一種可調(diào)節(jié)的坐地式弧形低倍太陽能聚光器及其聚光方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可調(diào)節(jié)的坐地式弧形低倍太陽能聚光器及其聚光方法：包括反射組件以及高低可調(diào)的用于支撐反射組件的底柱支架。所述反射組件是由多塊反射面單元拼裝而成的弧形反射面，排列于反射組件中間位置的反射面單元采用拉絲不銹鋼材質(zhì)，排列于所述反射組件中間位置兩側(cè)的反射面單元采用鏡面不銹鋼材質(zhì)，通過調(diào)節(jié)底柱支架的高度以及反射面單元反射面的弧度，可以根據(jù)季節(jié)變化調(diào)整太陽能聚光器的位置和姿態(tài)，便于對聚光強度進行靈活的調(diào)整，既提高了發(fā)電效率，又保護了太陽能電池板的使用壽命；同時，本發(fā)明通過鏡面不銹鋼材質(zhì)以及拉絲不銹鋼材質(zhì)的組合，使聚光強度更容易控制，降低了反射面單元的調(diào)節(jié)復(fù)雜程度。
【專利說明】一種可調(diào)節(jié)的坐地式弧形低倍太陽能聚光器及其聚光方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能光伏發(fā)電組件的輔助設(shè)備，具體涉及一種可調(diào)節(jié)的坐地式弧形低倍太陽能聚光器及其聚光方法。

【背景技術(shù)】
[0002]太陽能是綠色能源，用太陽能發(fā)電是主要形式。但現(xiàn)在太陽能發(fā)電效率低，發(fā)電量小，導(dǎo)致投資大、回收周期長。為了多發(fā)電、縮短回收周期，要么提高光電轉(zhuǎn)化率，要么增加光強度。聚光光伏發(fā)電技術(shù)(CPV)就是通過增加光強度，實現(xiàn)多發(fā)電、降低光伏發(fā)電成本的效果。
[0003]現(xiàn)有的聚光光伏發(fā)電組件按照聚光器結(jié)構(gòu)的不同主要有反射式結(jié)構(gòu)和折射式結(jié)構(gòu)兩大類型。折射式聚光器聚光比高，所用電池少，對日跟蹤系統(tǒng)精度要求高，常采用多結(jié)三五族太陽能電池(即砷化鎵電池)，成本比較昂貴。
[0004]國內(nèi)現(xiàn)在已投產(chǎn)和大量生產(chǎn)的主要是單晶硅和多晶硅光伏發(fā)電電池，要增加它們的發(fā)電量，目前主要是通過使用太陽光追蹤系統(tǒng)來實現(xiàn)，這樣就會增加較大成本，而且追蹤系統(tǒng)為軸承循環(huán)轉(zhuǎn)動，在帶動較重的太陽能光伏板轉(zhuǎn)動時容易損壞，而用于多結(jié)三五族太陽能電池的聚光器由于聚光比高，并不適用于單晶硅和多晶硅光伏發(fā)電電池。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種可調(diào)節(jié)的坐地式弧形低倍太陽能聚光器及其聚光方法。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0007]一種可調(diào)節(jié)的坐地式弧形低倍太陽能聚光器，該太陽能聚光器包括反射組件以及高低可調(diào)的用于支撐反射組件的底柱支架，所述反射組件是由多塊弧度可調(diào)的反射面單元拼裝而成的弧形反射面，排列于反射組件中間位置的反射面單元采用拉絲不銹鋼材質(zhì)，排列于所述反射組件中間位置兩側(cè)的反射面單元采用鏡面不銹鋼材質(zhì)。
[0008]所述底柱支架包括底柱調(diào)節(jié)桿以及圓形支柱，圓形支柱的下端埋入地面下，圓形支柱的上端設(shè)置有用于固定底柱調(diào)節(jié)桿的連接片，底柱調(diào)節(jié)桿上開設(shè)有間隔排列的調(diào)節(jié)孔，連接片通過調(diào)節(jié)孔與底柱調(diào)節(jié)桿銷接。
