[实用新型]太阳能集光装置安装结构

说明书

技术领域

本实用新型为一种太阳能集光装置安装结构，特别是指一种使用反射板作为集光装置的太阳能发电系统使用的太阳能集光装置安装结构。

背景技术

目前太阳能发电技术是以太阳能电池为主流，但目前太阳能电池发电面临最大的问题在于太阳能电池的光电转换效率不佳，造成发电效能不足的问题，以致于传统的太阳能发电系统必须使用大量的太阳能电池板产生电流，因此造成系统成本高昂。

为解决太阳能电池转换效率不佳的问题，已知的太阳能发电系统一直设法改进太阳能电池的材料与制程技术以提高其转换效率，然仍难有突破性的进展。采用III、V族材料以多层结构方式虽其转换效率较高，然因其所需搭配的菲涅尔透镜(fresnel lens)及双轴追日系统要求的精度均极高，否则其有效放大倍率将陡降，故而其成本仍是偏高。因此，近来逐渐有以反射板或透镜等集光装置搭配追日的方式以提高硅材太阳能电池的光通量使其增效。

除了太阳能电池外，近年来聚光太阳能热发电(或称聚焦型太阳能热发电：Concentrated solar power，缩写：CSP)也处于蓬勃发展中。CSP是一个集热式的太阳能发电系统。它使用反射镜或透镜，利用光学原理将较大面积的阳光汇聚到一个相对细小的集光区中，令太阳能集中，在发电机上的集光区受太阳光照射而升高温度，由光热转换原理将太阳能转换化为热能，热能再通过热机(通常是蒸汽涡轮发动机)做功驱动发电机，从而产生的电力。

在上述的太阳能电池发电系统或聚光太阳能热发电(CSP)系统中，大概分为采用反射板的反射式集光装置，以及采用菲涅尔透镜(fresnel lens)的聚光式集光装置。其中聚光式集光装置虽然具有体积小，放大倍率高的优点，然而由于其聚光的放大倍数过大，因此使得太阳能的光能转换单元在单位面积内集中承受了大量的光能，因此造成光能转换单元热度集中的问题，因此除非采用III、V族材料制成的太阳能电池板或者是采用高效率的散热系统解决热度集中的问题，否则将会造成光能转换单元过热，导致光能转换单元转换效率下降，甚至于损毁的情形产生。而且聚光式的太阳能集光装置另一个更严重的问题是在于聚光式的集光装置的聚光透镜的光轴必须准确地对准太阳，如果聚光透镜的光轴稍微偏移太阳角度，将会造成有效放大倍率陡降的情形产生，因此使得该种聚光式太阳能集光装置必须搭配精密的追日系统并须经精密调校方可达成效果，因此造成了聚光式太阳能集光装置成本高昂。

而反射式太阳能集光装置，其是通过在光能转换单元周围架设多个反射板以将太阳光源反射集中在光能转换单元的受光面上。因此太阳能集光装置的光能放大倍率和其使用反射板的面积呈正相关，反射板的面积越大，便能够将更多的太阳光线反射集中在光能转换单元的受光面上，因此唯有加大反射板的面积与高度，才能提高集光装置的有效光放大倍率。

如图1及图2所示，为一种常用的反射式太阳能集光装置1的构造，该集光装置1包括多个光能转换单元2及多组设置于光能转换单元2的周边的反射板3。其中光能转换单元2为一矩形的太阳能电池板，在多个光能转换单元2的周边设置多个所述反射板3，并且将多个光能转换单元2连同反射板3设置在一个基板5上，通过反射板3将光线投射于光能转换单元2的受光面上。

由于太阳光线在大气中是以直线路径传递，因此在光能转换单元2的受光面和太阳光线垂直状态下，各个反射板3只有和光能转换单元2的四个侧边相等宽度的范围内所反射的光线才能够投射在光能转换单元2的受光面上，而超出光能转换单元2的四个侧边的范围的反射板所反射的光线将无法直接投射在光能转换单元2的受光面上，因此使得反射板3的宽度通常设计成和光能转换单元2的四个侧边等宽的矩形，然后再在每两个相邻的反射板之间的间隙中分别设置一平面形反射板状的辅助反射板4，用以将光能转换单元2的四个尖角处超出反射板3的有效反射范围以外的光线反射在光能转换单元2的受光面上，以增加光能转换单元2总体的进光量。然而，该平面形辅助反射板4的顶端宽度若大于光能转换单元2的对角线长度时，其两端超过该对角线长度范围处的反射光必须通过其他辅助反射板4或反射板3的再反射才有可能投射到光能转换单元2的受光面上，如此不仅损耗能量多，甚至于有部分因经多次反射而最后是向上远离以致无法反射到光能转换单元2的受光面上，因此造成辅助反射板4所能提供的有效集光量降低。此外，因受光能转换单元2的形状限制，其单元形状只能是成八边形，无法像正六边形般做到完全紧密排列，仍留有无法利用的空隙。