專利名稱：一維動態線聚焦光伏建筑墻板模塊及施工方法
技術領域：
本發明涉及一種光伏發電裝置，尤其涉及一維動態線聚焦光伏建筑墻板模塊及施 工方法。
背景技術：
太陽能光伏發電技術將成為未來基礎能源的重要組成部分。但是成本較高，為了 降低成本、提高光電轉化效率，聚光光伏發電技術得到了發展，聚光光伏發電技術是通過聚 光器而使較大面積的陽光會聚在一個較小的范圍內，克服太陽輻射能流密度低的缺陷，可 以成倍提高太陽能電池的短路電流，從而使得同樣數量的半導體材料產生更多的電能，而 增加的聚光部件的價格遠低于所節約的半導體材料價格，從而大幅度降低光伏發電系統的 成本，有利于光伏發電系統在我國的推廣應用。目前聚光光伏裝置的集光角特性不好，例如對入射光線的方向十分敏感，很小的 指向誤差就會使電池輸出功率大大降低，即系統容差特性比較小，因此必須對太陽進行二 維精確跟蹤，導致成本高，可靠性變差，并且傳統聚光光伏系統的電池板降溫設備得到的熱 能不方便利用。
發明內容
本發明為解決上述問題，提出了一維動態線聚焦光伏建筑墻板模塊及施工方法， 它在一定程度上改善現有的聚焦聚光光伏發電裝置的系統容差特性比較小的缺陷，采用一 維跟蹤系統、可靠性高、成本低、熱能副產品便于收集利用等優點。本發明的技術解決方案是一維動態線聚焦光伏建筑墻板模塊及施工方法一種菲涅爾透鏡線聚焦光伏建筑 墻板模塊，其特征在于由模塊支架6、菲涅爾透鏡聚光系統、聚光太陽能電池組件、降溫集熱 管3，保溫板4，轉軸7、電機、追日伺服系統等組成。其中菲涅爾透鏡聚光系統由N個線性菲涅爾透鏡1平行安裝在模塊支架上6構 成，菲涅爾透鏡是高透光玻璃下的菲涅爾透鏡貼膜材料或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料 等材料制成；安裝時線性菲涅爾透鏡的棱鏡母線與墻面豎直方向平行，也就是說與墻面水 平方向垂直。其中聚光太陽能電池組件與上述菲涅爾透鏡聚光系統有對應關系，即在菲涅爾透 鏡的焦線上或焦線附近區域設置太陽能電池片2 ；太陽能電池片2形狀是平面的或曲面的， 采用多晶硅、單晶硅、非晶硅、砷化鎵多節電池或有機薄膜電池。其中降溫集熱管3是金屬管或導熱性良好的塑料管，形狀是方管或圓管，與電池 板背光面緊貼，之間涂抹導熱油或導熱膠；導熱管內用空氣或水作為降溫工質，溫度升高的 工質可以作為建筑的空調熱源，熱水也可直接使用，導熱管可以在生產時裝入模塊，在施工 時把各模塊的管子相接，或者在模塊生產時，不裝管子，在施工時根據實際情況裁制合適長 度的管子安裝。
其中保溫板4采用聚合物發泡型保溫材料，如EPS材料。其中菲涅爾透鏡聚光系統中的透鏡以轉軸7為圓心，通過追日伺服系統控制電機 驅動其旋轉，在旋轉過程中電池板與其相對位置不發生變化，降溫集熱管3與其相對位置 也不變。本發明的優點是1、本發明采用了菲涅耳聚光棱鏡陣列，提高了單位面積的光通量和能流密度，提 高了電池單位面積輸出功率，太陽能電池的用量僅為固定式光伏發電系統的1/5到1/10。2、本發明采用了一維動態線聚焦，結構簡單成本低，易維護。3、本發明采用了把線聚焦菲涅爾聚光棱鏡陣列收集太陽光線發電裝置與外墻保 溫技術巧妙結合，實現模塊化，便于施工維護，促進光伏與建筑一體化的技術進步。4、本發明把線聚焦菲涅爾聚光棱鏡陣列收集太陽光線發電裝置與節能空調技術 巧妙結合，實現光伏轉化的熱能副產品回收利用，便于施工維護，促進光伏與建筑一體化和 節能建筑的技術進步。
圖1是菲涅爾透鏡聚光光伏裝置結構示意圖；圖2是本發明一維動態線聚焦光伏建筑墻板模塊的結構示意圖，該圖為俯視圖。其中1——菲涅爾透鏡，2——太陽能電池片，3——降溫管集熱管，4——保溫板， 5——陽光，6——模塊支架，7——轉軸。
