專利名稱：一種太陽能聚光光伏發電模組的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能聚光光伏發電模組，具有太陽能雙軸跟蹤結構系統，特別是涉及一種基于坐式雙軸旋轉太陽跟蹤系統，主要是應用于聚光光伏發電技術中對太陽的跟蹤定位來實現太陽能聚光光伏發電。
背景技術：
太陽能光伏發電技術已廣泛應用于工業、交通、通訊、航天和軍事等各個領域，用以提供安全環保的可再生清潔能源。目前，平板式太陽能光伏發電技術是國內外太陽能發電技術的主流，但這種方式對單晶硅和多晶硅需求量很大，存在價格高和轉換率低的缺點。而太陽能低倍聚光光伏技術存在聚光效率低、能量利用率差等不足。因此，利用太陽能的理想方式是高倍聚光光伏技術，它具有能量轉換效率高、發電成本低的特點。現有的太陽能高倍聚光光伏發電裝置，主要包括菲涅爾透鏡、聚光器、砷化鎵電池、散熱器以及封閉盒體等部件，盡管相對于其他太陽能光伏發電技術提高了對太陽能的利用率，但也存在著防塵防潮效果差、散熱效果不足、透鏡及電池安裝精度難以保證等問題，而這些缺點將導致電池效率的降低及電池壽命的縮短。
發明內容
本發明的目的是提供一種太陽能聚光光伏發電裝置，能夠高效利用太陽能發電，并且具有良好的防塵防潮效果及散熱效果，易于控制透鏡、聚光器及電池中心的安裝精度。為實現發明的目的，本發明的一種太陽能聚光光伏發電模組，包括封閉盒體和安裝于封閉盒體內的一組以上聚光光伏組件，其特征在于，
它還包括至少一氣壓平衡裝置，所述氣壓平衡裝置包括:
用于使封閉盒體內腔與外部環境連通的至少一氣體呼吸器，所述氣體呼吸器包括安裝在封閉盒體上的半透膜，所述半透膜孔隙大于空氣中氣體分子的直徑，且小于水分子直徑。作為優選方案之一，所述氣壓平衡裝置還包括:
用于將封閉盒體內腔的過量氣體排放至外部環境，使封閉盒體內腔的氣壓與外部環境中的氣壓均衡的氣體單向閥。作為優選方案之一，所述聚光光伏組件包括菲涅爾透鏡及同軸設置的光電池、散熱器和聚光器，所述菲涅爾透鏡安裝在所述封閉盒體上端面，所述光電池固定在所述散熱器上端面，所述聚光器安裝于光電池上端面，所述散熱器安裝在封閉盒體底部，并且所述菲涅爾透鏡和所述聚光器之間還設有防聚焦板，所述菲涅爾透鏡的焦點分布在所述聚光器的軸線上，所述光電池還與安裝在所述封閉盒體上的電極引出端電連接。更為具體的，所述氣體呼吸器還包括螺紋式外殼和壓蓋，所述半透膜固定設置于螺紋式外殼與壓蓋之間，所述螺紋式外殼經一膠套與所述封閉盒體密封連接。具體而言，所述氣體單向閥經一膠套與所述封閉盒體密封連接。作為優選方案之一，所述防聚焦板下端面與聚光器上端面分布在同一平面內。
作為優選方案之一，所述防聚焦板包括兩塊以上平行分布的第一鋁平板，
以及，與所述第一鋁平板垂直的至少一第二鋁平板，所述第二鋁平板至少與相鄰的兩塊第一鋁平板固定連接；
并且，所述防聚焦板下端面兩側設有固定翼，所述固定翼與所述光電池固定連接。作為優選方案之一，所述封閉盒體由一塊薄板折彎成型。更進一步地，所述光電池包括砷化鎵光電池片，所述砷化鎵光電池片與一襯底上端面的導熱金屬層固定連接，所述導熱金屬層疊設在至少一絕緣導熱層上。更為具體的，所述聚光光伏組件包括由分布在同一水平面內的復數個菲涅爾透鏡單體形成的菲涅爾透鏡組陣，并且，該復數個菲涅爾透鏡單體是經模壓工藝一次成型。所述菲涅爾透鏡單體設置在同一水平面內。本發明的太陽能聚光光伏發電模組通過氣體呼吸器和氣體單向閥的作用，可以達到良好的防塵防潮效果，散熱效果好，安裝方便。通過將聚光器、散熱器、光電池的利用定位孔和定位銷的配合整體安裝固定，保證了菲涅爾透鏡的焦點、聚光器的中心、散熱器的中心及光電池的中心在同一條直線上，安裝定位方便，精度高，提高發電效率，降低發電成本。
