專利名稱：斜面懸拉式反射聚光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種聚光光伏發(fā)電裝置，特別是一種斜面
懸拉式反射聚光器。
背景技術(shù)：
太陽能是一種清潔無污染的可再生能源，取之不盡，用之不竭，充分開發(fā)利用太陽 能不僅可以節(jié)約日益枯竭的常規(guī)能源，緩解嚴峻的資源短缺問題，而且還可以減少污染，保 護人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境。在眾多的太陽能利用技術(shù)中，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)實現(xiàn)了直 接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，是一種最方便的利用方式，它具有運行安全可靠、無需燃料、無噪 聲、無污染、可就地利用、使用維護簡便、規(guī)模可大可小等優(yōu)點，因而受到了世界各國的重 視。 雖然太陽能光伏發(fā)電具有很多優(yōu)點，但在光伏發(fā)電的發(fā)展過程中，使用成本過高 一直是制約其迅速推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素。其重要原因之一是用于生產(chǎn)太陽能電池的半導 體材料價格昂貴，消耗量大，導致以太陽能電池為核心的光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本難以大幅度 降低。 常規(guī)的光伏發(fā)電系統(tǒng)一般是將太陽能電池固定安裝，價格居高不下，難以迅速推 廣應(yīng)用。根據(jù)太陽能電池在一定條件下輸出的電流與接受的光照強度成正比增加而又不至 于影響光伏電池壽命的特征，人們開始研究采用聚光和跟蹤技術(shù)，希望在獲得同樣電能的 情況下減少太陽能電池的用量，而增加的跟蹤聚光的成本遠低于所節(jié)約的太陽能電池的成 本相當于用普通的金屬玻璃等材料代替昂貴的半導體材料。德國、美國、西班牙、澳大利亞 等國都分別開發(fā)了菲涅爾透鏡聚光、反射聚光等各種聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)，現(xiàn)有折射聚光的 缺點是光強均勻性較差，透過率難以提高，制造成本較高，大型拋物面反射聚光的缺點是拋 物面反射鏡制造難度大，成本較高，反射鏡容易破碎?，F(xiàn)有的平面鏡反射聚光的缺點是聚光 器鋼架結(jié)構(gòu)復(fù)雜、焊接工藝性差、整體剛性不足、鋼材消耗量較大，整體防風性能較差。這些 均導致整套系統(tǒng)性價比提高不明顯，使得聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢難以體現(xiàn)。到目前為止， 僅有少量探索性、示范性的聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)投入運行。 近幾年來，我國太陽能光伏組件產(chǎn)量幾乎以每年翻番的速度增長，但太陽能光伏 技術(shù)開發(fā)和利用的水平不僅遠低于工業(yè)發(fā)達國家，也落后于印度、巴西等發(fā)展中國家。盡管 我國有著很好的太陽能資源和光伏電池制造能力，但是太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的整體水平與工業(yè) 發(fā)達國家還有很大的差距，一是太陽能電池所使用的晶體硅原料的生產(chǎn)依賴進口，原料緊 缺，目前乃至今后很長一段時期，成本下降的空間較小，二是太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)用還很少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝性好、成本低廉、性價比高、具有較高反射鏡利用
