專利名稱：用于光伏聚光模塊的子模塊、光伏聚光模塊、太陽能裝置和用于光伏聚光模塊的包裝方法 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于與光伏聚光模塊一起使用的子模塊、光伏聚光模 塊、太陽能裝置和用于所述模塊的包裝方法，本發(fā)明與當(dāng)前已知的用 于從太陽輻射生成太陽能的系統(tǒng)相比具有明顯的創(chuàng)造性和優(yōu)點(diǎn)。
更具體地，本發(fā)明的目的涉及子模塊、具有上述子模塊的光伏聚 光模塊和使用上述聚光模塊的太陽能裝置以用于安裝在平的表面上， 例如諸如住宅、辦公建筑、工廠和倉庫的建筑的屋頂上，以及安裝在 停車場的棚架型結(jié)構(gòu)、公共和私人交通的車站和停放點(diǎn)、人行道、綠 地和農(nóng)業(yè)作業(yè)上。
背景技術(shù)：
一般地，光伏聚光系統(tǒng)所尋求的主要益處是通過減少光伏設(shè)備的 表面積來降低成本。
與目前無聚光的平光伏面板相比，輻射的聚光要求聚光器系統(tǒng)主 動(dòng)跟蹤太陽軌跡，該平光伏面板中系統(tǒng)跟蹤太陽的可能性是可選的。 所要求的太陽聚光程度越高，則執(zhí)行所述跟蹤的精度也必須越高。
用于從太陽輻射生成電能且在兩個(gè)軸上跟蹤的已知的光伏聚光組 件通常由多個(gè)模塊形成，每個(gè)模塊具有至少一對透鏡組件或"鑲板"。 每個(gè)透鏡組件具有透明的片狀主體，該主體例如可以包括具有特定的 透鏡數(shù)的一組透鏡，該組透鏡將太陽輻射聚集到位于模塊內(nèi)的一組太 陽能電池上。使用太陽能電池或光伏電池的優(yōu)點(diǎn)是它們是能將太陽輻 射以直接方式轉(zhuǎn)化為電的設(shè)備。
另一方面，已知了大范圍的涉及用于上述類型的光伏組件的形成 的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)的發(fā)明申請，例如描述了用于從由多個(gè)透鏡組件形成的
太陽輻射生成電能的光伏組件的申請EP 0581 889。
然而，由于制造部件的成本和目前在安裝這種類型的結(jié)構(gòu)中的維 護(hù)，故將產(chǎn)生如下的事實(shí)，即由于存在一系列尚未解決的問題，故現(xiàn) 在不如所希望的那樣要求這種類型的申請。
另外，已知的光伏聚光設(shè)備非常難于安裝在建筑物屋頂上或利用 其他類型的輔助表面，它們的使用被限制于在地面上集中生產(chǎn)。這是 因?yàn)樗鼈兊母咧匦暮筒焕目諝鈩?dòng)力學(xué)特性，這也在受到持續(xù)風(fēng)的區(qū) 域內(nèi)對它們的運(yùn)行能力產(chǎn)生負(fù)面影響。
與光伏聚光系統(tǒng)相關(guān)的另一個(gè)問題是熱散逸。在聚光程度和通過 減少光伏設(shè)備的表面積來降低成本的益處之間存在直接的聯(lián)系，然而 減少光伏設(shè)備的表面積具有由在更減小的表面上散發(fā)更多的熱所需的 成本增加而抵消的負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容
開發(fā)本發(fā)明以提供解決前述缺點(diǎn)的與光伏聚光模塊一起應(yīng)用的子 模塊、光伏聚光模塊和太陽能裝置，以及提供其他另外的優(yōu)點(diǎn)，這將 從下文的描述中變得清楚。
尤其應(yīng)用于大致平的表面的本發(fā)明的光伏聚光櫝塊的特征在于
該光伏聚光模塊由下述類型的多個(gè)子模塊形成，該子模塊以相互平行 且等距的方式布置，并且支承在平臺(tái)上，該平臺(tái)以相對于支承表面或 地面大致水平的方式裝配(這意味著平臺(tái)基本上平行于整個(gè)模塊放置 在其上的表面)，所述平臺(tái)布置在待裝配到屋頂表面或支承表面的支 承結(jié)構(gòu)上，所述光伏聚光模塊還包括裝配有兩個(gè)軸的機(jī)電運(yùn)動(dòng)裝置以
跟蹤太陽的軌跡，兩個(gè)軸中的一個(gè)與子模塊的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相關(guān)，另一個(gè) 軸與平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相關(guān)。
