞船，所述结构的包封充满运载气体。