為進一步說明本發明的結構特征，下面結合符合和具體實施方式
對本方面作進一步詳細地說明。圖1為本發明一較佳實施例的主視圖。圖2為本發明一較佳實施例的封閉盒體內部俯視圖。圖3為本發明一較佳實施例的仰視圖。圖4為本發明一較佳實施例的散熱器、光電池及聚光器所構成組合的放大圖。圖5為本發明一較佳實施例的接線柱剖視圖。圖6為本發明一較佳實施例的氣體呼吸器的剖視圖。圖7為本發明一較佳實施例的氣體單向閥的剖視圖。附圖標記說明:1-防聚焦板支架；2_封閉盒體；3_接線柱；4_防聚焦板；5-封閉型內螺紋螺母；6_電池定位銷；7_大密封圈；8_散熱器；9_光電池；10_氣體單向閥；11_氣體呼吸器；12_聚光器；13_菲涅爾透鏡；14_密封膠槽；15_散熱器固定孔；16_聚光器側翼；17-定位銷；18_壓頭；19_螺栓；20_螺母；21_壓塊；22_小密封圈；23_橡皮圈；24_塑料件；25_螺母；26-螺紋式外殼；27-橡皮套；28-半透膜；29_壓蓋；30-進氣口 ；31_閥門；32-出氣口。
具體實施例方式參見附圖1，本發明涉及一種太陽能聚光光伏發電模組，包括封閉盒體2、菲涅爾透鏡13、防聚焦板4、光電池9、散熱器8、聚光器12、電極引出端，所述菲涅爾透鏡13安裝在所述封閉盒體2的上端面，所述光電池9固定在所述散熱器8的上端面，所述聚光器12固定在所述光電池9的上端面，所述菲涅爾透鏡13的焦點、所述散熱器8的中心、所述聚光器12的中心及所述光電池9的中心在同一條直線上，所述散熱器8安裝在所述封閉盒體2的底部，所述防聚焦板4設置在所述菲涅爾透鏡13和所述聚光器12之間的封閉盒體2內部，所述電極引出端貫通設置在所述封閉盒體2底部。還包括一可拆卸的氣壓平衡裝置，其貫通設置在所述封閉盒體2的底部。所述氣壓平衡裝置包括，一使封閉盒體2內腔與外部環境連通的氣體呼吸器11，及，用于將封閉盒體2內腔的過量氣體排放至外部環境，使封閉盒體2內腔的氣壓與外部環境中的氣壓均衡的氣體單向閥10，氣體呼吸器11和氣體單向閥10分別設置于在封閉盒體2的底部，并與封閉盒體2連接處密封設置。附圖3所示為本發明的仰視圖，散熱器8呈陣列排列，氣體呼吸器11、氣體單向閥10以及電極引出端分別貫通設置在封閉盒體2的底部。參見附圖6，氣體呼吸器11包括一半透膜28、一螺紋式外殼26及一壓蓋29，半透膜28位于螺紋式外殼26和壓蓋29之間。其中，所述半透膜28孔隙大于空氣中氣體分子的直徑，且小于水分子直徑，這樣可以只允許空氣中氣體分子進入封閉盒體2內部而阻隔水分子及一些灰塵顆粒進入封閉盒體2內部，從而保持封閉盒體2內部的干燥及清潔。螺紋式外殼26與貫穿設置在所述封閉盒體2 —選定位置的橡皮套27配合，實現所述氣體呼吸器11與所述封閉盒體2連接處密封，螺紋式外殼26旋入固定設置在封閉盒體2底部的橡皮套27中，利用橡皮套27的彈力實現氣體呼吸器11與封閉盒體2的密封。參見附圖7，所述氣體單向閥10主要包括出氣口 32、進氣口 30及閥門31。氣體單向閥10同氣體呼吸器11與封閉盒體2密封方式相同，利用固定在封閉盒體2底部的橡皮套與氣體單向閥10的螺紋式外殼相連，利用橡皮套的彈力實現氣體單向閥10與封閉盒體2的密封連接。