率、規(guī)模較大的斜面懸拉式反射聚光器。 為達成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
斜面懸拉式反射聚光器，它包括太陽能電池組件陣列，平面鏡陣列，安裝太陽能電 池組件及平面鏡的聚光器鋼架、帶動上述組件動作的自動跟蹤太陽轉(zhuǎn)動的裝置；所述的自 動跟蹤太陽轉(zhuǎn)動的裝置由平面反射鏡框架聚光器鋼架驅(qū)動裝置、底盤驅(qū)動裝置和對太陽光 線角度實時判別的控制系統(tǒng)組成；所述的聚光器鋼架由對稱的兩個斜面鋼結(jié)構(gòu)、電池板支 架及懸拉鋼管組成三角形鋼結(jié)構(gòu)，平面鏡的一端直接固定在斜面鋼結(jié)構(gòu)上，平面鏡的另一 端借一固定在斜面鋼結(jié)構(gòu)上的角度調(diào)節(jié)裝置改變平面鏡的角度。 所述的電池板支架設(shè)置于兩個斜面鋼結(jié)構(gòu)的對稱中心線上，在兩個斜面鋼結(jié)構(gòu)的 末端通過鋼管與電池板支架的頂端相聯(lián)接形成懸拉式鋼架，所述的太陽能電池板縱向串聯(lián) 安裝在支架上部且位于平面反射鏡陣列的上方使左右平面反射鏡陣列分別把太陽光線反 射到對應(yīng)一側(cè)的電池板上。 所述兩列太陽能電池板組件對稱地安裝在電池板支架上；所述的平面反射鏡陣列 對稱安裝在兩個斜面鋼結(jié)構(gòu)上。 所述的對稱的太陽能電池板組件對稱傾斜安裝在支架的兩側(cè)。
所述的每列太陽能電池板組件對應(yīng)一組平面反射鏡陣列。
所述的每組平面反射鏡陣列由3 10列平面反射鏡組成。 所述的平面鏡的一端直接固定在斜面鋼結(jié)構(gòu)上，平面鏡的另一端借角度調(diào)節(jié)裝置
改變平面鏡的角度，在每列平面鏡間自然形成漏風間隙。 采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明型具有以下優(yōu)點 1、所述的聚光器鋼架由對稱的兩個斜面鋼結(jié)構(gòu)、電池板支架及懸拉鋼管組成，平
面鏡的一端直接固定在斜面鋼結(jié)構(gòu)上，平面鏡的另一端由角度調(diào)節(jié)裝置改變平面鏡的角
度，使平面鏡均勻地把太陽光反射到聚光器頂部的兩列太陽能電池板上。 2、所述的兩個斜面鋼結(jié)構(gòu)、電池板支架及懸拉鋼管構(gòu)成三角形鋼結(jié)構(gòu)。 3、由于本發(fā)明型的聚光器框架整體為三角形鋼結(jié)構(gòu)，可以獲得最佳的剛度/重量比。 4、所述的平面鏡的一端直接固定在斜面鋼結(jié)構(gòu)上，平面鏡的另一端由角度調(diào)節(jié)裝 置改變平面鏡的角度，由于每列平面鏡的傾角不同，在每列平面鏡間自然形成漏風間隙。
5、由于太陽能電池組件工作面向下安置，因而可以避免灰塵等污物在工作面上堆 積，不會形成熱斑，從而避免出現(xiàn)熱島效應(yīng)，可延長太陽能電池組件的壽命。
綜上所述，本發(fā)明與其他聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)相比，易于制造、成本低廉，增加了太 陽能電池板所接受的太陽光照射強度。與固定式的光伏發(fā)電系統(tǒng)相比，在獲得同樣的電能 情況下，最多可節(jié)省80%的太陽能電池板，而增加跟蹤聚光機構(gòu)的成本遠低于所節(jié)省的太 陽能電池的成本，因此顯著降低了總體成本，提高了性價比。聚光器通過光電傳感器、電控 系統(tǒng)和驅(qū)動裝置自動跟蹤太陽轉(zhuǎn)動，確保實時變化的太陽光線與聚光器始終保持一定的位 置關(guān)系。從而保證各組平面鏡把太陽光線均勻地反射到電池板上，實現(xiàn)了數(shù)倍聚光功能。


圖l是本發(fā)明的側(cè)視圖；
圖2是本發(fā)明的正視圖；
