光能收集装置制造方法及图纸

光能收集装置，包括具有光聚集器的玻璃层，光聚集器用于接收光且用于聚集被聚集的光，光聚集器是细长的并且以基本上平行的方式设置于玻璃层的第一边缘，其中光聚集器的节距沿着长度通常在大约5.5-5.8毫米的范围内变化，多个PV带的串以平行的方式延伸到玻璃层的第二边缘（垂直于第一边缘），其中PV带的串包括：基本上平行于第二边缘延伸的电极、电耦接到电极并且基本上平行于第一边缘延伸的PV带，其中PV带的节距沿着他们的长度根据光聚集器的变化的节距而变化，其中PV带接收被聚集的光并且响应于该被聚集的光而输出电能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

光能收集装置相关申请的交叉引用本申请要求2011年6月28日提交的第61/502，282号临时申请的优先权，该申请被通过引用结合到本申请中以用于所有目的。
本技术涉及光伏能源。更特别地，本技术涉及使用光伏(PV)模块将太阳能转换成电能。
技术介绍
本技术的专利技术人已经确定使用用于获取太阳能的PV带的一个挑战是如何有效地把入射光/辐射导向和聚集到光伏模块中的光伏带。另一个挑战是如何用能够使太阳能面板等的预期使用寿命持续例如超过20年的材料制造这种太阳能聚集器。专利技术人考虑过的一种可能的解决方案是在PV模块内的PV带前方使用金属聚集器。这种解决方案的缺点包括金属聚集器将是庞大的并将导致太阳能面板的厚度极大地增力口。另一个缺点包括暴露的金属随时间流逝可能腐蚀并失去反射能力。专利技术人考虑过的另一种可能的解决方案是在PV带的顶部上使用薄的透明的聚碳酸酯层。在这种结构中，多个V形凹槽被模制到用作棱镜的聚碳酸酯层中。到达棱镜的入射光将因此被导向到位于V形凹槽内的PV带。专利技术人考虑过的这种解决方案的一个可能的缺点是这种聚碳酸酯层的耐久性和寿命。更具体地，长期的(超过20年)透光度(例如，变模糊、裂纹)、几何性质稳定性(例如，无收缩)等无法确定地预测。因此，期望用于调整PV带相对于聚集器的放置和用于制造PV面板的改进的聚集器装置和方法。
技术实现思路
本技术涉及光伏能源。更特别地，本技术涉及使用光伏(PV)模块将太阳能转换成电能。根据本技术的多种实施例，入射光聚集器由透明的(例如，基本上透明的)或半透明的(例如，玻璃、丙烯酸树脂)材料制成并且被邻近PV模块的PV带放置。在多种实施例中，例如玻璃的材料或者其它透明材料的板被挤出成形为或者压印为以具有包括一系列半圆形区域的横截面。在工作中，每个半圆形区域作为太阳能聚集器以将例如平行光的太阳光朝向在半圆形区域的相对的表面上的更小的区域改变方向。考虑到半圆形区域中的非均匀性，可以在PV带上相对于透明材料做多种物理调整。在多种实施例中，半圆形区域的几何聚光特性的特征在于基于平行光源和沿它的长度的光探测器。对于聚集器板上的多个半圆形区域，这种特性被重复。在多种实施例中，特性数据可以用来作为PV带相对于材料板的定位操作的输入。例如，这种特性数据可以被使用者用来确定相对于材料板在X和y方向以及Θ方向上放置PV带的位置。作为另一个实例，这种特性数据可以被能够拾取PV带并相对于材料板将PV带精确定位的机器或装置使用。多种实施例中，PVPV带相对于材料板的设置使PV带对太阳光的获取最大化。在其它的实施例中，该设置允许被PV带获取的投射到PV面板上的太阳光的更宽的入射角。此外，在多种实施例中，该设置可以基于物理性质而被修改，该物理性质比如:导电母线膨胀和收缩、在层压步骤的期间材料的回流等。在多种实施例中，PV带被电耦接以形成PV组件(例如，12、14、24个PV带)。进而，多个PV组件被电耦接以形成PV串(例如，12、14个PV组件)。在多种实施例中，PV串的电流电压(IV)特性通过暗场测试确定。基于确定电流电压(IV)特性，PV串可以在合并到完成的PV模块中之前被匹配。特别地，具有类似的电流电压(IV)特性的PV带被连接以减少在PV带上的电应力(例如，不匹配)。在多种实施例中，12至14个PV串然后可以用导体/母线电连接。进而，相互连接的PV串被夹在包括玻璃板(例如，透明材料)、一个或多个粘合剂材料等的分层PV结构之间。