全方位采光聚光高效低成本光伏发电系统技术方案

一种全方位采光聚光高效低成本光伏发电系统，主要由太阳能电池方阵、内外聚光镜、框架、蓄电池、逆变器、控制器、防反充二极管等组成。其特征在于，卧式放置在支架(3)上的光电板(2)由三条太阳能电池方阵(4)和三条内聚光镜(5)组成，电池方阵与电池方阵之间安装内聚光镜(5)，光电板(2)的外周安装有外聚光镜(1)。通过以上的改进和创新，不仅消除了现存的缺点，而且突显了很大的优势：因采用双重聚光，可减少昂贵的电池方阵40％，大幅增加采光聚光面积，提高阳光密度和质量，使光电转换率达到20％以上，大量增加发电量，节省大量投资，降低发电成本；因支架为平面型，使整个光伏发电系统能水平安放在楼顶或空旷的地面上，无论太阳从那个方向出来和落下去，保证整个系统能全方位采光聚光，无论太阳的时角如何变动，都能正对太阳，无需安装向日跟踪装备。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种太阳能发电系统，特别是一种全方位采光聚光高效低成本光伏发电系统。
技术介绍
每个家庭和许多小单位每日都要用电。因石油资源紧缺，节能减排要求很高，必须大力开发利用新能源和可再生能源进行发电，但现在国内外的光伏发电系统，由于产业结构和产品结构不合理，产品质量低，存在缺点不少(一)现在很多企业，偏重搞大型光伏发电场，而对小型户用光伏发电不够重视， 认为它在离网地区才适用。因此，在发展上受到很大影响，使广大城乡家庭和小单位不能安装使用。(二)现在的光伏发电系统，多为立式三角形并朝南安装，与地面要形成一个约为 45°的倾角。因不能正对东出西落的太阳，投影面积又少，光电转换率很低，一般只有12% 左右；因单位发电量很少，太阳能电池很贵，成本很高，夜晚或阴雨天不能使用，白天如阳光较弱，效果也不好，缺乏实用性。(三)产品质量多较低。慢充慢放的蓄电池和功能齐全的逆变器，有的尚未过关； 单晶硅太阳能电池的理论转换率为33 %，高效的转换率为18 20 %，而商品的只有12 %左右ο为消除这些缺点，人们做了各种各样的尝试，但到目前尚未研制出一种理想的产PΡΠ O
技术实现思路
本技术的目的是提供一种小型独立户用的，能够全方位采光聚光的，能实现高效低成本的，能在楼顶或其他空旷地方简便安装使用的全方位采光聚光高效低成本光伏发电系统，使取之不尽，用之不竭的清洁、安全、廉价能源，能为广大城乡家庭和小单位使用，使严峻的能源形势，得到一些缓解。为了达到上述目的，本技术采用的技术措施是一种全方位采光聚光高效低成本光伏发电系统，卧式放置在支架上的光电板由三条太阳能电池方阵和三条内聚光镜组成，电池方阵与电池方阵之间安装内聚光镜，光电板的外周安装有外聚光镜，外聚光镜的采光面及内聚光镜的两采光面与光电板的夹角均为 130°。整体光伏发电系统的发电功率设计为1000W。每条电池方阵均为平面型，长为2米，宽0. 2米，每条电池方阵是由若干个太阳能电池单体组成，每个单体一般为4 100cm2，其工作电压约为0. 45 0. 5V，工作电流约为 20 25mA/m2，外聚光镜每块长1米，宽半米，内聚光镜为倒V形，每条为长2米，宽0. 12米。内聚光镜共三条，为平面型，每块长2米，宽0. 12米，安装在每条电池方阵与电池方阵之间，使内聚光镜面积达到0. 72m2，可减少电池方阵40%。外聚光镜为平面型，每块长1米，宽半米，安装在光电板的四周，使外聚光面积达到 1. :3m2。支架为平面型，可以保证整个系统能水平安放在楼顶或空旷的地面上，无论太阳从那个方向出来和落下去，保证整个系统能全方位采光聚光，无论太阳的时角如何变动，都能正对太阳，无需安装向日跟踪装备。通过上述改进和创新，获得了很好的效果，突显了很多的优越性(1) 一年四季的每日白天，只要不下雨、落雪，任何地方都有阳光，是一种永恒的新能源和可再生能源，为光伏发电提供了良好的条件；但一年之中的多数阳光都是较弱的，通过双重聚光，则可有效提高阳光的密度和质量，变弱为强，集中反射到电池方阵上，可将光电转换率提高到20% 以上，可大幅增加发电量；(2)通过全方位采光聚光，可将支架高度降到0. 