[0009]所述太陽能聚光器還包括反射面單元弧度調(diào)節(jié)裝置，反射面單元弧度調(diào)節(jié)裝置包括前后間隔設(shè)置的兩個直角支架以及沿反射面單元拼裝方向間隔排列的多個支承桿體，支承桿體的一端與一個直角支架相連，另一端與另一個直角支架相連，支承桿體上設(shè)置有螺紋調(diào)節(jié)桿，螺紋調(diào)節(jié)桿與反射面單元的邊沿相連，直角支架與底柱調(diào)節(jié)桿相連。
[0010]所述反射面單元通過螺紋調(diào)節(jié)桿設(shè)置于直角支架上方，螺紋調(diào)節(jié)桿上設(shè)置有用于支撐反射面單元的條形支架。
[0011]所述弧形反射面的正投影的形狀為扇形。
[0012]所述反射面單元為弧面，反射面單元的正投影的形狀為等腰梯形。
[0013]所述反射組件為兩個，兩個反射組件按距離太陽能電池板的遠近依次排列。
[0014]上述可調(diào)節(jié)的坐地式弧形低倍太陽能聚光器的聚光方法:包括以下步驟:
[0015]通過調(diào)節(jié)底柱調(diào)節(jié)桿對兩個直角支架的相對高度進行調(diào)整，使反射面單元在水平方向上的傾斜角度得到調(diào)整，實現(xiàn)弧形反射面在不同季節(jié)與太陽光線照射角度的對應(yīng)，從冬季到夏季，使弧形反射面在水平方向上的傾斜角度由低到高，再通過螺紋調(diào)節(jié)桿的升降變化調(diào)節(jié)反射面單元的弧度，使太陽光線均勻聚集至太陽能電池板上。
[0016]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0017]本發(fā)明所述可調(diào)節(jié)的坐地式弧形低倍太陽能聚光器通過調(diào)節(jié)底柱支架的高度，可以根據(jù)季節(jié)變化調(diào)整弧形反射面的角度，并結(jié)合反射面單元弧度的調(diào)節(jié)獲得良好的聚光效果，同時，本發(fā)明通過鏡面不銹鋼板以及拉絲不銹鋼板的組合，使聚光強度更容易控制，降低了反射面單元的調(diào)節(jié)復(fù)雜程度，便于對聚光強度進行靈活的調(diào)整，既提高了發(fā)電效率，又保護了太陽能電池板的使用壽命。通過使用本發(fā)明所述的太陽能聚光器，可以有效的提高太陽能電池板的發(fā)電量，在不損壞電池板的前提下，使其聚光后的發(fā)電量提高2?3倍。
[0018]進一步的，本發(fā)明采用底柱調(diào)節(jié)桿以及螺紋調(diào)節(jié)桿實現(xiàn)對反射面的調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)簡單可靠，容易操作，降低了太陽能聚光器的制造和使用成本。
[0019]進一步的，通過設(shè)置前后兩組反射組件，可以提高太陽能聚光器的調(diào)節(jié)靈活性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明所述反射組件的俯視圖；
[0021]圖2為本發(fā)明所述反射面單元的俯視圖；
[0022]圖3為本發(fā)明所述反射面單元的主視圖；
[0023]圖4為入射光線在本發(fā)明所述太陽能聚光器內(nèi)傳播的示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明所述底柱支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明所述螺紋調(diào)節(jié)桿與反射面單元的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖中:1、3為9:00-11:00的入射光線；2、4為14:00-17:00的入射光線；5為圓形支柱；6為連接片；7為調(diào)節(jié)孔；8為底柱調(diào)節(jié)桿；9、14為連接孔；10為直角支架；11為螺紋調(diào)節(jié)桿；12為反射面單元；13為條形支架；15為反射面；16為太陽能電池板；17為支承桿體；AB、CD、EF以及GH為弧形反射面的弧形邊沿；1、J、K、L、M、N、O、P、Q、R、S、T、U以及V為反射面單元的編號。