必須強(qiáng)調(diào)的是，與子模塊的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相關(guān)的軸跟蹤姿態(tài)軌跡，這
意味著該子模塊在平行于水平面的幾何軸上旋轉(zhuǎn)，而另一個(gè)軸與平臺(tái)
的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相關(guān)且因此對應(yīng)于方位軌跡，這意味著該子模塊在垂直于
水平面的幾何軸上旋轉(zhuǎn)，且這是由于每個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過用于每個(gè)運(yùn)動(dòng) 的單獨(dú)的馬達(dá)連接。
本發(fā)明的每個(gè)模塊對象設(shè)計(jì)為在25攝氏度的環(huán)境溫度下提供了 大約200瓦的功率，然而系統(tǒng)基本上是可縮放的，因此模塊可以基于 相同的原理具有明顯更高或更低的功率。
本發(fā)明引入了適合于在至少一平方厘米的多聯(lián)合光伏電池上的高
聚光(400到500個(gè)太陽的數(shù)量級)的散逸系統(tǒng)。新的散逸系統(tǒng)是經(jīng)濟(jì) 的且有效的，該散逸系統(tǒng)不因散逸系統(tǒng)的另外費(fèi)用而負(fù)面地抵消由降 低光伏表面元件引入的成本降低。
由于這些特征，獲得了光伏聚光模塊以安裝在帶有平表面的建筑 物屋頂上，而不需要大的表面來組裝上述類型的模塊的裝置。另外， 因?yàn)椴恍枰褂缅^定元件或其他另外的固定元件(由于較低的重心位 置)，故安裝簡單，從而降低了執(zhí)行所述安裝的工人數(shù)量，且適合于 關(guān)于提升和操縱重載荷的工作管理。光伏聚光模塊的低的空氣動(dòng)力學(xué) 特性允許它在強(qiáng)風(fēng)中使用，且由于模塊的變平的布置而減少對視覺的 影響，這不同于其他跟蹤兩個(gè)軸的聚光系統(tǒng)，該其他系統(tǒng)一般地由布 置在垂直于地面的柱上的面板形成，并且具有相當(dāng)高的重心和顯著的 視覺影響。
另外，如本發(fā)明的背景技術(shù)所述，光伏模塊相對于其他已知系統(tǒng) 的另一個(gè)有利的方面在于，該光伏模塊要求很小的高度(且因此重心
位置較低)，這樣降低了視覺影響，這例如與參考專利的前述系統(tǒng)不 同。
模塊可以裝配有一些用于計(jì)算位置和用于基于天文的姿態(tài)軸和方 位軸(本發(fā)明不唯一地且排他地限制于所述天文軸)來跟蹤太陽以獲 得最大程度的聚光的裝置，地理定位和定向裝置，和太陽輻射傳感器， 所述裝置與旋轉(zhuǎn)的機(jī)電裝置相關(guān)。由于所述太陽輻射傳感器的存在， 模塊能夠根據(jù)云的存在來確定天空中的光線條件是否適合于校準(zhǔn)最合 適的位置。值得提及的是，太陽跟蹤基于姿態(tài)和方位參數(shù)執(zhí)行，且因 此在兩個(gè)軸上以使得陽光的聚光與已知的靜止類型的太陽能收集系統(tǒng) 或者具有單個(gè)跟蹤軌跡的太陽能收集系統(tǒng)相比更大的方式執(zhí)行。
本發(fā)明的目的是提供用于光伏聚光模塊的光伏聚光子模塊，光伏 聚光子模塊包括太陽能聚光器以用于捕獲太陽輻射，所述聚光器裝配 有菲涅爾透鏡和輔助光學(xué)元件，其特征在于子模塊由鋁制片狀主體 形成，該主體帶有中心部分和兩個(gè)大致上垂直地限定了大致U形形狀 的側(cè)翼，光伏電池在中心部分上通過固定裝置固定到主體上，為每個(gè) 聚光器提供了所述固定裝置，片狀主體用作聚光器的支承結(jié)構(gòu)且用作 光伏電池的熱散逸元件，且菲涅爾透鏡布置在裝配到片狀主體的前安 裝件中，所述透鏡成排裝配。
采用這種方式，由于U形支承結(jié)構(gòu)的布置，例如與在本發(fā)明背景 部分所述的歐洲專利相比以簡單方式和低成本增加了金屬散逸表面， 在該歐洲專利中散逸表面實(shí)際上等于由光學(xué)聚光器元件所占據(jù)的面 積，這不同于本專利申請的所述散逸表面大致上等于光學(xué)聚光器元件 所占據(jù)的面積的四倍。