圖3是本發(fā)明的俯視 圖4是本發(fā)明每列太陽能電池板對應(yīng)三列平面鏡的光學原理示意圖； 圖5是本發(fā)明每列太陽能電池板對應(yīng)四列平面鏡的光學原理示意圖； 圖6是本發(fā)明每列太陽能電池板對應(yīng)五列平面鏡的光學原理示意圖； 圖7是本發(fā)明平面鏡與斜面鋼架聯(lián)接示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進一步詳述。 參閱圖1、圖2，本發(fā)明型是一種斜面懸拉式反射聚光器，它包括太陽能電池組件 陣列1、懸拉鋼管2、平面反射鏡陣列3、安裝平面鏡的斜面鋼結(jié)構(gòu)4、自動跟蹤太陽裝置5、安 裝電池板的支架6。 所述的自動跟蹤太陽裝置5由聚光三角框架的驅(qū)動裝置51、底盤驅(qū)動裝置52和 接收太陽光線的光電傳感器53和處理電路(圖中未示)組成。聚光三角形框架的驅(qū)動裝 置51由電動機、減速器、螺桿等機構(gòu)組成。底盤驅(qū)動裝置52由電動機、減速器、三個支撐輪 521、522、523組成，其中521為主動輪，522、523為被動輪，底盤驅(qū)動裝置52帶動整個聚光 器繞中間立柱54轉(zhuǎn)動。 所述聚光器的框架由兩個斜面鋼結(jié)構(gòu)41、42、電池板支架6及懸拉鋼管21、22構(gòu)成 一個剛度/重量比最佳的三角形鋼結(jié)構(gòu)，平面反射鏡31、32直接安放在兩個斜面鋼結(jié)構(gòu)41、 42上。電池板支架6設(shè)置于兩個斜面鋼結(jié)構(gòu)4的對稱中心線上，其下端固接在斜面鋼結(jié)構(gòu) 框架4上。所述的太陽能電池組件陣列l(wèi)安裝在支架6頂上。所述的太陽能電池組件陣列 1由兩列太陽能電池板組件11、12構(gòu)成。而且，對稱的兩列太陽能電池板組件11、12且皆位 于平面反射鏡陣列3的上方，為了使太陽能電池組件陣列1與平面反射鏡陣列3相對，太陽 能電池組件陣列1被反向安裝在支架2上，以便接收平面鏡陣列3的反射光。在本實施例 中，平面反射鏡陣列3由兩組平面鏡31、32組成，每組平面鏡31、32包括四列平面鏡。每列 太陽能電池板組件11、12對應(yīng)一組平面鏡，從而形成如下對應(yīng)關(guān)系(如圖l所示)太陽能 電池板組件11對應(yīng)平面反射鏡31，太陽能電池板組件12對應(yīng)平面反射鏡32。
本發(fā)明型通過光電傳感器53、電控系統(tǒng)(圖中未示)、聚光三角框架的驅(qū)動裝置51 和底盤驅(qū)動裝置52自動跟蹤太陽轉(zhuǎn)動，確保實時變化的太陽光線與聚光器始終保持一定 的位置關(guān)系。從而確保兩個斜面鋼結(jié)構(gòu)4上的兩組平面反射鏡31、32把太陽光線均勻地反 射到支架6頂部對應(yīng)的兩列太陽能電池板組件11、12上，實現(xiàn)數(shù)倍聚光功能。
圖3是本發(fā)明型的底盤結(jié)構(gòu)示意圖，驅(qū)動電機521在控制電路的控制下，由主驅(qū)動 輪521帶動底盤繞著回轉(zhuǎn)中心軸54旋轉(zhuǎn)，自動跟蹤太陽的方位角，被動輪522、523和驅(qū)動 輪521構(gòu)成三點支撐。 圖4、5、6分別為不同倍數(shù)聚光器的光學原理示意圖，聚光倍數(shù)要求不一樣，電池 板11、12的角度也發(fā)生改變，對應(yīng)的平面鏡組件31、32的數(shù)量跟著發(fā)生改變，達到最大優(yōu)化 聚光比。 圖7是本發(fā)明型平面鏡與斜面鋼架聯(lián)接示意圖，所述的平面鏡324的一端由鉸鏈 421直接固定在斜面鋼結(jié)構(gòu)42上，平面鏡的另一端由角度調(diào)節(jié)裝置422改變平面鏡的角度， 由于每列平面鏡的傾角不同，在每列平面鏡間自然形成漏風間隙。 本發(fā)明的重點就在于所述的兩個斜面鋼結(jié)構(gòu)、電池板支架及懸拉鋼管構(gòu)成一個