【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細說明。
[0029]參見圖1?圖4，本發(fā)明所述可調(diào)節(jié)的坐地式弧形低倍太陽能聚光器包括反射組件以及高低可調(diào)的用于支撐反射組件的底柱支架，所述反射組件為兩個，兩個反射組件按距離太陽能電池板16的遠近(南北方向)依次排列，所述反射組件是由多塊弧度可調(diào)的反射面單元12拼裝而成的弧形反射面，所述弧形反射面的正投影的形狀為扇形，所述反射面單元12為反射弧面，反射面單元的正投影的形狀為等腰梯形，排列于反射組件中間位置的反射面單元采用拉絲不銹鋼材質(zhì)，排列于所述反射組件中間位置兩側(cè)的反射面單元采用鏡面不銹鋼材質(zhì)。
[0030]參見圖5，所述底柱支架包括底柱調(diào)節(jié)桿8以及圓形支柱5，圓形支柱5的下端埋入地面下，圓形支柱5的上端設(shè)置有用于固定底柱調(diào)節(jié)桿8的連接片6，底柱調(diào)節(jié)桿8上開設(shè)有間隔排列的調(diào)節(jié)孔7，連接片6通過調(diào)節(jié)孔7與底柱調(diào)節(jié)桿8銷接。
[0031]參見圖6以及圖7，所述太陽能聚光器還包括反射面單元弧度調(diào)節(jié)裝置，反射面單元弧度調(diào)節(jié)裝置包括前后間隔設(shè)置的兩個直角支架10以及沿反射面單元拼裝方向間隔排列的多個支承桿體17，支承桿體的一端與一個直角支架相連，另一端與另一個直角支架相連，支承桿體上設(shè)置有螺紋調(diào)節(jié)桿11，螺紋調(diào)節(jié)桿與反射面單元的邊沿相連，直角支架10上開設(shè)有用于連接底柱調(diào)節(jié)桿8的連接孔14，底柱調(diào)節(jié)桿上設(shè)置有對應(yīng)的連接孔9，直角支架與底柱調(diào)節(jié)桿通過各自的連接孔相連，所述反射面單元12通過螺紋調(diào)節(jié)桿設(shè)置于直角支架10上方，螺紋調(diào)節(jié)桿11上設(shè)置有用于支撐反射面單元的條形支架13。
[0032]上述可調(diào)節(jié)的坐地式弧形低倍太陽能聚光器利用反射組件將太陽光線反射并聚集至太陽能電池板16上:
[0033]通過調(diào)節(jié)底柱調(diào)節(jié)桿8對兩個直角支架10的相對高度進行調(diào)整，使反射面單元12在水平方向上的傾斜角度得到調(diào)整，實現(xiàn)弧形反射面在不同季節(jié)與太陽光線照射角度的對應(yīng)，從冬季到夏季，使弧形反射面在水平方向上的傾斜角度由低到高，再通過螺紋調(diào)節(jié)桿的升降變化調(diào)節(jié)反射面單元12的弧度，使太陽光線均勻聚集至太陽能電池板16上。
[0034]實施例
[0035]—種可調(diào)節(jié)的坐地式弧形三倍太陽能聚光器，包括底柱支架和反射面。其中反射面分為前半部分(圖1中ABDC面)和后半部分(圖1中EFHG面)，前后兩部分分別可以獨立調(diào)節(jié)。
[0036]如圖1?圖3所示，所述反射面由前后兩塊弧形面構(gòu)成，前后兩塊弧形面中間間隔30cm以便于換季調(diào)節(jié)工作。整個反射面共由14塊等腰梯形反射面單元所組成。前半部分由上底70cm，下底100cm，高200cm的8塊反射面單元拼接而成；后半部分由上底60cm，下底100cm，高200cm的6塊反射面單元拼接而成。反射面單元采用兩種材料，分別為8K鏡面不銹鋼和拉絲不銹鋼。其中前半部分編號為L、M和后半部分編號為S、T的四塊反射面單元為拉絲不銹鋼，以避免夏季中午(11:00-14:00)過強的太陽光線反射，防止太陽能電池板的溫度過高以致?lián)p壞太陽能電池板，其余反射面單元采用鏡面不銹鋼。