有利地，固定裝置包括作為傳熱體和電絕緣體的銀基環(huán)氧樹脂。
另一方面，也由于形成模塊的不同部件的設(shè)計(jì)和尺寸，模塊可以容易地在托盤上運(yùn)輸。這樣降低了運(yùn)輸成本。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，該 裝置由多個(gè)前述類型的光伏聚光模塊形成，模塊通過側(cè)部相互聯(lián)接， 側(cè)部由帶有六邊形形狀的每個(gè)支承基部結(jié)構(gòu)限定，且每個(gè)模塊對準(zhǔn)相 同的方向。此裝置非常適合于裝配在住宅、公寓樓、辦公建筑、倉庫 等的屋頂上或陽臺(tái)上。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)方面，該裝置將由 一組或多組模塊或群集形 成，其中每個(gè)群集包括主模塊和多個(gè)相互連接且由主模塊控制的從模
塊。主模塊包括用于控制定位且能夠跟蹤太陽的裝置、 一些用于從模 塊控制的通訊裝置和太陽輻射傳感器。
由于所有這些附加的元件裝配在裝置的每個(gè)群集的單一模塊內(nèi)， 故在制造、維護(hù)和安裝工作所要求的能量方面實(shí)現(xiàn)了節(jié)約，這是因?yàn)?避免形成裝置的每個(gè)模塊必須具有所有這些附加元件，只有主模塊處 于持續(xù)檢測和控制狀態(tài)，從模塊被動(dòng)地服從由主模塊周期性地發(fā)出的 指令，因此從模塊在大部分時(shí)間內(nèi)處于"睡眠狀態(tài)"，以此方式最小 化了監(jiān)測和控制導(dǎo)致的寄生消耗。所有這些模塊連接到數(shù)據(jù)總線，數(shù) 據(jù)總線允許指令和響應(yīng)在主模塊和從模塊之間交換。系統(tǒng)的分散也允 許以模塊水平監(jiān)測該裝置，這允許從裝置獲得最多的信息以優(yōu)化維修 干預(yù)。
必須強(qiáng)調(diào)的是，由模塊運(yùn)動(dòng)裝置造成的運(yùn)動(dòng)是角運(yùn)動(dòng)，該角運(yùn)動(dòng) 基于太陽能聚光器的接受角度以預(yù)先確定的間隔執(zhí)行。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用于多個(gè)光伏聚光模塊的包裝，該包 裝由具有多個(gè)在其上部對齊且處于垂直的姿勢的模塊的托盤形成。以
此方式可以最小化用于將裝置的部件從預(yù)組裝點(diǎn)運(yùn)輸?shù)窖b置組裝點(diǎn)的 后勤成本。
本發(fā)明的光伏聚光模塊和太陽能裝置對象的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將從 優(yōu)選實(shí)施例的本說明中變得清楚，該優(yōu)選實(shí)施例在如下附圖中非排他 性地通過非限制性例子示出。


圖1示出了處于未組裝位置的本發(fā)明的光伏聚光子模塊對象的透
視圖2示出了圖1的子模塊的部分詳細(xì)透視圖，該子模塊包括光伏 電池和菲涅耳透鏡；
圖3示出了本發(fā)明的光伏聚光模塊對象的透視圖； 圖4示出了包括圖3所示的模塊的太陽能裝置的實(shí)施例的透視圖； 圖5示出了采用棚架布置的太陽能裝置的透視圖； 圖6示出了本發(fā)明的4個(gè)模塊的包裝布置的透視圖； 圖7示出了本發(fā)明的裝置的圖表；
圖8示出了本發(fā)明的太陽能裝置的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖；和 圖9示出了具有本發(fā)明的子模塊的太陽能裝置的又一個(gè)實(shí)施例的 示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖l所示，用于光伏聚光模塊的光伏聚光子模塊(1)將在下文 中更詳細(xì)地解釋，且光伏聚光子模塊(1)由十個(gè)用于收集太陽輻射的 太陽能聚光器形成，每個(gè)太陽能聚光器均由菲涅爾透鏡(15)和輔助 光學(xué)元件形成，該輔助光學(xué)元件能夠增加聚光的水平、電池的接受角 和均勻照射，因此改進(jìn)了聚光器的性能和誤差。所述子模塊(1)由厚
