專利名稱：太陽能光伏聚光器面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及太陽能收集和轉(zhuǎn)換，特別是涉及太陽能光伏聚光器。
背景技術(shù)：
許多現(xiàn)有的太陽能光伏聚光器技術(shù)涉及使用大的、笨重而沉重的、且由于尺寸和體積原因而相對昂貴的太陽能板。大多數(shù)光伏聚光器使用平面菲涅耳透鏡和/或拋物面鏡將陽光聚焦到硅電池或多結(jié)光伏電池上。由于拱形或穹形透鏡相對于平面菲涅耳透鏡或平面鏡具有許多光學(xué)優(yōu)勢且對于光伏聚光器技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是熟知的，所以較好的光學(xué)方法是使用可為拱形或穹形的菲涅耳透鏡來將陽光聚焦到光伏電池上。但是，使用大的拱形菲涅耳透鏡的現(xiàn)有太陽能板仍然體積大、重量重且需要很大的熱沉。如果拱形透鏡由目前優(yōu)選的材料丙烯酸塑料構(gòu)成，則這些丙烯酸透鏡易燃且可能由于暴露于天氣和諸如冰雹、大風(fēng)、高吹沙等環(huán)境因素而受到損壞。而且，丙烯酸材料允許水蒸氣透過透鏡進(jìn)入聚光器面板的內(nèi)部，在該內(nèi)部，冷凝可能造成光學(xué)(冷凝在透鏡上)和電學(xué)(冷凝在電池電路上)問題。


圖1是示例性光伏聚光器面板的部分立體圖；圖2是示出示例性光伏聚光器面板一部分的特寫分解圖的部分截斷立體圖；圖3是示例性實施例的射線軌跡矢量的示意圖；圖4是具有菲涅耳透鏡支撐部的示例性實施例的部分截斷立體圖，其中在容器上方以分解圖示出一個示例性菲涅耳透鏡及其支撐端；圖5是具有菲涅耳透鏡支撐部的示例性實施例的部分截斷立體圖；圖6是示例性光伏接收器組件的部分截斷立體圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參考圖1，在實施例中，光伏聚光器面板1包括容器10、一個或多個窗口 20、一個或多個菲涅耳透鏡聚光器30以及一個或多個接收器40。在特定實施例中，光伏聚光器面板1還包括一個或多個散熱器50。容器10包括頂部12、側(cè)面15-18和底部14。側(cè)面15和側(cè)面17 (圖4)可以(且通常可以)被構(gòu)造為與側(cè)面16和側(cè)面18附連且用于封閉該容器10的端板。在一個優(yōu)選實施例中，端板15和端板17、側(cè)面16和側(cè)面18以及底部14構(gòu)成一體成形的鋁制單元，該鋁制單元類似于頂部開口的矩形盤子。注意，由于圖4是容器10的截斷圖，所以端板15在圖4中未直接示出。在可想到的特定實施例中，底部14包括鋁散熱器片。但是，容器材料絕非局限于鋁，也可以使用很多其它材料如電鍍鋼、塑料、玻璃等等或者以上的組合。如通常構(gòu)造中，容器10構(gòu)成防風(fēng)雨罩，在包括頂部12、側(cè)面16和側(cè)面18、底部14 以及端板15和17(圖4)在內(nèi)的外部組件之間具有防水接合部或密封。在這種構(gòu)造方式下，容器10適于允許在該容器10中安裝電子電路和/或電子部件，這些電子部件通常表示系統(tǒng)平衡元件，如典型太陽能電力系統(tǒng)中可見到的那些元件。在特定實施例中，這些電子電路和電子部件可安裝至容器10的一個或多個內(nèi)表面，且在操作時可彼此互連并與接收器 40互連以提供有用的系統(tǒng)平衡功能，例如DC-DC電壓變換器、DC-AC逆變器、太陽跟蹤控制器等等或以上的組合，太陽跟蹤控制器可包括開環(huán)的基于微處理器的單元。通過消除這些電子部件對于防風(fēng)雨接線盒的需求，并且通過允許在工廠中將這些電子部件安裝在容器10 內(nèi)而并非現(xiàn)場組裝這些電子部件，在內(nèi)部安裝這些電子部件可在系統(tǒng)級別節(jié)約成本。在可想到的特定實施例中，容器10還可包括一個或多個通氣孔11，該通氣孔11在容器10的內(nèi)部與外部環(huán)境之間提供流體通道，并且其尺寸使得有助于防止容器10內(nèi)部與外部大氣之間的壓力差。在優(yōu)選實施例中，頂部12包括透明材料，該透明材料定義所述窗口 20。通常，窗口 20包括通常尺度為大約1米寬乘1. 5米長的玻璃。在目前可想到的實施例中，窗口 20可包括在一個表面或兩個表面涂覆了抗反射(AR)涂層的玻璃，使得穿過該玻璃的太陽光線的光傳輸損耗最小化。