一種槽式均勻聚光單軸跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于太陽能光電轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種槽式均勻聚光單軸跟蹤太陽 能光伏發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能資源豐富、分布廣泛，被視為21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉础Ｌ柲?光伏發(fā)電是依靠光生伏特效應，利用太陽能電池板將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。在太 陽能資源豐富的中國，對其開發(fā)利用的潛力非常廣闊，但由于太陽能電池板的制造材料價 格較高使得發(fā)電成本難以與傳統(tǒng)發(fā)電相比。為了提高單位面積上獲得的太陽能而進一步提 高太陽能電池利用率和降低發(fā)電成本，采用聚光和跟蹤技術(shù)對光伏發(fā)電裝置進行改進。在 聚光方面：根據(jù)聚光方式的差異，分為點聚焦、線聚焦聚光；根據(jù)聚光器的差異分為蝶式、 槽式和菲涅爾式太陽能光伏發(fā)電等形式。對于光伏發(fā)電系統(tǒng)，太陽能電池板表面輻射分布 不均勻是導致其發(fā)電功率較低及使用壽命降低的原因之一。因此，在聚光的同時，保證其均 勻性對于光伏系統(tǒng)的發(fā)電性和穩(wěn)定性是非常必要的。在跟蹤方面：按照沿固定軸轉(zhuǎn)動和沿 固定點轉(zhuǎn)動，分為單軸跟蹤和雙軸跟蹤。南北向呈最佳傾角、東西向單軸跟蹤雖然比雙軸跟 蹤情況下獲得的太陽輻照略少，但是其憑借安裝簡單、精度要求及維護成本較低，使用壽命 長，可靠性較高等優(yōu)點成為廣泛采用的跟蹤技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了在聚光的同時保證太陽能電池板上接收輻照的均勻性，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的 穩(wěn)定性及其使用壽命，降低太陽能光伏發(fā)電成本，本發(fā)明利用均勻聚光和南北向呈最佳傾 角、東西向單軸跟蹤，提供了一種槽式均勻聚光單軸跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置。
[0004] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] 一種槽式均勻聚光單軸跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置，由兩塊太陽能電池板背對背式 構(gòu)成的發(fā)電部分、均勻聚光反射鏡構(gòu)成的聚光部分以及可升降支撐架構(gòu)成的跟蹤部分組 成；
[0006] 所述發(fā)電部分由固定在支撐平板4上的第一太陽能電池板1和第二太陽能電池板 2組成，第一太陽能電池板1和第二太陽能電池板2接收陽光的一面朝外，背光的一面朝內(nèi)， 形成背對背式的平行結(jié)構(gòu)，第一太陽能電池板1和第二太陽能電池板2長邊呈南北向放置 且關(guān)于支撐平板4的中心軸左右對稱；使用時，支撐平板4向南北向的傾斜角與水平面的夾 角與當?shù)責樁冉葡嗟?，支撐平?向東西向的傾斜角度與太陽高度角互余；
[0007] 所述聚光部分由固定在支撐平板4上的第一反射鏡5和第二反射鏡6組成，第一 反射鏡5和第二反射鏡6開口朝上，并關(guān)于支撐平板4的中心軸左右對稱；根據(jù)能量守恒定 律及光線反射定律得到反射鏡曲面的剖面曲線微分方程：
【主權(quán)項】
1. 一種槽式均勻聚光單軸跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置，其特征在于：由兩塊太陽能電池 板背對背式構(gòu)成的發(fā)電部分、均勻聚光反射鏡構(gòu)成的聚光部分W及可升降支撐架構(gòu)成的跟 蹤部分組成； 所述發(fā)電部分由固定在支撐平板（4)上的第一太陽能電池板（1)和第二太陽能電池板 似組成，第一太陽能電池板（1)和第二太陽能電池板似接收陽光的一面朝外，背光的一 面朝內(nèi)，形成背對背式的平行結(jié)構(gòu)，第一太陽能電池板（1)和第二太陽能電池板（2)長邊呈 南北向放置且關(guān)于支撐平板（4)的中屯、軸左右對稱；使用時，支撐平板（4)向南北向的傾斜 角與水平面的夾角與當?shù)丶澏冉葡嗟龋纹桨澹?)向東西向的傾斜角度與太陽高度角 互余； 所述聚光部分由固定在支撐平板（4)上的第一反射鏡（5)和第二反射鏡（6)組成，第 一反射鏡（5)和第二反射鏡（6)開口朝上，并關(guān)于支撐平板（4)的中屯、軸左右對稱；根據(jù)能 量守恒定律及光線反射定律得到反射鏡曲面的剖面曲線微分方程：