[0037]反射面單元間緊密相接，單元彎曲弧度可以通過反射面單元的形變獨立調(diào)節(jié)，這樣不僅能聚集光照，還能相對的控制光照倍數(shù)。在光照強度相對較弱的冬季，通過調(diào)節(jié)反射面單元的弧度，來增強聚光強度，達到發(fā)電量倍增的效果。在光照強度相對較強的夏季，由于溫度過高，為了保護太陽能電池板不被高溫損壞，調(diào)節(jié)反射面單元的弧度，降低聚光強度，從而使整套設(shè)備正常、高效的運行。
[0038]如圖4所示，反射面在不同季節(jié)由于太陽經(jīng)度的變化，要相應(yīng)的變化高度。其中9:00-11:00的入射光線1、3經(jīng)過編號為1、J、K、Q以及R的五塊鏡面不銹鋼的反射到達太陽能電池板；14:00-17:00的入射光線2、4經(jīng)過編號為N、O、P、U以及V的五塊鏡面不銹鋼的反射到達太陽能電池板；中午的入射光線經(jīng)過編號為L、M、S以及T的四塊拉絲不銹鋼的反射直接到達太陽能電池板；從而保證各個時段的光照強度，增加發(fā)電量。
[0039]由于8K鏡面不銹鋼的反射率多90%，拉絲不銹鋼的反射率為60%;入射到聚光器的光線基本也都能聚在太陽能電池板上，所以聚光后太陽能電池板的發(fā)電量是不采用聚光器的平板太陽能電池板發(fā)電量的三倍左右。由于太陽能單晶硅或多晶硅電池板承受溫度的限制，聚光倍數(shù)控制在3倍以內(nèi)，可以使太陽能電池板的發(fā)電量增加O?2倍。
[0040]如圖5所示，底柱支架包括南北方向調(diào)節(jié)桿(即底柱調(diào)節(jié)桿)，通過調(diào)節(jié)南北方向調(diào)節(jié)桿的高度，實現(xiàn)反射面在不同季節(jié)與太陽光線在不同經(jīng)瑋度的對應(yīng)。南北方向調(diào)節(jié)桿上有6個調(diào)節(jié)孔，適應(yīng)春夏秋冬季節(jié)的變換調(diào)節(jié)?？梢悦吭逻M行一次調(diào)節(jié)，也可以每個季度進行調(diào)節(jié)。從冬季到夏季，使用南北方向調(diào)節(jié)桿使反射面高度由低到高。
[0041]南北方向調(diào)節(jié)桿與直角支架相連接。反射面單元與東西螺紋調(diào)節(jié)桿連接，通過調(diào)節(jié)反射面單元與直角支架之間的螺紋調(diào)節(jié)桿的距離，來調(diào)節(jié)反射面單元的弧度。
[0042]參見圖6所示，反射面單元弧度的調(diào)節(jié)裝置起到固定和調(diào)節(jié)單元聚光反射面弧度的作用，包括直角支架、東西方向螺紋調(diào)節(jié)桿以及條形支架，用于不同安裝方法的太陽能電池板的對應(yīng)反射。通過調(diào)節(jié)?？梢赃_到全面的、統(tǒng)一倍數(shù)的聚光反射。直角支架通過連接孔與南北方向調(diào)節(jié)桿相連，構(gòu)成一體的坐地式弧形三倍太陽能聚光器。
[0043]整個聚光器反射面南北方向的調(diào)節(jié)范圍可分為，反射面的前半部分的AB段可調(diào)節(jié)角度為10?45度，CD段固定；后半部分的EF段可調(diào)節(jié)角度為O?13度，GH段的可調(diào)節(jié)角度為O?27度。
[0044]本發(fā)明所述聚光器將聚集的太陽光照射到太陽能電池板上，增加了太陽能電池板發(fā)出的電量，且降低成本和成本的回收周期。
【權(quán)利要求】