當白天日照使得封閉盒體2內空氣溫度上升導致壓強增大時，空氣通過氣體呼吸器11和氣體單向閥10排出，始終可以保持模組內外氣壓平衡，因此封閉盒體2及菲涅爾透鏡13均不會有變形，不影響發電效率。而當夜晚封閉盒體2內空氣溫度下降壓強降低時，此時模組不再工作，會產生少量變形，只通過氣體呼吸器11緩慢吸氣，直到壓強恢復平衡。參見附圖5，所述電極引出端優選采用接線柱3，所述接線柱3與封閉盒體2底部采用與氣體呼吸器11及氣體單向閥10相同的密封方式。參見附圖1和圖2所示，防聚焦板4至少由三塊鋁平板構成，所述防聚焦板4包括兩塊以上平行分布的第一鋁平板，以及，與所述第一鋁平板垂直的至少一第二鋁平板，所述第二鋁平板至少與相鄰的兩塊第一鋁平板固定連接，設置為類H型；并且，所述防聚焦板4下端面兩側設有固定翼，所述固定翼與所述光電池固定連接。所述防聚焦板4的下端面與所述聚光器12的上端面設置在同一水平面內。在封閉盒體2內壁上防聚焦板4的周緣設置有密封膠槽14，利用密封膠槽14達到防聚焦板4與封閉盒體2的密封效果。防聚焦板4的下端面兩側設置有豎直的固定翼，所述固定翼與所述光電池9粘接固定。防聚焦板支架I豎直設置在封閉盒體2內壁，支撐防聚焦板4與封閉盒體2的固定連接。參見附圖4，為保證菲涅爾透鏡13的焦點、散熱器8的中心、聚光器12的中心及光電池9的中心在同一條直線上，在散熱器8的上端面設置散熱器固定孔15，將散熱器8固定在封閉盒體2底部。該發明的太陽能聚光光伏發電模組還包括一底板，所述底板包括金屬片層和絕緣導熱層，所述金屬片層位于所述絕緣導熱層的上端面和/或下端面，且與所述光電池9粘接。光電池9固定在電池基板上，電池基板利用導熱膠固定在散熱器8的底部，通過專用卡具實現光電池9中心與散熱器8中心的重合。在底板兩側對稱位置設置復數個定位銷17，所述定位銷17與設置在封閉盒體2底部上端面的定位孔相配合用于固定底板的位置，從而實現散熱器8的中心、聚光器12的中心及光電池9的中心在同一條直線上。本發明所使用的菲涅爾透鏡13為由鋼化玻璃做基板一次性模壓粘結成型的菲涅爾透鏡13組陣，利用超白玻璃作基材，菲涅爾透鏡13單體設置在同一水平面內。本發明的太陽能聚光光伏發電模組，封閉盒體2是由一整塊板材彎折成型，封閉盒體2上端面周緣尺寸與所述菲涅爾透鏡13尺寸相同，這樣便于菲涅爾透鏡13的安裝；在所述封閉盒體2底部上端面與所述菲涅爾透鏡13單體同心位置開設有方孔，所述方孔的兩側開設有復數個與所述底板上端面的定位銷17相配合的定位孔，及復數個與所述散熱器8上的緊固孔相對應的封閉型螺母，用于固定散熱器8、光電池9及聚光器12構成的組合，保證菲涅爾透鏡13的焦點、散熱器8的中心、聚光器12的中心及光電池9的中心在同一條直線上。需要指出的是，上述較佳實施例僅為說明本發明的技術構思及結構特點，目的是為了讓熟悉本領域的相關人員能夠了解本發明的內容并據以實施，并不以此限制本發明的保護范圍。凡依據本發明的精神實質所做的等效變化或修飾，均應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種太陽能聚光光伏發電模組，包括封閉盒體和安裝于封閉盒體內的一組以上聚光光伏組件，其特征在于， 它還包括至少一氣壓平衡裝置，所述氣壓平衡裝置包括: 用于使封閉盒體內腔與外部環境連通的至少一氣體呼吸器，所述氣體呼吸器包括安裝在封閉盒體上的半透膜，所述半透膜孔隙大于空氣中氣體分子的直徑，且小于水分子直徑。
