[发明专利]利用通过平面镜均匀地收集的光线和通过直接接触的冷却法的太阳光发电装置及方法

权利要求书

1.一种太阳能发电装置，包括：

框架；

太阳能电池板，布置于所述框架上；

至少两个平面镜，布置于所述框架上；

太阳光跟踪系统，通过使所述框架双轴旋转来跟踪太阳光；及

支撑结构物，支撑所述太阳光跟踪系统和所述框架；

其中，所述太阳能电池板与所述平面镜被布置于所述框架上以满足位置关系，所述位置关系包括：

笛卡儿坐标系变化使得在所述太阳光跟踪系统正常跟踪所述太阳光时的所述太阳光的进行方向的单位向量成为(0，0，1)，所述太阳能电池板受光面的法线方向单位向量为(0，0，1)，及

各个所述平面镜的反射面的单位向量的z轴成分具有负值，以便通过各个所述平面镜反射的太阳光均匀地入射到所述太阳能电池板的整个受光面，

其中所述太阳能电池板以及所述平面镜布置在所述框架上，以使得所述平面镜的投影图像以及所述太阳能电池板的投影图像在所述笛卡儿坐标系的xy平面上形成矩阵，所述太阳能电池板的所述投影图像位于所述矩阵的中心，并且所述平面镜的所述投影图像布置在所述太阳能电池板的所述投影图像周围，与所述太阳能电池板的x轴侧相邻的所述至少两个平面镜的x轴坐标为零且与所述太阳能电池板的y轴侧相邻的所述至少两个平面镜的y轴坐标为零为条件下，所述笛卡儿坐标系的原点(0,0,0)是在所述太阳能电池板受光面的中心，且所述平面镜相互隔开，

其中任意一个所述平面镜M^i，j的x轴长度m^i，j_x和y轴长度m^i，j_y被设置成满足关系：m_x^i，jp_x(cos2θ^i，j_x/cosθ^i，j_x)及m_y^i，jp_y(cos2θ^i，j_y/cosθ^i，j_y)，并且边界长度，也就是m_x^i，j与p_x(cos2θ^i，j_x/cosθ^i，j_x)之间的差及m_y^i，j与p_y(cos2θ^i，j_y/cosθ^i，j_y)之间的差，经选择以使来自所述平面镜M^i，j其中一个的反射光能完全覆盖所述太阳能电池板的所述整个受光面，尽管受到所述平面镜的排列误差、所述太阳能电池板的排列误差、所述太阳光跟踪系统的操作或风引起的振动，

其中，p_x和p_y分别表示所述太阳能电池板的x轴长度和y轴长度，并且，θ^i，j_x和θ^i，j_y分别由tan2θ^i，j_x＝d^i，j_x/l^i，j及tan2θ^i，j_y＝d^i，j_y/l^i，j求得，其中矢量(d^i，j_x、d^i，j_y、l^i，j)是从所述太阳能电池板的受光面中心到所述任意一个平面镜M^i，j的反射面中心的所述笛卡儿坐标系上的位移矢量，

其中所述太阳能发电装置还包括冷却系统，所述冷却系统冷却所述太阳能电池板，且所述冷却系统包括：

容器，容纳所述太阳能电池板以及流体制冷剂；

透明窗，使入射的光透过，以便入射到所述太阳能电池板的受光面；以及

支撑台，固定所述太阳能电池板，使得所述太阳能电池板在所述容器内部与所述透明窗的内表面隔开预定距离地布置，

其中所述流体制冷剂包装及冷却位于所述容器中的所述太阳能电池板，

其中所述透明窗与所述太阳能电池板两者皆为平面并且彼此平行，

且所述太阳光跟踪系统进一步地根据太阳的位置变化使所述框架旋转，使得所述太阳能电池板与所述平面镜之间保持所述位置关系。