[实用新型]一种低倍聚光光伏组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光伏发电组件，尤其涉及一种非运动跟踪的管状低倍聚光光伏组件。 

背景技术

太阳能作为一种可再生绿色能源具有广阔的发展前景，太阳能光伏发电已成为新能源利用的一种重要方法。太阳能光伏发电系统中，光伏发电组件是实现光电转换的主要器件，也是光伏发电系统中最大的一部分成本。目前的主流光伏模组均为板状光伏模组，直接将光伏电池封装在玻璃板内，接收正常辐照强度的太阳光线照射发电，一方面光伏模组的成本绝大部分来自光伏电池，光伏电池成本很难再有大幅度降低，造成光伏系统成本居高不下；另一方面，板状模组很容易受风力影响，需要坚固的金属支架予以固定，成本较高。此外，模组受光面后部会形成大块阴影区域，严重影响到后部空间的采光，也会阻碍光伏模组的安装。 

聚光光伏组件采用光学聚光系统将正常太阳光线汇聚一定倍数后照射到光伏电池组件上进行发电，可以节省大量光伏电池成本。虽然通过聚光系统进行跟踪，可使聚光光伏组件获得较高发电效率，但因一般的聚光跟踪过程中需要加装运动跟踪装置，不仅增加了一部分成本，并且由于运动跟踪装置制作、安装、运行过程中的实际精度与系统要求存在一定偏差，也会对系统运行的可靠性和效率产生不良影响；此外，通过光学聚光系统聚光后光伏电池组件接收光照密度大幅增加，为保持光伏电池组件发电效率，散热量也随之急剧增大。有数据表明，光伏电池温度每升高1℃，发电效率下降0.35%～0.5%左右，因此需要额外增加散热装置，才能保持光伏电池组件正常的发电效率；另外，透射式聚光往往采用有机材料透镜如菲涅尔透镜结构，该菲涅尔透镜结构常采用聚烯烃材料注压形成薄片，有机材料暴晒在阳光中不可避免地老化、透光率下降，使聚光光伏电池组件寿命及效率受到影响。 

另外，一般聚光光伏组件倍数较高（从七倍至一千多倍），只能将接收到的直射光及很少部分散射光汇聚到电池上，无论菲涅尔透射式还是抛物面反射式结构，经过这类光学系统的散射光由于偏离设计聚光光轴角度较大，绝大部分散 射光都无法到达光伏电池组件表面；在绝大部分地区，特别是适合分布式布置光伏系统的市区，太阳光线全辐照中包含较多的散射光，如果无法对散射光进行有效接收，会对单位功率组件年发电量产生较大影响，导致整体年发电效率降低，也增加了单位光伏电池组件的发电成本。 

一般聚光光伏组件实施运动跟踪聚光发电，通常包括单轴跟踪和双轴跟踪两种方式。其中单轴跟踪例如东西轴向布置的南北方向的太阳光高度方向跟踪（聚光光伏组件绕东西轴向旋转跟踪太阳光）或南北轴向布置的东西方向上的太阳光方位方向跟踪（聚光光伏组件绕南北轴向或极轴方式旋转跟踪太阳光）；双轴跟踪分别在在南北方向及东西方向实施跟踪，将太阳光垂直入射于光伏电池组件上，通常情况双轴跟踪比单轴跟踪的聚光倍率要高，但跟踪成本会增加不少。无论是单轴跟踪还是双轴跟踪，只要存在运动机构，其长期在室外自然环境中的运行可靠性都存在很大挑战。 

管状结构具有很好的机械强度，特别是透明玻璃管外壳具有重量轻、成本很低、密封性能优异、耐候性好、机械强度大、自支撑力强及使用寿命长等显著优点。 

常见聚光光伏组件采用钢材结构、平板玻璃封装，实施单轴或多轴跟踪，均存在上述诸多问题。如何获得一种结构简单、封装方便、密封性能优异、耐候性好、成本低、机械强度大、自支撑力强、光伏电池组件使用量较少，发电效率较高，且能够在安装位置及角度都固定的情况下全部接收特定角度范围内的太阳光照及该角度范围之外的部分太阳光照的一种聚光发电装置，是本实用新型的主要工作。从而简化系统设计，提高系统的可靠性，实现非运动跟踪的聚光发电。 

发明内容

本实用新型目的在于克服以上描述的传统平板光伏组件使用的光伏电池较多，钢架支撑及封装成本较高，易受风力影响，安装不方便等问题；以及传统聚光光伏组件结构复杂，制造成本高昂，实施单轴或双轴的运动跟踪成本较高，长期运行可靠性不高，且传统聚光光伏组件基本只能接收直射光等问题；本实用新型提供一种低倍聚光光伏组件，包括低倍聚光系统、光伏电池组件及与光伏电池组件良好导热接触的散热装置；其特征在于，所述低倍聚光光伏组件具有两端封闭的玻璃管外壳，所述低倍聚光光伏组件整体东西轴方向安装，并且所述低 倍聚光光伏组件的光学中心轴面与东西方向垂直面所形成的角度接近当地纬度角度，因而所述低倍聚光光伏组件可对较大角度范围内的入射太阳光线实施非运动跟踪，实施高效聚光发电。