一种可扩展背光面受光角度的光伏辅助系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可扩展背光面受光角度的光伏辅助系统。主要包括光学系统、支撑系统。其中所述光学系统由位于光伏组件两侧，可折射太阳光线的条形光学元件和位于光伏组件背光面的反射元件组成，可将太阳光经折射后改变角度然后经由反射光学元件后进入组件背光面，增加双面太阳能电池背光面的受光效率。所述支撑系统是支撑反射组件的机械系统或者自动化系统，用以支撑反射元件，将之固定于设计的高度及角度。这种结构可以扩展太阳能电池背光面的受光角度，适用于双面太阳能电池光伏系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能光伏系统，尤其适用于双面光伏太阳能系统以增强其发电效率，属于ー种增强双面太阳能电池发电效率的光伏辅助系统。
技术介绍
光伏技术作为一种新兴的能源技术，有望作为代替传统能源的主力能源。目前，其需要解决的关键技术问题是降低成本和提高发电效率。对这两个既独立又相互关联的技术问题，科技界给出了众多的改善方案，其中对于提高发电效率方面，其着重关注的方案在于提闻太阳能电池的转化效率和提闻其受光效率。对于提闻受:光效率，又集中于关注提闻单位面积的受光率和增加太阳能电池的受光面积两个方面，各种双面太阳能电池，如HIT太阳能电池、双面薄膜太阳能电池等，在提高太阳能电池受光面积上具有极好的成效，几乎将 単位面积上太阳能电池的受光面积提高了一倍。然而，由于不可能让光伏组件的两个面同时接受垂直照射的阳光，背光面对受光量的贡献是有限的。为了提高太阳能电池光伏组件的受光率以增加其发电效率，聚光太阳能电池采用了会聚光线的办法，用以增加単位面积上的受光效率。本技术方案将这两种技术思路结合在一起，设计出一种可以应用在普通的双面太阳能电池光伏阵列上的辅助系统。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术针对现有的双面太阳能电池，针对其背光面受光率不足的问题，在现有技术的基础上，给出ー种简单有效的方式，可以大幅度提高双面太阳能电池的发电效率。技术方案本技术方案包括光学系统、支撑系统所述光学系统中设有位于光伏组件两侧的组合式条形透镜，用于改变组件两侧位置的光线角度；所述光学系统中设有位于光伏组件背光面的反射元件，用于接收组合式透镜反射过来的光线并将之反射到所述光伏组件的背光面。其中所述组合式条形透镜受光面为凸透镜，可以接收尽量大角度的入射光线并使其会聚；其安装位置略高于光伏组件平面。其中所述组合式条形透镜背光面为凹透镜，将接收到的会聚光线反射入两侧的所述背光面反射元件上。其中所述组合式条形透镜由玻璃、透明塑料及透明高分子材料等组成。其中所述置于光伏组件两侧，可以为上下两侧，也可以为左右两侧或者同时为上下左右侧。其中一个优选方案为正对光伏元件背光面的反射元件为平面镜或者平面镜组ムロ O其中另ー个优选方案为正对光伏组件背光面的反射元件为凹面镜。其中一个优选方案为所述反射元件由玻璃或者塑料等镀膜产生。其中另ー个优选方案为所述反射元件由柔性薄膜镀反射薄膜以边框定形组成其中所述支撑系统为机械支撑，用以固定各光学元件的设计角度和高度。有益成果对于双面太阳能电池来说，由于其背光面受光量不足，使其背光面对发电量的贡献要远远低于正面。以HIT电池来说，水平放置，其发电效率比单面受光提高10%,坚直放置，其发电效率提高34%。采用本技术方案的系统之后，可以将受光面射向光伏组件两侧的太阳光，先通过凸透镜的会聚后再由凹透镜发散作用改变其光路使之通过反射元件射入双面太阳能电池光伏组件的背光面，从而提高其受光效率。由于反射元件可以采用带一定会聚作用的光学元件，故其背光面的受光强度可以大于正面，相应地，其发电效率也会较高。由于本方案中条形组合透镜的受光面为凸透镜，可以接受较大角度范围的太阳光，甚至于平行于光伏阵列的太阳光也可以经过折射进入背光面，故本方案中背光面的有效发电时间要优于正面。 同时，由于背面反射元件可以将背光面玻璃表面反射回来的光再次反射回背光面加以利用，这种陷光作用可以进ー步提高光线的利用率，増加发电效率。