例如，對于厚度為大約3mm的低鐵浮法玻璃(low-iron tempered float glass)，將并不昂貴的溶膠-凝膠涂抹于玻璃的兩側(cè)表面上可達(dá)到96%的凈透射率。窗口材料絕非僅局限于玻璃，任何透明的材料如塑料片或塑料膜可提供同樣的功能。例如，在另外的重量更輕的實施例中，窗口 20可包括聚合物片如丙烯酸塑料，聚合物膜如ETFE或FEP 含氟聚合物材料，玻璃與聚合物材料的層疊組合，等等，或者以上的組合。窗口 20可延及整個頂部12或者構(gòu)成頂部12的預(yù)定部分，例如布置在至少與頂部 12具有相同邊界的玻璃安裝框(圖中未示出)中。在目前優(yōu)選的實施例中，窗口 20為非透鏡并且不包括任何透鏡特性，而是用于允許入射光線進(jìn)入容器10并且保護(hù)菲涅耳透鏡聚光器30、接收器40和其它內(nèi)部部件不受天氣因素例如雨、冰雹、高吹沙、污垢以及大風(fēng)的影響。端板15和端板17(圖4)以及側(cè)面16和側(cè)面18可由任何適當(dāng)材料制成，優(yōu)選由不易燃的材料如金屬或玻璃制成。另外參考圖2，菲涅耳透鏡聚光器30通常是丙烯酸或其它聚合物菲涅耳透鏡聚光器30，所述菲涅耳透鏡聚光器被附接到透鏡支撐部如透鏡架32或其它透鏡支撐部如端支撐部19a和19b (圖4)上，使得每個接收器40通常只有一個這樣的菲涅耳透鏡聚光器30。 如下文中所述，接收器40包括一個或多個光伏電池電路49，所述光伏電池電路49通常是多個工作中互連的光伏電池41的線性陣列。在另一個典型實施例中，菲涅耳透鏡聚光器 30是拱形的。菲涅耳透鏡聚光器30的一個重要特性在于它薄、重量輕并且其生產(chǎn)成本經(jīng)濟(jì)。在一優(yōu)選實施例中，所述透鏡是柔性的、拱形的、丙烯酸或其它聚合物的對稱折射菲涅耳透鏡，其大約0. 25mm厚并且通過連續(xù)式輥對輥工藝(roll-to-roll)制成，例如透鏡膜壓花。這樣的透鏡膜通常制成為扁平形式并輸送至輥?zhàn)由?，并且具有較小的尺度(例如，大約16cm的孔徑寬度、Hcm焦距和160cm的孔徑長度)。為用于本發(fā)明中，透鏡膜通常先被修剪為最終大小，然后進(jìn)行機(jī)械彎曲或者加熱形成為拱形形狀，并且附接到透鏡架32或其它透鏡支撐部例如19a、19b上。但是，只要除拱形之外的其它形狀符合本文的公開內(nèi)容，也可以使用這些形狀。相比2-3英尺的傳統(tǒng)聚光光電模塊深度，使用小的菲涅耳透鏡聚光器30陣列使得光伏聚光器面板1具有僅僅幾英寸的深度。這可節(jié)約例如外殼材料的成本、包裝/運(yùn)送成本和/或安裝成本。菲涅耳透鏡聚光器30的另外一個重要特性在于菲涅耳透鏡聚光器30獨(dú)立于窗口 20安裝在容器10內(nèi)。因此，在典型安裝中，利用未與窗口 20連接的子對準(zhǔn)支撐部，菲涅耳透鏡聚光器30和接收器40被構(gòu)造為對立的配對，即，一個菲涅耳透鏡聚光器30與一個特定接收器40配對。應(yīng)當(dāng)理解，在容器10中可有多個成對的菲涅耳透鏡聚光器30和相應(yīng)的光伏電池電路49。如果光伏聚光器面板1使用穹形透鏡聚光器30和多結(jié)光伏電池41，則所述穹形透鏡設(shè)計可進(jìn)一步包括本領(lǐng)域中已知的混色特性。容器10，包括定制尺寸且構(gòu)造用作隔熱結(jié)構(gòu)的窗口 20和底部14，可適用于多種不同的光伏聚光器配置，所述多種不同的光伏聚光器配置使用聚焦到各種類型光伏電池41上的、不同幾何尺寸的自立式透鏡聚光器30。透鏡聚光器材料絕不僅局限于丙烯酸或其它聚合物塑料，透鏡聚光器30可由任何透明的可模壓材料例如透明硅酮材料制成。另外參考圖4，在典型實施例中，菲涅耳透鏡聚光器30未與窗口 20接合。在目前可想到的實施例中，如果使用了側(cè)面支撐部，則每個菲涅耳透鏡聚光器30沿著預(yù)定的邊界固定到透鏡架32，或者，如果使用了端支撐部例如端支撐部IOa和19b，則每個菲涅耳透鏡聚光器30沿其末端固定到透鏡架32上。如果使用了側(cè)面支撐部，則每個透鏡架32在其末端得到支撐或者沿其長度間斷地得到支撐，以保持其相對于光伏電池電路49的位置，從而保證由菲涅耳透鏡聚光器30產(chǎn)生的焦線在光伏電池電路49保持居中。如果使用端支撐部 19a、19b，則通過以端支撐部19a和19b代替透鏡架32而不需要透鏡架32。