提升光伏电站发电量的折射结构及方法技术

本发明专利技术公开了一种提升光伏电站发电量的折射结构及方法，解决现有技术通过太阳直接辐射于光伏组件来获得发电量，易造成发电量低；或者通过旋转光伏方阵跟踪太阳，造成发电量高，但成本高，故障率增大的问题。本发明专利技术包括安装在光伏组件的支架上的安装结构，以及设置在安装结构上、通过折射把东西方向太阳光线折射向光伏组件的高透光率光学元件，高透光率光学元件位于相邻光伏组件的间隙之上。本发明专利技术用于提升光伏电站发电量。提升光伏电站发电量。提升光伏电站发电量。

【技术实现步骤摘要】
提升光伏电站发电量的折射结构及方法


[0001]一种提升光伏电站发电量的折射结构及方法，用于提升光伏电站发电量，属于光伏电站


技术介绍

[0002]我国于2009年开始对光伏建筑一体化进行补贴，补贴标准从最开始的初装补贴20元/千瓦开始，到2013年国家发改委对于光伏补贴采用度电补贴。其中集中式光伏电站全国分为三类，分别执行每千瓦时一类地区补贴0.9元、二类地区补贴0.95元、三类地区补贴1元的电价标准，分布式光伏发电项目的电价补贴标准为每千瓦时0.42元。至2015年12月，随着光伏技术的进步及国家资金的紧张，国家开始对光伏电价度电补贴进行调整，分别执行每千瓦时一类地区标杆电价0.8元、二类地区标杆电价0.88元、三类地区标杆电价0.98元的电价标准，分布式光伏发电项目的电价补贴标准为每千瓦时0.42元。2018年进一步下调：一类地区标杆电价0.55元/千瓦时、二类地区标杆电价0.65元/千瓦时、三类地区标杆电价0.75元/千瓦时，分布式光伏电量补贴由0.42元/千瓦时调整为0.37元/千瓦时。目前我国已实现平价上网，不再对光伏发电进行补贴，在此大趋势下，有效提高光伏电站性价比势在必行。现有技术中，光伏电站通常是将光伏组件固定于一最佳倾角，太阳辐射于光伏组件上，获得最大辐射量，从而获得最大发电量。折射结构但通过太阳直接辐射于固定光伏组件上来获得发电量，利用了大部分入射角较小的辐射，而对于早上和下午的太阳辐射，对固定安装的光伏组件而言，入射角较大，辐射利用率小，易造成发电量低的问题；为了能显著提高光伏电站发电量，另一种技术方案是采用了光伏支架跟踪系统，即光伏支架跟踪系统根据太阳方位角进行跟踪调整，以动态实现光伏组件最佳倾角，从而实现发电量最大化，该项技术虽然可以显著提高发电量，但存在如下技术问题：
[0003]1.跟踪系统昂贵、在目前光伏系统整体成本下降背景下，跟踪系统成本占比过高，从而导致整个技术方案的性价比改善不明显。
[0004]2.跟踪系统在使用过程中由于动态发电，且大多处于风沙较大的西北地区，驱动电机容易渗透沙子，导致故障率较高，从而造成运维成本高，降低此方案的性价比，实际使用很少。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种提升光伏电站发电量的折射结构及方法，解决现有技术通过太阳直接辐射于光伏组件来获得发电量，易造成发电量低；或者通过旋转光伏方阵跟踪太阳，造成发电量高，但成本高，故障率增大的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种提升光伏电站发电量的折射结构，包括安装在光伏组件的支架上的安装结构，以及设置在安装结构上、通过折射把东西方向太阳光线折射向光伏组件的高透光率光学元件，高透光率光学元件位于相邻光伏组件的间隙之上。
[0008]进一步，所述高透光率光学元件以折射率渐变形式或/和几何形状渐变形式改变东西方向来光向下方光伏组件折射。
[0009]进一步，以折射率渐变形式改变太阳光线入射方向的高透光率光学元件为长方体结构，即以天空为向上，以长方体的上表面为参考，在高透光率光学元件的长边方向，即南北方向，高透光率光学元件的折射率均匀分布，在宽度方向，即东西方向，高透光率光学元件的折射率均匀分布，在高度方向，即上下方向，高透光率光学元件的折射率从上到下逐渐减小，沿折射方向，其折射率的变化梯度范围为每厘米减少0.1至1；
[0010]以几何形状渐变形式改变光线入射方向的高透光率光学元件梯形台结构或为折射率从上到下逐渐减小的梯形台结构，沿折射方向，其折射率的变化梯度的范围为每厘米减少0.1至1；