1.一種可調(diào)節(jié)的坐地式弧形低倍太陽能聚光器，其特征在于:該太陽能聚光器包括反射組件以及高低可調(diào)的用于支撐反射組件的底柱支架，所述反射組件是由多塊弧度可調(diào)的反射面單元(12)拼裝而成的弧形反射面，排列于反射組件中間位置的反射面單元采用拉絲不銹鋼材質(zhì)，排列于所述反射組件中間位置兩側(cè)的反射面單元采用鏡面不銹鋼材質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可調(diào)節(jié)的坐地式弧形低倍太陽能聚光器，其特征在于:所述底柱支架包括底柱調(diào)節(jié)桿(8)以及圓形支柱(5)，圓形支柱(5)的下端埋入地面下，圓形支柱(5)的上端設(shè)置有用于固定底柱調(diào)節(jié)桿(8)的連接片￠)，底柱調(diào)節(jié)桿(8)上開設(shè)有間隔排列的調(diào)節(jié)孔(7)，連接片(6)通過調(diào)節(jié)孔(7)與底柱調(diào)節(jié)桿(8)銷接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種可調(diào)節(jié)的坐地式弧形低倍太陽能聚光器，其特征在于:所述太陽能聚光器還包括反射面單元弧度調(diào)節(jié)裝置，反射面單元弧度調(diào)節(jié)裝置包括前后間隔設(shè)置的兩個直角支架(10)以及沿反射面單元拼裝方向間隔排列的多個支承桿體(17)，支承桿體的一端與一個直角支架相連，另一端與另一個直角支架相連，支承桿體上設(shè)置有螺紋調(diào)節(jié)桿(11)，螺紋調(diào)節(jié)桿與反射面單元(12)的邊沿相連，直角支架與底柱調(diào)節(jié)桿(8)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種可調(diào)節(jié)的坐地式弧形低倍太陽能聚光器，其特征在于:所述反射面單元(12)通過螺紋調(diào)節(jié)桿設(shè)置于直角支架(10)上方，螺紋調(diào)節(jié)桿(11)上設(shè)置有用于支撐反射面單元的條形支架(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可調(diào)節(jié)的坐地式弧形低倍太陽能聚光器，其特征在于:所述弧形反射面的正投影的形狀為扇形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可調(diào)節(jié)的坐地式弧形低倍太陽能聚光器，其特征在于:所述反射面單元(12)為弧面，反射面單元的正投影的形狀為等腰梯形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可調(diào)節(jié)的坐地式弧形低倍太陽能聚光器，其特征在于:所述反射組件為兩個，兩個反射組件按距離太陽能電池板(16)的遠近依次排列。
8.一種如權(quán)利要求4所述可調(diào)節(jié)的坐地式弧形低倍太陽能聚光器的聚光方法:其特征在于:包括以下步驟: 通過調(diào)節(jié)底柱調(diào)節(jié)桿(8)對兩個直角支架(10)的相對高度進行調(diào)整，使反射面單元(12)在水平方向上的傾斜角度得到調(diào)整，實現(xiàn)弧形反射面在不同季節(jié)與太陽光線照射角度的對應(yīng)，從冬季到夏季，使弧形反射面在水平方向上的傾斜角度由低到高，再通過螺紋調(diào)節(jié)桿的升降變化調(diào)節(jié)反射面單元(12)的弧度，使太陽光線均勻聚集至太陽能電池板(16)上。
【文檔編號】H02S40/22GK104506128SQ201410747570
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】劉英旭, 路婷, 欒維濱, 安宏彥 申請人:陜西瑞能化工有限公司