5剛度/重量比最佳的三角形鋼結(jié)構(gòu)。平面鏡的一端直接固定在斜面鋼結(jié)構(gòu)上，平面鏡的另 一端由角度調(diào)節(jié)裝置改變平面鏡的角度，由于每列平面鏡的傾角不同，在兩列平面鏡間自 然形成漏風間隙。 故，凡聚光器鋼結(jié)構(gòu)是由斜面鋼結(jié)構(gòu)、電池板支架及懸拉鋼管構(gòu)成一個剛度/重 量比最佳的三角形鋼結(jié)構(gòu)；平面鏡的一端直接固定在斜面鋼結(jié)構(gòu)上，平面鏡的另一端由角 度調(diào)節(jié)裝置改變平面鏡的角度，每列平面鏡的傾角不同，在兩列平面鏡間自然形成漏風間 隙，皆屬本發(fā)明型保護的范圍。
權(quán)利要求
斜面懸拉式反射聚光器，它包括太陽能電池組件陣列，平面鏡陣列，安裝太陽能電池組件及平面鏡的聚光器鋼架、帶動上述組件動作的自動跟蹤太陽轉(zhuǎn)動的裝置；所述的自動跟蹤太陽轉(zhuǎn)動的裝置由平面反射鏡框架聚光器鋼架驅(qū)動裝置、底盤驅(qū)動裝置和對太陽光線角度實時判別的控制系統(tǒng)組成；其特征在于所述的聚光器鋼架由對稱的兩個斜面鋼結(jié)構(gòu)、電池板支架及懸拉鋼管組成三角形鋼結(jié)構(gòu)，平面鏡的一端直接固定在斜面鋼結(jié)構(gòu)上，平面鏡的另一端借一固定在斜面鋼結(jié)構(gòu)上的角度調(diào)節(jié)裝置改變平面鏡的角度。
2. 如權(quán)利要求1所述的斜面懸拉式反射聚光器，其特征在于所述的電池板支架設(shè)置 于兩個斜面鋼結(jié)構(gòu)的對稱中心線上，在兩個斜面鋼結(jié)構(gòu)的末端通過鋼管與電池板支架的頂 端相聯(lián)接形成懸拉式鋼架，所述的太陽能電池板縱向串聯(lián)安裝在支架上部且位于平面反射 鏡陣列的上方使左右平面反射鏡陣列分別把太陽光線反射到對應(yīng)一側(cè)的電池板上。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的斜面懸拉式反射聚光器，其特征在于所述兩列太陽能電 池板組件對稱地安裝在電池板支架上；所述的平面反射鏡陣列對稱安裝在兩個斜面鋼結(jié)構(gòu) 上。
4. 如權(quán)利要求3所述的斜面懸拉式反射聚光器，其特征在于所述的對稱的太陽能電 池板組件對稱傾斜安裝在支架的兩側(cè)。
5. 如權(quán)利要求3所述的斜面懸拉式反射聚光器，其特征在于所述的每列太陽能電池 板組件對應(yīng)一組平面反射鏡陣列。
6. 如權(quán)利要求5所述的斜面懸拉式反射聚光器，其特征在于所述的每組平面反射鏡 陣列由3 10列平面反射鏡組成。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的斜面懸拉式反射聚光器，其特征在于所述的平面鏡的一 端直接固定在斜面鋼結(jié)構(gòu)上，平面鏡的另一端借角度調(diào)節(jié)裝置改變平面鏡的角度，在每列 平面鏡間自然形成漏風間隙。
全文摘要
斜面懸拉式反射聚光器，它包括太陽能電池組件陣列，平面鏡陣列，安裝太陽能電池組件及平面鏡的聚光器鋼架、帶動上述組件動作的自動跟蹤太陽轉(zhuǎn)動的裝置；所述的自動跟蹤太陽轉(zhuǎn)動的裝置由平面反射鏡框架聚光器鋼架驅(qū)動裝置、底盤驅(qū)動裝置和對太陽光線角度實時判別的控制系統(tǒng)組成；所述的聚光器鋼架由對稱的兩個斜面鋼結(jié)構(gòu)、電池板支架及懸拉鋼管組成三角形鋼結(jié)構(gòu)，平面鏡的一端直接固定在斜面鋼結(jié)構(gòu)上，平面鏡的另一端借一固定在斜面鋼結(jié)構(gòu)上的角度調(diào)節(jié)裝置改變平面鏡的角度，其工藝性好、成本低廉、性價比高、具有較高反射鏡利用率、規(guī)模較大。
文檔編號G02B7/198GK101753058SQ20081007225
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者許志龍 申請人:廈門市羅普特科技有限公司