该PV结构然后经受受控的压力层压过程以形成完成的PV面板(PV模块)。以前，对于太阳能面板，许多重点被放在均匀性上。例如，太阳能面板内太阳能晶片的均匀设置、反射镜聚集器内太阳能电池的均匀设置等。本技术的专利技术人已经发现均匀性不总是所期望的。此外，专利技术人已经发现通过改变PV带在PV组件或者PV串内的设置位置可能是期望的。例如，通过确定太阳能聚集器的物理性质的变化，PV带的位置可以被设置在明显非均匀的位置。出乎意料地，专利技术人已经认识到，根据在这里描述的实施例制造的PV面板的太阳能效率得以提高。此外，专利技术人已经认识到这种PV面板的更大的入射角能力。因此，在这里描述的实施例提供了预料不到的效果。根据本技术的一个方面，公开了一种光能收集装置。一种装置包括:透明材料，透明材料具有多个光聚集几何特征，其中多个光聚集几何特征被构造成接收入射光并且被构造成在关联的多个出射(exitant)区域处输出被聚集的光，多个聚集几何特征以多个细长结构构造，多个细长结构以基本上平行的方式沿着第一方向从透明材料的第一端部到第二端部设置，其中至少两个邻近的出射区域具有沿着第一方向的非均匀出射节距(pitch,间距),其中非均勻出射节距沿着第一方向从大约5.5毫米到大约5.8毫米变化。装置可包括具有两个或更多个光伏带的非均匀串，其中非均匀串在第二方向上从透明材料的第三端部延伸到第四端部，其中第二方向近似垂直于第一方向，并且其中非均匀串包括:多个导电电极，以基本上平行的方式沿着透明材料的第二方向设置；以及多个光伏带，耦接到多个导电电极，其中多个光伏带被近似沿着第一方向定向，并且其中邻近的光伏带的具有响应于非均匀出射节距而沿着第一方向的非均匀光伏带节距。在多种实施例中，具有两个或更多个光伏带的非均匀串的多个光伏带被构造成接收来自于多个光聚集几何特征的被聚集的光并且被构造成响应于被聚集的光而输出电能。进一步地,透明材料包括玻璃板。进一步地，被构造成接收光并且被构造成输出被聚集的光的多个光聚集几何特征包括从由半圆形、三角形和卵形组成的组中选择的上部成形表面，并且包括下部平坦表面。进一步地，被构造成接收被聚集的光的多个光伏带包括上部表面，上部表面被朝向多个光聚集几何特征引导，并且其中，被构造成输出电能的多个光伏带包括下部表面，其中响应于被聚集的光而在上部表面与下部表面之间形成电流。进一步地，沿着第一方向的非均匀光伏带节距包括位于第一光伏带的第一端部与第二光伏带的第一端部之间的第一光伏带节距和位于第一光伏带的第二端部与第二光伏带的第二端部之间的第二光伏带节距，并且其中，第一光伏带节距与第二光伏带节距不同。进一步地，沿着第一方向的非均匀光伏带节距包括在第一光伏带相对于第二光伏带之间的非零的角度。进一步地，标称出射节距是大约5.7毫米。进一步地，与关联的出射区域关联的中心线相对于与光聚集几何特征关联的中心线成角度，关联的出射区域与光聚集几何特征关联。进一步地,沿着第一方向的非均勻光伏带节距沿着第一方向从大约5.5mm到大约5.8mm变化。进一步地，多个光伏带被焊接到多个导电电极；并且其中，玻璃板经由粘合剂层粘合到多个光伏带。根据本技术的另一方面，公开了一种光能收集装置。一种装置包括:透明材料，透明材料具有多个光聚集几何特征，多个光聚集几何特征包括被构造成接收入射光的顶部表面和被构造成在多个出射区域输出被聚集的光的底部表面，其中多个光聚集几何特征包括细长结构，细长结构以大致平行的方式沿着相对于透明材料的第一轴线设置，其中多个出射区域的第一出射区域和第二出射区域具有沿着相对于透明材料的第二轴线的出射分离间距，出射分离节距沿着第一轴线是非均匀的，其中出射分离节距相对于标称分离节距变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光能收集装置，其特征在于，包括：透明材料，所述透明材料具有多个光聚集几何特征，其中所述多个光聚集几何特征被构造成接收入射光并且被构造成在关联的多个出射区域处输出被聚集的光，所述多个聚集几何特征以多个细长结构构造，所述多个细长结构以平行的方式沿着第一方向从所述透明材料的第一端部到第二端部设置，其中至少两个邻近的出射区域具有沿着所述第一方向的非均匀出射节