2.根據權利要求1所述的太陽能聚光光伏發電模組，其特征在于，所述氣壓平衡裝置還包括: 用于將封閉盒體內腔的過量氣體排放至外部環境，使封閉盒體內腔的氣壓與外部環境中的氣壓均衡的氣體單向閥。
3.根據權利要求1所述的太陽能聚光光伏發電模組，其特征在于，所述聚光光伏組件包括菲涅爾透鏡及同軸設置的光電池、散熱器和聚光器，所述菲涅爾透鏡安裝在所述封閉盒體上端面，所述光電池固定在所述散熱器上端面，所述聚光器安裝于光電池上端面，所述散熱器安裝在封閉盒體底部，并且所述菲涅爾透鏡和所述聚光器之間還設有防聚焦板，所述菲涅爾透鏡的焦點分布在所述聚光器的軸線上，所述光電池還與安裝在所述封閉盒體上的電極引出端電連接。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的太陽能聚光光伏發電模組，其特征在于，所述氣體呼吸器還包括螺紋式外殼和壓蓋，所述半透膜固定設置于螺紋式外殼與壓蓋之間，所述螺紋式外殼經一膠套與所述封閉盒體密封連接。
5.根據權利要求2所述的太陽能聚光光伏發電模組，其特征在于，所述氣體單向閥經一膠套與所述封閉盒體密封連接。
6.根據權利要求3所述的太陽能聚光光伏發電模組，其特征在于，所述防聚焦板下端面與聚光器上端面分布在同一平面內。
7.根據權利要求3或6所述的太陽能聚光光伏發電模組，其特征在于，所述防聚焦板包括兩塊以上平行分布的第一鋁平板， 以及，與所述第一鋁平板垂直的至少一第二鋁平板，所述第二鋁平板至少與相鄰的兩塊第一鋁平板固定連接； 并且，所述防聚焦板下端面兩側設有固定翼，所述固定翼與所述光電池固定連接。
8.根據權利要求1所述的太陽能聚光光伏發電模組，其特征在于，所述封閉盒體由一塊薄板折彎成型。
9.根據權利要求3所述的太陽能聚光光伏發電模組，其特征在于，所述光電池包括砷化鎵光電池片，所述砷化鎵光電池片與一襯底上端面的導熱金屬層固定連接，所述導熱金屬層疊設在至少一絕緣導熱層上。
10.根據權利要求3所述的太陽能聚光光伏發電模組，其特征在于，所述聚光光伏組件包括由分布在同一水平面內的復數個菲涅爾透鏡單體形成的菲涅爾透鏡組陣，并且，該復數個菲涅爾透鏡單體是經模壓工藝一次成型。
全文摘要
本發明涉及一種太陽能聚光光伏發電模組，包括封閉盒體、菲涅爾透鏡、防聚焦板、光電池、散熱器、聚光器、電極引出端等，還包括一貫通密封設置在封閉盒體底部的可拆卸的氣壓平衡裝置，該氣壓平衡裝置包括一氣體呼吸器及一氣體單向閥。氣體呼吸器的半透膜可以使空氣進出而阻隔水分子及灰塵顆粒進入封閉盒體內。當封閉盒體內氣壓高于外界氣壓時，氣體呼吸器與氣體單向閥共同排出多余氣體維持封閉盒體內外氣壓平衡；當封閉盒體內氣壓低于外界氣壓時，氣體呼吸器吸入空氣維持封閉盒體內外氣壓平衡。本發明防塵防潮效果好，安裝定位方便，精度高，提高發電效率，降低發電成本。
文檔編號H01L31/02GK103077992SQ20131002784
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月25日 優先權日2013年1月25日
發明者宋賀倫, 茹占強, 戴高環, 李望, 王秋陽, 張耀輝 申請人:中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所