[发明专利]一种智能聚光太阳能电池单体模组

说明书

本发明涉及的是一种以聚光方式发电的具有自动跟踪阳光的智能太阳能电池单体模组。在太阳能电池半导体芯片的前方设置有一个可使太阳能电池半导体芯片获得最佳光电转换效率的光斑自动调整系统，在密封罩和模组底座之间设置有一套驱动电池模组跟随太阳水平运动的水平旋转驱动系统和一套驱动电池模组跟随太阳俯仰运动的俯仰旋转驱动系统。本发明实现了单体模组的独立三维跟踪，结构简单、发电效率高、维护方便、适用范围广。

技术领域

本发明涉及的是一种以聚光方式发电的具有自动跟踪阳光的智能太阳能电池单体模组。

背景技术

随着社会的发展，能源问题日益成为全世界各国必须面对的首要问题。在石油，天然气等不可再生资源日益枯竭的今天，更加环保，更加清洁的太阳能资源得到了越来越广泛的利用。但是如何提高太阳能的利用率，使其更有效的，更方便的，更便宜地被利用的问题也日益突出。

目前普遍采用的大面积多个体聚光或非聚光太阳能电池板，存在着诸多不足：首先大面积多个体聚光太阳能电池板的聚光镜是一体的，因此对于每个芯片的聚焦状态不可能都一样，所以每个芯片的输出电能的效率将不一样，不能充分发挥芯片的输出功率，而且随着使用时间的增加聚光镜和结构零件将发生形变，这样聚焦状态将发生更大的变化，将更加剧了芯片输出功率的下降；其次因为产品的面积大因此其抗风能力差，在强风下易损坏；再者因为产品的面积大所以安装和维修都不方便，因此对安装地点和位置要求较高，而且必须用较大的吊装设备来安装，维修则必须由专业人员进行还需要专用的设备；还有因为体积大，则用于跟踪的驱动能耗也较大。综上所述因此它们的应用领域将受到限制，售后服务的成本也较高。

发明内容

为了提高单位面积的发电效率，降低太阳能电池的生产成本和发电的成本，充分发挥每个电池模组的光电转化效率，提升对不同外界环境的适应能力，本发明提供了一种智能聚光太阳能电池单体模组。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能聚光太阳能电池单体模组，具有透镜框，在透镜框内密封嵌装有菲涅尔透镜，在菲涅尔透镜后方设置有密封罩，在密封罩的后方设置有表面封装太阳能电池半导体芯片的芯片底座，芯片底座与设置在后方的散热器固定连接，在密封罩的下方设置有模组底座。芯片底座的作用主要是固定电池芯片并与散热器连接，散热器的作用是将由于强烈的聚光太阳能照在电池半导体芯片上没有转换成电能的热量散掉，使芯片处于正常温度下，以保证芯片的最佳光电转换效率。

在太阳能电池半导体芯片的前方设置有一个可使太阳能电池半导体芯片获得最佳光电转换比率的光斑自动调整系统，在密封罩和模组底座之间设置有一套驱动电池模组跟随太阳水平运动的水平旋转驱动系统和一套驱动电池模组跟随太阳俯仰运动的俯仰旋转驱动系统，在模组底座上设置有用于控制光斑自动调整系统、水平旋转驱动系统和俯仰旋转驱动系统的智能系统控制芯片。太阳能电池半导体芯片及底座和密封罩密封成一个整体，该整体与光斑自动调整系统、水平旋转驱动系统和俯仰旋转驱动系统连接起来，这样将形成三维(光斑自动调整、水平旋转、俯仰旋转)阳光跟踪系统，根据一系列参数识别由智能系统控制芯片发出指令给相应的系统，从而保证随着①太阳水平(地球经度方向)和②俯仰(地球纬度方向)的位置变化时，以及③菲涅尔透镜应表面因时间和温度及自然风力压强变化而引起的焦距漂移和④太阳的光强发生变化时可使太阳能电池半导体芯片获得最佳光电转换比率时，而移动三维阳光跟踪系统使本智能聚光太阳能电池单体模组输出最高的发电功率。

为了对密封罩及太阳能电池半导体芯片进行有效防护，进一步地：在密封罩、光斑自动调整系统和芯片底座的外部设置有外壳，而散热器露于外壳外以保证良好的散热效果。

为了提高智能系统控制芯片对菲涅尔透镜进行调整的效率，进一步地：在透镜框上设置有用于根据太阳光线强度和太阳方位控制跟踪阳光的光照强度和入射角度的光照识别系统。这样，使智能系统控制芯片对菲涅尔透镜的调整的信息来源不仅可以通过太阳能电池半导体芯片进行光强和功率信息的反馈，而且另外可以通过光照识别系统进行光强和入射角信息反馈。