2米，可安在每个家庭的楼顶，不用安装高杆或三角架，不用安装向日跟踪装置；每个光伏发电系统可减少40%的电池方阵，可大量减少投资；C3)光伏发电是没有污染的能源，与用煤发电相比， 同样发一度电，可节约标准煤0. 39kg，水3kg，减排二氧化碳0. 75kg ；一个光伏发电系统虽小，但很多城乡家庭都能使用，积少成多，就是很大的数量；(4)当天发的电用不完，可存放蓄电池供日后使用；如自发电不够用，可用市电补充；国家对光伏发电大力支持，购机给补贴，而发出的电也给补贴；一个光伏发电系统可用20多年，日常支出的费用很少，非常合算；(5)因结构科学，便于串并联安装，也适于小单位使用，经济效益和社会效益很高，利于推广。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是图1的左视剖面图。具体实施方式参照图1、图2，本技术提供的全方位采光聚光高效低成本光伏发电系统，全方位采光聚光高效低成本光伏发电系统，卧式放置在支架3上的光电板2由三条太阳能电池方阵4和三条内聚光镜5组成，电池方阵与电池方阵之间安装内聚光镜5，光电板2的外周安装有外聚光镜1，外聚光镜1的采光面及内聚光镜5的两采光面与光电板4的夹角均为 130°。每条电池方阵4均为平面型，每条电池方阵4均由若干个太阳能电池单体组成，电池方阵4为单晶硅太阳能电池方阵，因单晶硅太阳能电池方阵很贵，光电的转换率较低，为减少投资，降低成本，提高光电的转换率，实行双重聚光，一是将电池方阵4分为长2米，宽 0. 2米，三条共1. 2m2，而在电池方阵4之间安上倒V型的内聚光镜5，每条为长2米，宽0. 12 米，使内聚光面积达到0. 72m2 ；光电板2四周的6块外聚光镜，每块长1米，宽半米，使外聚光面积达到1. 3m2 ；由于实行全方位采光聚光，无论太阳从那个方向出来和落下去，无论太阳的时角如何变动，都能正对太阳，无需安装向日跟踪装置。电池方阵4中每个单体一般为4 100cm2，其工作电压约为0. 45 0. 5V，工作电流约为20 25mA/cm2，，因单体不能单独作为电源使用，故制成电池方阵。所有电池单体或电池方阵，都是利用以光生伏打效应原理制成的，通过它可将太阳幅射能直接转换成电能。支架3除了包括镶电池方阵4和内聚光镜5的长形框，其底部还有安装件，因支架较低，只有20公分高，不用安高杆，利与建筑相结合，可防风防雷，可节约钢材，减少投资， 降低成本。应用时，本技术与蓄电池、逆变器、控制器、防反充二极管等配合。蓄电池是储存电和随时向负载供电的重要部件，因属小型光伏发电系统，应配容量稍大的密封免维护铅酸蓄电池。但性能要好，如充电效率要高，自放电率要低，深放电能力要强，工作温度范围要宽，使用寿命要长等。因光伏发出的电，不能直接用到家用电器上，必须用逆变器进行整流，变为220伏的交流电；因本光伏发电系统为小型，应用独立运行的逆变器；因家用电器要求高，要选启动平稳、电流小、运行可靠、换流损失小、逆变效率能达到85%以上，具有短路、过载、过热、 过电压、欠电压等保护和报警功能的逆变器。控制器是对光伏发电系统进行安全控制与管理的设备。光伏发电控制器的功能， 主要是信号检测，蓄电池最佳充电控制、蓄电池放电管理、故障诊断定位，运行状态指示。另外，在控制器之前，还要设防反充二极管，以避免电池方阵在阴雨天或夜晚不发电时，蓄电池组通过电池方阵放电。蓄电池、逆变器、控制器、防反充二极管，可放在室内。通过电线将电池方阵与蓄电池连接，使电池方阵发出的电能输入蓄电池；通过电线将蓄电池与逆变器连接，使蓄电池储存的电，经过整流变为220伏的交流电；通过电线将逆变器与控制器连接，对太阳能光伏发电系统加强控制和管理；通过电线将控制器与防反充二极管连接，以避免在阴雨天和夜晚不发电时，或出现短路故障时，蓄电池通过电池方阵放电。最后，通过电线将逆变器与家用电器的总开关连接，使光伏发出的电为家用电器所用。权利要求1.一种全方位采光聚光高效低成本光伏发电系统，其特征在于，卧式放置在支架(3) 上的光电板⑵由三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗卓中，
申请(专利权)人：罗卓中，
类型：实用新型
国别省市：