[发明专利]一种基于双轴太阳跟踪器的双面光伏组件系统以及增加该系统发电量的方法

权利要求书

1.一种基于双轴太阳跟踪器的双面光伏组件系统，包括双面光伏组件(1)，其特征在于：所述双面光伏组件(1)与双轴太阳跟踪器连接，在所述双面光伏组件(1)两侧上方设置有正面反射镜(2)，所述正面反射镜(2)的内侧边缘与双面光伏组件(1)的外侧边缘重合，所述正面反射镜(2)用于将太阳光反射至双面光伏组件(1)的正面，在所述双面光伏组件(1)下方两侧分别设置有背面反射镜(3)，所述背面反射镜(3)用于将太阳光反射至双面光伏组件(1)的背面，所述正面反射镜(2)的外侧边缘与背面反射镜(3)的内侧边缘在同一竖直面上。

2.根据权利要求1所述的基于双轴太阳跟踪器的双面光伏组件系统，其特征在于：所述正面反射镜(2)相对于双面光伏组件(1)的具体安装位置为：

其中，δ为正面反射镜的安装角度，即正面反射镜与水平面的锐角夹角；α为双面光伏组件与正面反射镜外侧边缘反射光线的夹角；b₁为正面反射镜在水平面上的投影宽度；B为双面光伏组件的宽度；B₁为正面反射镜的宽度；H₁为正面反射镜的安装高度；

所述背面反射镜(3)相对于双面光伏组件(1)的具体安装位置为：

B₂＝b₂/cosγ

h₂₂＝tgγ·b₂

h₂₁＝tgβ·(b₁+b₂)

H₂＝h₂₁+h₂₂，

其中，γ为背面反射镜的安装角度，即背面反射镜与水平面的锐角夹角；β为双面光伏组件与背面反射镜内侧边缘反射光线的夹角；B₂为背面反射镜的宽度；b₂为背面反射镜在水平面上的投影宽度；h₂₁为背面反射镜上端部与双面光伏组件之间的垂直高度；h₂₂为背面反射镜上端部与背面反射镜下端部之间的垂直高度；H₂为背面反射镜的安装高度，即背面反射镜下端部与双面光伏组件之间的垂直高度。

3.一种基于双轴太阳跟踪器的双面光伏组件系统中增加发电量的方法，其特征在于：所述双面光伏组件与双轴太阳跟踪器连接，在所述双面光伏组件两侧上方设置有正面反射镜，所述正面反射镜将其镜面反射的太阳光线全部照射在双面光伏组件的正面区域内，在所述双面光伏组件下方两侧分别设置有背面反射镜，所述背面反射镜将其镜面反射的太阳光线全部照射在双面光伏组件的背面区域内，假设双面光伏组件正面接收的光通量为φ，背面接收的光通量为0.1φ，则在双面光伏组件增加正、反面反射镜后，双面光伏组件正面接收的光通量为其中，B为双面光伏组件的宽度，b₁为正面反射镜在水平面上的投影宽度；双面光伏组件背面接收的光通量为,

其中，B为双面光伏组件的宽度，b₂为背面反射镜在水平面上的投影宽度。

4.根据权利要求3所述的基于双轴太阳跟踪器的双面光伏组件系统中增加发电量的方法，其特征在于：利用双面光伏组件正、背面增加组件接收光线的光通量，其具体方法是：

首先根据设定的拟增加量和双面光伏组件的宽度B，确定正面反射镜在水平面上的投影宽度b₁以及背面反射镜在水平面上的投影宽度b₂，并分别计算出正面反射镜和背面反射镜的安装位置、安装角度及反射镜宽度，具体计算过程如下：

(1)正面反射镜O₁O₂，

由∠B＝∠C＝∠D；∠F＝∠δ；∠D＝90°-∠δ；∠E＝90°-∠F，其中，∠B为正面反射镜外侧边缘垂直入射光线与正面反射镜的锐角夹角；∠C为正面反射镜外侧边缘反射光线与正面反射镜的夹角；∠D为正面反射镜与竖直面的锐角夹角；∠F为正面反射镜上端与水平面的锐角夹角；∠δ为正面反射镜的安装角度，即正面反射镜下端与水平面的锐角夹角；∠E为正面反射镜下端与竖直面的锐角夹角；

得到∠E＝∠C，且O₁O₃＝O₂O₃＝h₁₂；

又∠A＝∠α；其中，∠A为O₁O₃与水平面的夹角，∠α为双面光伏组件与正面反射镜外侧边缘反射光线的夹角，h₁₂为O₃与正面反射镜上端部之间的垂直距离，b₁为正面反射镜在水平面上的投影宽度；B为双面光伏组件的宽度；

得到

又

故

又H₁＝tgα·(b₁+B)，其中，H₁为正面反射镜的安装高度；

得到即正面反射镜的安装角度；

又

得到即正面反射镜的宽度；

(2)反面反射镜O₄O₅，

由∠β＝∠a，其中，∠β为双面光伏组件与背面反射镜内侧边缘反射光线的夹角；∠a为双面光伏组件与背面反射镜外侧边缘反射光线的夹角；

得到其中，h₂₁为背面反射镜上端部与双面光伏组件之间的垂直高度；h₂₂为背面反射镜上端部与背面反射镜下端部之间的垂直高度；b₁为正面反射镜在水平面上的投影宽度；b₂为背面反射镜在水平面上的投影宽度；B为双面光伏组件的宽度；

又∠c＝∠g＝∠f，∠γ＝90°-∠g＝∠e＝∠d，其中，∠c为垂直入射光线与背面反射镜的锐角夹角；∠g为背面反射镜与竖直面的锐角夹角；∠f为背面反射镜外侧边缘反射光线与背面反射镜的夹角；∠γ为背面反射镜的安装角度，即背面反射镜与水平面的锐角夹角；∠e为为背面反射镜的垂直面与背面反射镜外侧边缘反射光线的夹角；∠d为背面反射镜的垂直面与竖直面的夹角；

得到即背面反射镜的安装角度；

又

得到化简得：

又设且0＜sinβ＜1；

方程①可化为：

(其中)；

(其中)；

故：背面反射镜的安装角度

背面反射镜的宽度B₂＝b₂/cosγ；

其中，h₂₂＝tgγ·b₂，h₂₁＝tgβ·(b₁+b₂)；

背面反射镜的的安装高度H₂＝h₂₁+h₂₂；

即采用上述正、背面反射镜相对于双面光伏组件的安装位置，能充分利用双面光伏组件的正、背面，增加双面光伏组件接收光线的光通量并增加双面光伏组件的发电量。