具體實施例方式一維動態線聚焦光伏建筑墻板模塊及施工方法，其特征在于由模塊支架6、菲涅爾 透鏡聚光系統、聚光太陽能電池組件、降溫管集熱管3，保溫板4，轉軸7、電機、追日伺服系 統等組成。其中菲涅爾透鏡聚光系統由N個線性菲涅爾透鏡1平行安裝在模塊支架上6構 成，菲涅爾透鏡是高透光玻璃下的菲涅爾透鏡貼膜材料或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料 等材料制成；安裝時線性菲涅爾透鏡的棱鏡母線與墻面豎直方向平行，也就是說與墻面水 平方向垂直。其中聚光太陽能電池組件與上述菲涅爾透鏡聚光系統有對應關系，即在菲涅爾透 鏡的焦線上或焦線附近區域設置太陽能電池片2 ；太陽能電池片2形狀是平面的或曲面的， 采用多晶硅、單晶硅、非晶硅、砷化鎵多節電池或有機薄膜電池。其中降溫集熱管3是金屬管或導熱性良好的塑料管，形狀是方管或圓管，與電池 板背光面緊貼，之間涂抹導熱油或導熱膠；導熱管內用空氣或水作為降溫工質，溫度升高的 工質可以作為建筑的空調熱源，熱水也可直接使用，導熱管可以在生產時裝入模塊，在施工 時把各模塊的管子相接，或者在模塊生產時，不裝管子，在施工時根據實際情況裁制合適長 度的管子安裝。其中保溫板4采用聚合物發泡型保溫材料，如EPS材料。其中菲涅爾透鏡聚光系統中的透鏡以轉軸7為圓心，通過追日伺服系統控制電機 驅動其旋轉，在旋轉過程中電池板與其相對位置不發生變化，降溫集熱管3與其相對位置也不變。
權利要求
1.一維動態線聚焦光伏建筑墻板模塊及施工方法，其特征在于該線聚焦光伏建筑墻板 模塊由模塊支架(6)、菲涅爾透鏡聚光系統、聚光太陽能電池組件、降溫集熱管(3)，保溫板，轉軸(7)、電機、追日伺服系統等組成。
2.根據權利要求1所述的一維動態線聚焦光伏建筑墻板模塊及施工方法，其特征在 于其中菲涅爾透鏡聚光系統由N個線性菲涅爾透鏡(1)平行安裝在模塊支架上(6)構成， 菲涅爾透鏡是高透光玻璃下的菲涅爾透鏡貼膜材料或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料等材 料制成。
3.根據權利要求1所述的一維動態線聚焦光伏建筑墻板模塊及施工方法，其特征在 于聚光太陽能電池組件與上述菲涅爾透鏡聚光系統有對應關系，即在菲涅爾透鏡的焦線 上或焦線附近區域設置太陽能電池片O)；太陽能電池片( 形狀是平面的或曲面的，采用 多晶硅、單晶硅、非晶硅、砷化鎵多節電池或有機薄膜電池。
4.根據權利要求1所述的一維動態線聚焦光伏建筑墻板模塊及施工方法，其特征在 于降溫集熱管C3)是金屬管或導熱性良好的塑料管，形狀是方管或圓管，與電池板背光面 緊貼，之間涂抹導熱油或導熱膠；導熱管內用空氣或水作為降溫工質，溫度升高的工質可以 作為建筑的空調熱源，熱水也可直接使用。
5.根據權利要求1所述的一維動態線聚焦光伏建筑墻板模塊及施工方法，其特征在 于保溫板(4)采用聚合物發泡型保溫材料，如EPS材料。
6.根據權利要求1所述的一維動態線聚焦光伏建筑墻板模塊及施工方法，其特征在 于其中菲涅爾透鏡聚光系統中的透鏡以轉軸(7)為圓心，通過追日伺服系統控制電機驅 動其旋轉，在旋轉過程中電池板與其相對位置不發生變化，降溫集熱管C3)與其相對位置 也不變。
7.一維動態線聚焦光伏建筑墻板模塊及施工方法，其特征在于施工方法為該線聚焦光 伏建筑墻板模塊的菲涅爾透鏡聚光系統的菲涅爾透鏡聚平面朝外，接收陽光照射；安裝時 線性菲涅爾透鏡的棱鏡母線與墻面豎直方向平行，也就是說與墻面水平方向垂直；導熱管 是在生產時裝入模塊，在施工時把各模塊的管子相接，或者在模塊生產時，不裝管子，在施 工時根據實際情況裁制合適長度的管子安裝。
全文摘要
本發明一維動態線聚焦光伏建筑墻板模塊及施工方法，其特征在于由模塊支架(6)、菲涅爾透鏡聚光系統、聚光太陽能電池組件、降溫管集熱管(3)，保溫板(4)，轉軸(7)、電機、追日伺服系統等組成。優點是采用了菲涅耳聚光棱鏡陣列，提高了單位面積的光通量和能流密度，提高了電池單位面積輸出功率，節省電池板；采用了一維太陽進行跟蹤，結構簡單成本低，便于維護；采用了把聚焦光伏發電裝置與外墻保溫技術巧妙結合、以及與節能空調技術巧妙結合，實現光伏轉化的熱能副產品回收利用，實現模塊化，便于施工維護，促進光伏與建筑一體化和節能建筑的技術進步。
文檔編號G02B7/02GK102146710SQ201010109419
公開日2011年8月10日 申請日期2010年2月10日 優先權日2010年2月10日
發明者付勃, 張濤, 鄭健, 高明 申請人:西安孔明電子科技有限公司