其中，31、32為反射鏡起點與終點橫坐標，a b為太陽能電池板橫坐標，b i、b2為太陽能電 池板起點與終點縱坐標，yb為某一入射光線經(jīng)反射后落到太陽能電池板上的縱坐標。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種槽式均勻聚光單軸跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置，其特征在 于：所述跟蹤部分包括置于地面上的底座（7)，底座（7)上設(shè)有南北向的兩條軌道（8)和東 西向的兩條軌道（9)形成的四邊形軌道，四邊形軌道的四個頂角放置可升降立柱（16)，兩 個L型支撐槽（13)放置在支撐平板（4)與第一太陽能電池板（1)和第二太陽能電池板（2) 平行的邊上，每個L型支撐槽（13)的兩端固定有U型鏈接槽（15)，其下端連接可升降立柱 (16)，圓柱形承壓管（14)貫穿L型支撐槽（1扣和U型鏈接槽（巧），并位于支撐平板（4)下 方；所述底座（7)上設(shè)有升降電機（10)、南北向水平移動電機（11)及東西向水平移動電機 (12)，其中升降電機（10)分別控制四邊形軌道的四個頂角上的可升降立柱（16)的垂直高 度，南北向水平移動電機（11)用于控制四邊形軌道的四個頂角上的可升降立柱（16)之間 的南北水平間距，東西向水平移動電機（12)用于控制四邊形軌道的四個頂角上的可升降 立柱（16)之間的東西水平間距。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種槽式均勻聚光單軸跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置，其特征在 于；所述升降電機（10)、南北向水平移動電機（11)及東西向水平移動電機（12)的運轉(zhuǎn)由 控制系統(tǒng)進行控制。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種槽式均勻聚光單軸跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置，其特征在 于：所述第一太陽能電池板（1)、第二太陽能電池板（2)、第一反射鏡（5)和第二反射鏡化） 將支撐平板均勻分成=部分。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種槽式均勻聚光單軸跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置，其特征在 于：所述第一太陽能電池板（1)和第二太陽能電池板（2)通過電池插槽（3)固定在支撐平 板（4)上。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種槽式均勻聚光單軸跟蹤太陽能光伏發(fā)電裝置，該裝置由兩塊太陽能電池板背對背式構(gòu)成的發(fā)電部分、均勻聚光反射鏡構(gòu)成的聚光部分以及可升降支撐架構(gòu)成的跟蹤部分組成；其中發(fā)電部分采用背對背式的結(jié)構(gòu)減少了占用面積，間接增大了光伏發(fā)電容量；聚光部分能夠使太陽光經(jīng)反射后均勻落在太陽能電池板上，顯著提高太陽能轉(zhuǎn)化成電能的能量轉(zhuǎn)換效率以及太陽能電池板的使用壽命；跟蹤部分能夠根據(jù)地理位置不同情況，實現(xiàn)南北向呈最佳傾角，東西向單軸跟蹤太陽，使得發(fā)電效率大幅增加，從而降低太陽能光伏發(fā)電成本。
【IPC分類】H02S20-32, H02S40-22
【公開號】CN104601096
【申請?zhí)枴緾N201510038393
【發(fā)明人】郭烈錦, 趙亮, 楊艷, 魏慶宇, 馬秋鳴
【申請人】西安交通大學
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月26日