度等于或小于1 mm的片狀主體(2)形成。該片狀主體(2)具有平的 中心區(qū)和兩個(gè)側(cè)凸緣，側(cè)凸緣大致垂直且因此形成U形形狀。片狀主 體(2)由鋁形成，在其中心部分上通過一些固定裝置裝配有提供至每 個(gè)聚光器的光伏電池，該固定裝置諸如作為傳熱體和電絕緣體的銀基 環(huán)氧樹脂。必須強(qiáng)調(diào)的是，U形片狀主體(2)作為聚光器的支承結(jié)構(gòu)
且作為光伏電池的熱散逸元件。
菲涅爾透鏡(15)(因?yàn)樗鼈儾皇潜景l(fā)明的對象，所以將不更詳 細(xì)地解釋)裝配到位于固定到片狀主體(2)的前安裝件(3)內(nèi)的殼
體內(nèi)，所述透鏡(15)呈單排地裝配，如圖l所示。
光伏電池(4)例如具有5.5X5.5 mm的尺寸，每個(gè)光伏電池(4) 均安裝到金屬化陶瓷基片(5)上，基片(5)包括保護(hù)旁通二極管， 所述電池(4)通過透明的硅橡膠聯(lián)接到輔助光學(xué)元件(由玻璃制成) (見圖2)。
所述前安裝件(3)由主體形成，主體由低制造成本的塑料材料形 成，菲涅爾透鏡(15)裝配到主體的前部，子模塊(1)的側(cè)部被所述 主體通過一些側(cè)延伸件(3a)所封閉，且前部被透鏡自身封閉，封閉的 方式使得當(dāng)子模塊(O與片狀主體裝配在一起時(shí)其子模塊(1)的內(nèi) 側(cè)被密封，涂敷一些硅樹脂以固定子模塊(1)與片狀主體。
如圖3所示，光伏聚光模塊(6)由以平行和等距方式分組在一起 的五個(gè)子模塊(1)形成，子模塊(1)支承在包括下部水平支承板(8) 的單一的平臺(tái)(7)上。每個(gè)模塊(6)可以產(chǎn)生大致200瓦的功率。 每個(gè)模塊(6)均裝配有機(jī)電設(shè)備以用于沿兩個(gè)軸運(yùn)動(dòng)， 一個(gè)軸用于平 臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)軸用于使每個(gè)模塊運(yùn)動(dòng)以跟蹤太陽的位置，模 塊(6)包括至少兩個(gè)常規(guī)的電動(dòng)馬達(dá)，該電動(dòng)馬達(dá)能夠沿方位軸且同 樣在姿態(tài)軸上跟蹤太陽。這種沿兩個(gè)天文軸的運(yùn)動(dòng)在圖3中通過兩個(gè) 示出的箭頭更清晰地示出，箭頭a表示模塊跟蹤方位，箭頭b表示模塊 跟蹤姿態(tài)。
優(yōu)選地，平臺(tái)(7)由以平行且等距的方式布置的五個(gè)子模塊(1) 形成，整個(gè)組件因此具有大致平坦的布置。
模塊(6)可以安放在有利地具有六邊形形狀的定位基部(9)上。 所述的幾何布置的優(yōu)點(diǎn)是它使太陽能裝置的組裝操作期間的對齊操作 更容易。這是因?yàn)槿缦碌氖聦?shí)，即從單一基部(9)的對齊開始，利用
規(guī)則的六邊形幾何形狀，剩余的基部(9)可以通過使用基部的規(guī)則側(cè)
面將多個(gè)基部簡單地裝配在一起來對齊。
更具體地，定位基部(9)由多個(gè)具有規(guī)則梯形形狀的元件(10) 形成(見圖5)，元件(10) —旦相互連接則形成六邊形形狀。采用這 種方式，通過使用可拆卸的部分使得運(yùn)輸操作容易，這是因?yàn)樵诮M裝 前的狀態(tài)中部分占據(jù)更少的空間，且基部(9)的組裝也因此簡單和快 速。
一個(gè)或數(shù)個(gè)光伏聚光模塊(6)可具有連接到用于旋轉(zhuǎn)的機(jī)電裝置 的用于計(jì)算太陽的定位和跟蹤的設(shè)備、用于定位和用于地理定向的裝
置和允許測量太陽輻射的太陽輻射傳感器。
所述地理定位和定向設(shè)備包括GPS定位系統(tǒng)以能夠知曉模塊被安 裝的地理位置的緯度和經(jīng)度以及時(shí)間變量(例如GMT時(shí)間和日期)， 因此允許對太陽的位置進(jìn)行天文計(jì)算，使得模塊(6)沿太陽的方向指 向。此外，地理定位和定向設(shè)備可以包括常規(guī)的羅盤(未示出)。