附图说明附图I为组合式条形透镜和单平面反射元件组成的一种可扩展背光面受光角度的光伏辅助系统光路示意图附图2为组合式条形透镜和组合平面反射元件组成的一种可扩展背光面受光角度的光伏辅助系统光路示意图附图3为组合式条形透镜和凹面镜组成的一种可扩展背光面受光角度的光伏辅助系统光路不意图附图4为组合式条形透镜的正视图a和侧视图b具体实施例方式本技术方案包括光学系统、支撑系统所述光学系统中设有位于光伏组件两侧的组合式条形透镜，用于改变组件两侧位置的光线角度；所述光学系统中设有位于光伏组件背光面的反射元件，用于接收组合式透镜反射过来的光线并将之反射到所述光伏组件的背光面。所述支撑系统用以支撑反射系统，使反射系统可以以一定形状、角度和距离排列，以实现反射系统的功能。如附图1、2、3所示，由la、lb组成的组合式条形透镜I位于双面电池光伏组件2两侧，用来将尽量宽角度范围内的太阳光线经过会聚后再适当发散射向反射元件3、5或者反射元件组合41、42，由所述反射元件或者反射元件组合将太阳光线反射入太阳能电池背光面。这种设计方案充分利用了不同透镜对光线的改变，使正面的太阳光可以经过一系列的折射及反射进入背光面，以实现在简单结构和较低成本的情况下，使只能接受背面散射弱光的太阳能电池也同时可以接受正面的强光，从而增加了发电效率。由于背光面的反射元件可以采用带会聚作用的凹面镜，使其受光强度甚至可以大于正面的受光强度，从而对发电效率的贡献更多。由于凸透镜可以接受较宽角度的入射光线，甚至平行于太阳能电池的光线，也可以被其接收利用，故背光面的受光时长和发电时间长度都要优于正面。下面将以具体的例子来对本专利方案加以说明，使之变得更为清楚。实施例一以按一定角度固定安装的组件尺寸为0. 6 X I. 5的双面CIGS太阳能电池光伏系统为例。设组合式条形透镜尺寸为球径为0. 3的半圆形平凸透镜与球径为0. 15的平凹透镜，取其间距为0. 1，通过实测或者公式计算得出两透镜的焦距，以验证两透镜焦距不重叠且经过凹透镜后的光线以30° -60°范围的角度发散并根据结果做适当调整。在光伏组件相对距离为0. 5的位置设置与光伏组件相平行的平面反射元件。然后通过铝支架分别将两条长度为I. 5的组合式条形透镜固定于长边两侧，将尺寸为0. 6X I. 5乘以I. 2系数的平面反射元件固定于设计距离并与光伏组件中心对齐。这个实施例中，将接收光线的凸透镜接受法向平行光，也即光伏阵列接受光线的 最佳角度处的面积设为与正面受光面积同样大，由于每个凸透镜接受的光线经过凹透镜将平分给其相邻两边的光伏组件的背光面，而每个光伏组件两侧都有两个相同的透镜结构，这样可以保证背光面的受光效率在不考虑背光面固有的散射光的情况下，与正面具有相同的受光强度。如果考虑背光面固有的散射光和平面反射元件对光线的陷光作用，其发电效率将超过正面。同吋，由于凸透镜的安装位置高于光伏组件表面，即使平行光线也能进入凸透镜经过透镜组合然后经反射进入太阳能电池背光面对发电效率有所贡献，故背光面的受光角度比起正面将得到极大的扩展，同时，也意味着其有效工作时间将超过正面。实施例ニ 以按一定角度固定安装的组件尺寸为0. 6X1. 5的双面晶硅太阳能电池光伏系统为例。设组合式条形透镜尺寸为球径为0. 3的半圆形平凸透镜与球径为0. 15的平凹透镜，取其间距为0. 1，通过实测或者公式计算得出两透镜的焦距，以验证两透镜焦距不重叠且经过凹透镜后的光线以30° -60°范围的角度发散并根据结果做适当调整。在光伏组件相对距离为0. 8的位置设置与光伏组件长边相平行，平面反射元件相互间成一定角度，预设45°，然后根据实测光路模型或者计算做微调。然后通过铝支架分别将两条长度为I. 5的组合式条形透镜固定于长边两侧，将尺寸为0.6X1.5乘以1.2系数的平面反射元件固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可扩展背光面受光角度的光伏辅助系统，包括光学系统、支撑系统，其特征在于：所述光学系统中设有位于光伏组件两侧的组合式条形透镜，用于改变组件两侧位置的光线角度；所述光学系统中设有位于光伏组件背光面的反射元件，用于接收组合式透镜反射过来的光线并将之反射到所述光伏组件的背光面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘莹，
申请(专利权)人：刘莹，
类型：发明
国别省市：