[实用新型]聚光型光伏单元、聚光型光伏模块，聚光型光伏面板和聚光型光伏装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于通过将太阳光聚集在发电元件上、以产生电力的聚光型光伏(CPV)单元、模块、面板、和装置。

背景技术

形成用于聚光型光伏的光学系统基础单元的单元例如包括构成凸透镜的一次透镜、构成球面透镜的二次透镜和发电元件(例如，见专利文献1)。作为发电元件，可使用高发电效率的太阳能电池。太阳光由一次透镜聚集，以入射到二次透镜上，然后由二次透镜进一步地聚集，以到达发电元件。这样的结构允许大量光能聚集到较小的发电元件上，从而能够高效地发电。大量的这样的聚光型光伏单元布置成矩阵形状，以形成聚光型光伏模块，然后，大量的模块布置成矩阵形状，以形成聚光型光伏面板。聚光型光伏面板与用于使得面板面对太阳、同时执行跟踪操作的驱动设备一起形成聚光型光伏装置。

二次透镜被设置为用于将光能聚集到较小区域上，从而尽可能地减小所需的昂贵的发电元件的面积，而更好地是，为了减少跟踪太阳时的偏离和减少二次透镜相对于一次透镜的安装位置的误差的影响，从而提高聚集的准确率。也就是，在仅设置一次透镜的情况下，当光轴由于跟踪偏离或安装位置的误差而移位时，所聚集的光线的一部分会外泄到发电元件的受光面之外。在此情况下，降低了发电效率。因此，为了在即使光轴发生一些移位的情况下、也可将光引导到发电元件，从而设置了构成球面透镜的二次透镜(例如，见专利文献1)。

还提出了这样的技术，即，使用具有包括两个弧形突起的特殊形 状的透镜作为二次透镜，来提高发电效率(例如，见专利文献2(第0006段)。此外在这种情况下，在仅使用一次透镜的情况下、可能泄露到发电元件的受光面之外的光线能够由二次透镜引导到受光面。

专利文献1：美国专利申请公开US2010/0236603A1

专利文献2：日本特许专利公开No.2002-270885

实用新型内容

然而，在除了一次透镜还包括二次透镜的聚光型光伏单元中，一次透镜和二次透镜两者的透光度不是100％。透光度不是100％的原因是光被每个透镜反射和吸收。为了高效地发生，期望尽可能地提高透光度。然而，事实上，即使提高1％也是不容易的。

鉴于这些传统的问题，本实用新型的目的是在包括二次透镜的聚光型光伏光学系统中，增加到达发电元件的光量，从而提高发电效率。

本实用新型是一种聚光型光伏单元，其构成为通过二次聚光部将由一次聚光部聚集的太阳光引导到发电元件，该二次聚光部包括：具有三维形状的二次透镜；以及半透明的并且具有比空气高且比二次透镜低的折射率的覆盖部，所述覆盖部沿着所述二次透镜中的、至少太阳光入射的表面延伸，从而以薄膜状对该表面进行覆盖。

此外，能够由所述聚光型光伏单元，构成聚光型光伏模块/面板/装置。

所述聚光型光伏模块通过布置多个所述聚光型光伏单元而形成。

所述聚光型光伏面板通过布置多个所述聚光型光伏模块而形成。

所述聚光型伏装置包括所述聚光型光伏面板；以及驱动设备，其 被构成为驱动所述聚光型光伏面板，以在面对太阳的方向的同时执行跟踪太阳运动的操作。

根据本实用新型的聚光型光伏单元，能够提高发电效率。包括该单元的聚光型光伏模块/面板/装置也能够提高发电效率。

附图说明

图1是示出聚光型光伏装置的一个例子的透视图。

图2是示出包括驱动设备等的聚光型光伏系统的一个例子。

图3是示出聚光型光伏模块的一个例子的放大透视图。

图4是图3中的IV部分的放大图。

图5是示出具有挠性衬底的二次聚光部和发电元件的放大透视图。

图6是仅示出二次聚光部和发电元件的横截面图。

图7是示出作为形成上述模块的光学系统基础单元的聚光型光伏单元的示意图。

图8(a)示出由二次透镜导致的包含在太阳光中的、具有短波长的光线的折射。

图8(b)示出由二次透镜导致的、具有长波长的光线的折射。

图9是示出X移位[mm]和短路电流值[mA]之间的关系的实验数据的图表。

图10是示出X移位[mm]和光效率[％]之间的关系的模拟结构的图表。

图11(a)示出球形的二次透镜；

图11(b)示出半球加圆柱型的二次透镜；

图11(c)示出半球加反圆锥型的二次透镜；

图11(d)示出均匀型的二次透镜；

图11(e)示出水滴型的二次透镜；

图11(f)示出平凸型的二次透镜；