另一方面，多個(gè)光伏聚光模塊(6)可以被分組在一起以形成用于 將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，所述模塊(6)通過側(cè)面為具有六邊形形 狀的每個(gè)支承基部結(jié)構(gòu)(9)而裝配在一起。所有模塊(6)將指向相 同的方向或方位基點(diǎn)，如圖4所示，以使得跟蹤太陽的操作更容易。
如圖7所示，從任何確定點(diǎn)被遠(yuǎn)程監(jiān)測的裝置被分為群集，每個(gè) 群集基本上由主模塊(11)和相互連接且由主模塊(11)控制的多個(gè) 從模塊(12)形成，所述主模塊(11)具有一些計(jì)算太陽的位置和跟 蹤的裝置(該計(jì)算基于姿態(tài)和方位)、 一些控制從單元(12)的控制
裝置和對準(zhǔn)天頂?shù)奶栞椛鋫鞲衅?。模塊(11)和(12)的其余的機(jī) 電、機(jī)械和光學(xué)部件相同。
由模塊運(yùn)動(dòng)設(shè)備(6)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)是角運(yùn)動(dòng)，且基于1.25度的太
陽能聚光器接受角度、遵照開環(huán)控制策略以預(yù)先確定的間隔執(zhí)行。主
模塊(11)大致每四分鐘再計(jì)算太陽位置且命令從模塊(12)進(jìn)行要
求的運(yùn)動(dòng)。
在安裝過程期間，主模塊(11)將執(zhí)行初始校準(zhǔn)程序，該程序包
括相比于理論軸確定方位和姿態(tài)軸的偏差。所述程序具有如下階段 在第一位置處通過天文計(jì)算查詢太陽的理論位置。在太陽被發(fā)現(xiàn)處于 模塊的視場內(nèi)的情況中，通過斜向運(yùn)動(dòng)使圖像在所述視場內(nèi)居中。在 未發(fā)現(xiàn)太陽處于模塊的視場內(nèi)的情況中，繼續(xù)進(jìn)行螺旋運(yùn)動(dòng)直至發(fā)現(xiàn) 太陽處于視場內(nèi)，且從此處開始如前述情況地繼續(xù)進(jìn)行。 一旦完成所 述程序，主模塊將從觀察到的太陽位置和從天文計(jì)算中確定的太陽位 置之間的差異開始來計(jì)算軸的偏差角度。在所述程序中，主模塊(11) 遵照閉環(huán)控制策略發(fā)生作用，并由模塊自身產(chǎn)生的能量所反饋，在此 情況中該模塊作為光度計(jì)。
類似地，主模塊將為所有執(zhí)行相同的校準(zhǔn)程序的每個(gè)從模塊計(jì)算 定位誤差，但從根據(jù)主模塊自身的誤差參數(shù)的修正位置幵始。采用這 種方式，主模塊將它所控制的整個(gè)模塊群集的定位誤差參數(shù)的整個(gè)初 始向量收集在矩陣內(nèi)。在隨后的操作期間，主模塊將在它發(fā)送到該群 集中的所有模塊的后續(xù)定位指令中通過誤差參數(shù)修正太陽的天文位 置。
主模塊使用對準(zhǔn)天頂?shù)奶栞椛鋫鞲衅饕源_定何時(shí)執(zhí)行校準(zhǔn)過 程，因?yàn)樵谔炜胀耆鼗虿糠值赜性茣r(shí)不能執(zhí)行校準(zhǔn)過程，故同樣以 便具有能夠估計(jì)系統(tǒng)總性能的外部參考。
另一方面，主模塊將負(fù)責(zé)在特定的時(shí)刻從從模塊獲得能量的測量 值以用于確定運(yùn)行的重要偏差。當(dāng)主模塊檢測到群集中的一些從模塊 的運(yùn)行明顯低于平均水平時(shí)，主模塊將根據(jù)與安裝過程期間相同的程 序?qū)κ苡绊懙膹哪K進(jìn)行再校準(zhǔn)。已經(jīng)提及的所述過程僅在太陽輻射 條件允許時(shí)執(zhí)行而并非在任何時(shí)刻執(zhí)行。如果校準(zhǔn)過程不成功，則主 系統(tǒng)將產(chǎn)生警報(bào)以發(fā)送到裝置管理系統(tǒng)。這意味著裝置的不同的主模 塊(每群集一個(gè))將連接到裝置的總監(jiān)測系統(tǒng)，該總監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)選地 必須裝配有一些允許其遠(yuǎn)程管理的遠(yuǎn)程通信裝置。
圖5示出在此描述的裝置的第二優(yōu)選實(shí)施例，該裝置具有能夠安 裝在地面上的棚架構(gòu)造，該安裝方式使得僅利用錨定桿元件(14)可 使用在地表面上。此布置可以適合于應(yīng)用在停車場區(qū)或花園。