[0011]以折射率渐变形式和几何形状渐变形式改变东西方向来光向下方光伏组件折射的高透光率光学元件为梯形台结构，以梯形台结构的上表面为参考，在宽度方向，即东西方向，高透光率光学元件的折射率均匀分布；在高度方向，即上下方向，高透光率光学元件的折射率从上到下逐渐减小，沿折射方向，其折射率的其变化梯度的范围为每厘米减少0.1至1。
[0012]进一步，所述高透光率光学元件为钢化光伏面板玻璃，其高度在0.5m
‑
1.5m之间。
[0013]进一步，所述高透光率光学元件的厚度小于2cm。
[0014]进一步，所述高透光率光学元件的整体面积与光伏组件的实际面积的面积比为0.2：1
‑
1.5：1。
[0015]一种基于折射结构提升光伏电站发电量的方法，东西方向的太阳光线入射到所述的一种提升光伏电站发电量的折射结构上，再将太阳光线折射到光伏组件上。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0017]本专利技术光伏支架不动的情况下，通过折射结构来把不同位置的太阳光折射到光伏组件的光伏板上增加发电量(充分利用早上和下午的斜入射光能来增加光伏板辐照度)，即避免了采用昂贵的光伏支架跟踪系统和较高的故障维护成本等问题，还有效提高了发电量，对于固定支架安装方式的电站，发电量提高约20％以上，成本只增加约6％；而对于光伏支架跟踪系统，发电量相当，而光伏支架跟踪系统相对于固定支架安装方式电站，其成本增加约15％，且故障率较大，因此，本专利技术既克服了固定光伏电站发电量低的不足，又克服了光伏支架跟踪系统发电量高，但性价比不高的缺点，对于存量固定式光伏电站及新建固定式光伏电站，具备极大的经济价值。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应该看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0019]图1为本专利技术中高透光率光学元件为长方体结构的结构示意图；
[0020]图2为本专利技术中高透光率光学元件为梯形台结构的结构示意图；
[0021]图3为本专利技术中方式一的太阳光线折射的示意图；
[0022]图中：1
‑
光伏组件、2
‑
支架、3、高透光率光学元件、4
‑
安装结构。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]传统光伏电站为提高发电量做了许多尝试，比如采用聚光型太阳能电池组件，这种技术的基本思想是将大面积的太阳辐射通过菲涅耳透镜会聚为光强均匀的小面积辐射，然后在小面积辐射的合适位置放置相应的太阳能电池，从而提高发电量，这项技术走出实验室，进行了产业化尝试，事实证明，该聚光系统造价高，由此而提高的发电量不足以克服，没有实际应用价值，因此该项技术在事实上没有得到推广和应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升光伏电站发电量的折射结构，其特征在于：包括安装在光伏组件(1)的支架(2)上的安装结构(4)，以及设置在安装结构(4)上、通过折射把东西方向太阳光线折射向光伏组件(1)的高透光率光学元件(3)，高透光率光学元件(3)位于相邻光伏组件(1)的间隙之上。2.根据权利要求1所述的一种提升光伏电站发电量的折射结构，其特征在于：所述高透光率光学元件(3)以折射率渐变形式或/和几何形状渐变形式改变东西方向来光向下方光伏组件(1)折射。3.根据权利要求2所述的一种提升光伏电站发电量的折射结构，其特征在于：以折射率渐变形式改变太阳光线入射方向的高透光率光学元件(3)为长方体结构，即以天空为向上，以长方体的上表面为参考，在高透光率光学元件(3)的长边方向，即南北方向，高透光率光学元件的折射率均匀分布，在宽度方向，即东西方向，高透光率光学元件的折射率均匀分布，在高度方向，即上下方向，高透光率光学元件的折射率从上到下逐渐减小，沿折射方向，其折射率的变化梯度范围为每厘米减少0.1至1；以几何形状渐变形式改变光线入射方向的高透光率光学元件(3)梯形台结构或为折射率从上到下逐渐减小的梯形台结构，沿折射方向，其折射率的变化梯度的范围为每厘米减少0...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖志刚，蒋瑶，曹进，周大鹏，
申请(专利权)人：乐山师范学院，
类型：发明
国别省市：