距，其中所述非均匀出射节距沿着所述第一方向从5.5毫米到5.8毫米变化；具有两个或更多个光伏带的非均匀串，其中所述非均匀串在第二方向上从所述透明材料的第三端部延伸到第四端部，其中所述第二方向垂直于所述第一方向，并且其中所述非均匀串包括：多个导电电极，以平行的方式沿着所述透明材料的所述第二方向设置；以及多个光伏带，耦接到所述多个导电电极，其中所述多个光伏带被沿着所述第一方向定向，并且其中邻近的光伏带的具有响应于所述非均匀出射节距而沿着所述第一方向的非均匀光伏带节距；其中，所述具有两个或更多个光伏带的非均匀串的所述多个光伏带被构造成接收来自于所述多个光聚集几何特征的被聚集的光并且被构造成响应于所述被聚集的光而输出电能。

【技术特征摘要】
2011.06.28 US 61/502,282;2012.01.27 US 13/360,5621.一种光能收集装置，其特征在于，包括: 透明材料，所述透明材料具有多个光聚集几何特征，其中所述多个光聚集几何特征被构造成接收入射光并且被构造成在关联的多个出射区域处输出被聚集的光，所述多个聚集几何特征以多个细长结构构造，所述多个细长结构以平行的方式沿着第一方向从所述透明材料的第一端部到第二端部设置，其中至少两个邻近的出射区域具有沿着所述第一方向的非均匀出射节距，其中所述非均匀出射节距沿着所述第一方向从5.5毫米到5.8毫米变化； 具有两个或更多个光伏带的非均匀串，其中所述非均匀串在第二方向上从所述透明材料的第三端部延伸到第四端部，其中所述第二方向垂直于所述第一方向，并且其中所述非均匀串包括: 多个导电电极，以平行的方式沿着所述透明材料的所述第二方向设置；以及 多个光伏带，耦接到所述多个导电电极，其中所述多个光伏带被沿着所述第一方向定向，并且其中邻近的光伏带的具有响应于所述非均匀出射节距而沿着所述第一方向的非均匀光伏带节距； 其中，所述具有两个或更多个光伏带的非均匀串的所述多个光伏带被构造成接收来自于所述多个光聚集几何特征的被聚集的光并且被构造成响应于所述被聚集的光而输出电倉泛。2.根据权利要求1所述的光能收集装置，其特征在于， 所述透明材料包括玻璃板。3.根据权利要求1所述的光能收集装置，其特征在于， 被构造成接收光并且被构造成输出被聚集的光的所述多个光聚集几何特征包括从由半圆形、三角形和卵形组成的组中选择的上部成形表面，并且包括下部平坦表面。4.根据权利要求1所述的光能收集装置，其特征在于， 被构造成接收被聚集的光的所述多个光伏带包括上部表面，所述上部表面被朝向所述多个光聚集几何特征引导，并且 其中，被构造成输出电能的所述多个光伏带包括下部表面，其中响应于被聚集的光而在所述上部表面与所述下部表面之间形成电流。5.根据权利要求1所述的光能收集装置，其特征在于， 沿着所述第一方向的所述非均匀光伏带节距包括位于第一光伏带的第一端部与第二光伏带的第一端部之间的第一光伏带节距和位于所述第一光伏带的第二端部与所述第二光伏带的第二端部之间的第二光伏带节距，并且 其中，所述第一光伏带节距与所述第二光伏带节距不同。6.根据权利要求1所述的光能收集装置，其特征在于， 沿着所述第一方向的所述非均匀光伏带节距包括在第一光伏带相对于第二光伏带之间的非零的角度。7.根据权利要求1所述的光能收集装置，其特征在于，标称出射节距是5.7毫米。8.根据权利要求1所述的光能收集装置，其特征在于，与关联的出射区域关联的中心线相对于与所述光聚集几何特征关联的中心线成角度，所述关联的出射区域与所述光聚集几何特征关联。9.根据权利要求2所述的光能收集装置，其特征在于， 沿着所述第一方向的所述非均勻光伏带节距沿着所述第一方向从5.5mm到5.8mm变化。10.根据权利要求9所述的光能收集装置，其特征在于， 所述多个光伏带被焊接到所述多个导电电极；并且 其...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿贾伊·马拉特，道格拉斯·R·巴塔利亚，弗兰克·马加纳，拉格胡南丹·差瓦尔，
申请(专利权)人：索拉里亚公司，
类型：实用新型
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