圖8示出光伏聚光的另一個(gè)實(shí)施例，其中子模塊(1)通過在其自 身縱向軸上的旋轉(zhuǎn)樞轉(zhuǎn)點(diǎn)(16)布置在地板平面上方的升起的平臺(tái)(15) 上，布置的方式使得平臺(tái)執(zhí)行方位跟蹤且子模塊自身的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行姿態(tài) 軌跡跟蹤。
另外，圖9以示意方式示出了使用在此描述的子模塊的光伏聚光 裝置的另一個(gè)可選實(shí)施例，其中使用了兩個(gè)不同的軌跡跟蹤軸傾斜
軸和上升軸。
如圖6所示，形成了裝置的部件可以以簡單且快速的方式且以相 當(dāng)?shù)偷某杀就ㄟ^合適的包裝形式被運(yùn)輸。所述包裝由托盤(13)形成， 在托盤(13)上對齊的四個(gè)模塊(6)布置在上部并以垂直的姿勢，所 述托盤(13)優(yōu)選地具有1200X800mm的尺寸，使得本發(fā)明的四個(gè)模 塊(6)對齊。也可以使用1200X1200 mm的托盤，使得六個(gè)模塊(6) 對齊。
包裝可以包括在最高部分處排列成行的具有梯形形狀的多個(gè)元件(10)。
細(xì)節(jié)、形狀、尺寸和其他附屬元件，以及在制造光伏聚光模塊和 本發(fā)明的裝置中所使用的材料可以合適地由技術(shù)上等同且不偏離由權(quán) 利要求所限定的本發(fā)明的本質(zhì)或范圍的其他物來替代。
權(quán)利要求
1.一種用于光伏聚光模塊的光伏聚光子模塊(1)，所述光伏聚光子模塊(1)由用于收集太陽輻射的太陽能聚光器形成，每個(gè)所述太陽能聚光器包括菲涅爾透鏡(15)和輔助光學(xué)元件，其特征在于所述子模塊由具有平的中心區(qū)和兩個(gè)大致垂直的側(cè)凸緣且因此形成U形形狀的片狀主體(2)形成，且所述子模塊由鋁形成，所述子模塊的中心部分裝配有提供到每個(gè)所述聚光器的光伏電池，所述片狀主體(2)作為所述聚光器的支承結(jié)構(gòu)和所述光伏電池的熱散逸元件；并且所述菲涅爾透鏡裝配到位于固定到所述片狀主體(2)的前安裝件(3)中的殼體內(nèi)，所述透鏡以單排的形式進(jìn)行裝配。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏聚光子模塊(1)，其特征在于 固定裝置由銀基環(huán)氧樹脂形成，所述銀基環(huán)氧樹脂是傳熱體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏聚光子模塊(1)，其特征在于每一個(gè)所述光伏電池組裝到具有用于保護(hù)的旁通二極管的金屬化陶瓷 基片上，并且所述電池通過透明的彈性硅橡膠聯(lián)接有輔助光學(xué)元件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的光伏聚光子模塊(O ，其特征在 于所述光伏電池的尺寸為5.5X5.5 mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏聚光子模塊(1)，其特征在于所述U形片狀主體(2)的厚度等于或小于lmm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏聚光子模塊(1)，其特征在于 所述前安裝件(3)由透明塑料材料形成的片狀主體形成，透明塑料材 料形成了透鏡組件，透鏡組件將太陽輻射聚集在一組位于所述子模塊 內(nèi)部的太陽能電池上，透鏡裝配到所述前安裝件(3)且所述前安裝件(3)具有一些側(cè)延伸件(3a)使得它們與所述片狀主體(2)裝配在一起，所述子模塊的內(nèi)部被密封。
7. —種尤其適合于大致平的表面的光伏聚光模塊(6)，其特征 在于它由多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的且以相互平行且等距的方 式布置的子模塊(1)組成，多個(gè)子模塊支承在相對于所述支承表面大 致水平的平臺(tái)上，所述平臺(tái)布置在支承結(jié)構(gòu)上以放置在屋頂表面或支 承表面上，并且還包括具有與在兩個(gè)軸上的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的運(yùn)動(dòng)的機(jī)電裝 置以跟蹤太陽軌跡，所述軸中的一個(gè)與所述子模塊(1)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相 關(guān)，且另一個(gè)軸與所述平臺(tái)(7)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相關(guān)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏聚光模塊(6)，其特征在于由 于每個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由獨(dú)立的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，故與所述子模塊(1)的所述旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)相關(guān)的所述軸對應(yīng)于姿態(tài)跟蹤，而與所述平臺(tái)(7)的所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相關(guān)的另一個(gè)軸對應(yīng)于方位跟蹤。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏聚光模塊(6)，其特征在于所述平臺(tái)具有以等距且平行的方式布置的五個(gè)子模塊。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏聚光模塊(6)，其特征在于它 包括定位基部(9)，所述支承結(jié)構(gòu)放置在所述定位基部(9)上，所 述基部(9)具有六邊形形狀。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光伏聚光模塊(6)，其特征在于所述定位基部(9)由多個(gè)具有梯形形狀的元件(10)形成，所述元件(IO) 可以以如下方式相互連接，即所述元件(10)以組裝方式限定所述基 部(9)的所述六邊形形狀。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏聚光模塊(6)，其特征在于它 具有用于基于所述姿態(tài)軸和方位軸計(jì)算太陽的定位和跟蹤的裝置、地 理定位和定向裝置和太陽輻射傳感器，所述裝置連接到所述機(jī)電旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)設(shè)備。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的光伏聚光模塊(6)，其特征在于所述地理定位和定向裝置包括GPS定位系統(tǒng)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的光伏聚光模塊(6)，其特征在于所述地理定位和定向裝置包括羅盤。
15. —種用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，其特征在于它具有多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求7至14所述的光伏聚光模塊(6)，所述模塊(6) 通過其幾何側(cè)面相互裝配至每個(gè)所述六邊形形狀的支承基部結(jié)構(gòu)，且 所有所述模塊(6)對準(zhǔn)相同的方向。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，其特征在于它分為多個(gè)群集，每一個(gè)所述群集包括主模塊(11)和多個(gè)連接到所述主模塊(11)且由所述主模塊(11)控制的從模塊(12)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，其 特征在于所述主模塊(11)包括用于計(jì)算太陽的定位和跟蹤的所述 裝置、控制所述從模塊(12)的控制裝置和太陽輻射傳感器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，其特征在于由所述模塊的所述運(yùn)動(dòng)設(shè)備執(zhí)行的所述運(yùn)動(dòng)是角運(yùn)動(dòng)，所述角運(yùn)動(dòng)基于所述太陽能聚光器的接受角度以預(yù)先確定的間隔執(zhí)行。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15至18所述的用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，其特征在于它由多個(gè)群集形成，每個(gè)群集由主模塊(11)和多 個(gè)從模塊(12)形成。
20. —種用于包裝多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求7至14的任一項(xiàng)所述的光伏聚光模塊的方法，其特征在于它包括托盤(13)，多個(gè)對齊的模塊 (6)以垂直方式放置在所述托盤(13)的上部上。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的包裝方法，其特征在于所述托盤的尺寸為1200X 1200 mm，所述托盤包含六個(gè)以垂直的姿勢對齊的模塊。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的包裝方法，其特征在于所述托盤的 尺寸為1200X800 mm，所述托盤包含四個(gè)以垂直的姿勢對齊的模塊。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的包裝方法，其特征在于它具有排列 成行的梯形形狀的多個(gè)元件(10)。
24. —種用于校準(zhǔn)光伏聚光模塊位置以用于使太陽的位置位于權(quán) 利要求15至19所述類型的裝置的所述光伏聚光模塊的所述視場內(nèi)的 程序，其特征在于它包括如下步驟a. 從天文計(jì)算開始在太陽的理論位置內(nèi)尋找太陽；b. (i)在發(fā)現(xiàn)太陽處于所述模塊的所述視場內(nèi)的情況中，通過斜 向運(yùn)動(dòng)使它的圖像在所述視場內(nèi)居中，和(ii)在未發(fā)現(xiàn)太陽處于所述 模塊的所述視場內(nèi)的情況中，繼續(xù)進(jìn)行螺旋運(yùn)動(dòng)直至發(fā)現(xiàn)太陽處于所述視場內(nèi)；c. 所述主模塊通過觀察到的太陽位置和由所述天文計(jì)算預(yù)測的位 置之間的差異計(jì)算所述軸的偏差角度；d. 所述主模塊計(jì)算所有所述從模塊的定位誤差，對每個(gè)所述從模 塊執(zhí)行相同的校準(zhǔn)程序，但根據(jù)所述主模塊的誤差參數(shù)從修正位置開 始；和e. 在隨后的操作期間，所述主模塊在它發(fā)送到所述群集中的所有 模塊的后續(xù)定位指令中通過所述誤差參數(shù)修正太陽的所述天文位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于光伏聚光模塊的光伏聚光子模塊(1)，光伏聚光子模塊(1)包括用于捕獲太陽輻射的太陽能聚光器且太陽能聚光器包括菲涅爾透鏡(15)和輔助光學(xué)元件。本發(fā)明的子模塊由片狀主體(2)形成，該片狀主體(2)包括中心部分和兩個(gè)大致垂直的側(cè)凸緣以限定大致U形形狀的鋁制元件。根據(jù)本發(fā)明，固定裝置用于將光伏電池固定到中心部分，每個(gè)聚光器提供有固定裝置。前述片狀主體(2)用作聚光器的支持結(jié)構(gòu)且用作光伏電池的熱散逸元件。此外，菲涅爾透鏡布置在與片狀主體(2)聯(lián)接的前安裝件(3)上，所述透鏡成排布置。
文檔編號H01L31/052GK101189732SQ200680014756
公開日2008年5月28日 申請日期2006年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月27日
發(fā)明者里卡德·帕德利比萊利亞 申請人:索爾3G有限公司