在優(yōu)選實施例中，通過將個體菲涅耳透鏡聚光器30與窗口 20分隔，可支撐每一菲涅耳透鏡聚光器30與每個接收器40和/或其光伏電池電路49對準(zhǔn)。另外參考圖6，關(guān)于接收器40，一個或多個光伏電池41組裝成光伏電池電路49并附連至架子42 (圖6)，該架子42可作為用于光伏電池41的安裝面并且還可包括用作電絕緣體的層，以防止光伏電池41與光伏聚光器面板1(圖1)的底部14(圖1)短路。這些光伏電池41通常是硅太陽能電池并且通常為大約0.8cm寬，其可通過在單太陽(one-sun)太陽能電池行業(yè)廣泛使用的傳統(tǒng)低成本批量生產(chǎn)工藝制造。太陽能電池材料絕非僅局限于硅，也可使用很多其它電池材料，從砷化鎵(GaAs)到銅銦鎵硒(CIGS)、到三結(jié)的鎵銦磷化物-砷化鎵-鍺(GaInP-GaAs-Ge)。通常，接收器40是完全封閉且電介質(zhì)絕緣的，并且能夠高電壓操作幾十年而不存在接地故障(與隔熱結(jié)構(gòu)短路)。如組合光伏電池電路或其它類型電子電路領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知的那樣，架子42可用作基底并且可包括柔性電路或印刷電路板或其它電子電路元件。在一個優(yōu)選實施例中，用作電絕緣體的架子42可包括一個或多個獨(dú)立電介質(zhì)膜層46，其中每個由高壓絕緣材料例如聚酰亞胺制成，設(shè)置在光伏聚光器電池電路49下方。
8優(yōu)選有兩個或更多獨(dú)立的電介質(zhì)膜層46來防止由于一個電介質(zhì)膜層46中的針孔或其它缺陷而造成的絕緣擊穿。仍舊參考圖6，作為對接收器40的優(yōu)選實施例的進(jìn)一步澄清，接收器40在其最簡單形式下可包括一個或多個光伏聚光器電池電路49。每個光伏電池電路49通常包括一個或多個光伏電池41，所述光伏電池41使用電通道49a而電互連。每個電通道49a通常是工作中與一個光伏電池41的上表面、相鄰光伏電池41的下表面電連通的銅帶或者其它金屬帶，從而將這兩個光伏電池41串聯(lián)電連接。通常沿著光伏電池電路49重復(fù)這種模式直到光伏電池電路49完成，在光伏電池電路49的每一末端，一個或多個絕緣的銅端線48伸出光伏接收器40。架子42通常是鋁條，用來支撐光伏電池電路49。光伏聚光器電池電路49通常粘合到第一粘合劑層45?？纱嬖陔娊橘|(zhì)膜層46并粘合到第二粘合劑層47，該第二粘合劑層 47聯(lián)結(jié)至架子42。通過使用任何合適的手段，例如通過另一個粘合劑層，架子42可附接到容器10的底部14。在優(yōu)選實施例中，在光伏電池電路49之下的層包括熱裝載粘合劑層45，進(jìn)一步包括硅酮材料如添加氧化鋁的Dow Corning Sylgard 184 ；電介質(zhì)膜層46，進(jìn)一步包括一個或多個層疊的聚合物材料層，如DuPont Kapt0n CR，其中優(yōu)選具有兩層；以及粘合劑層 47，進(jìn)一步包括熱裝載的硅酮如添加氧化鋁的Dow Corning Sylgard 184。其中，電介質(zhì)層 46包括可冗余的聚酰亞胺層，這些層在所述層之一出現(xiàn)缺陷例如氣泡或者空隙的情況下提供附加的耐用性以及可靠性。為便于處理和組裝，光伏電池電路49可使用第一粘合劑層45中的熱裝載粘合劑而接合至電介質(zhì)膜層46，然后使用第二熱裝載粘合劑層47結(jié)合至架子42，而架子42自身使用另一熱裝載粘合劑層(例如，第三熱裝載粘合劑層)而附接到容器10的底部14。封裝層43附接到光伏電池電路49的頂部，并且一個或多個棱柱蓋44附接至該封裝層43以幫助將入射光能量聚焦到光伏電池電路49上。在一優(yōu)選實施例中，純凈的封裝層43由硅酮材料構(gòu)成，例如Dow Corning Sylgard 184。在優(yōu)選實施例中，棱柱狀電池蓋 44通過使聚焦的太陽光折射偏離光伏電池41上表面上的金屬網(wǎng)格線而到達(dá)有效的太陽能電池材料上，可減少這些金屬網(wǎng)格線的遮擋損耗。棱柱狀電池蓋44通常模制或附接到每一光伏電池11上方的純凈封裝層43上以消除網(wǎng)格線遮擋損耗。再次參考圖2，在另一個實施例中，光伏電池電路49進(jìn)一步安裝在熱沉50上，該熱沉50兼用作熱導(dǎo)體以及光伏電池電路49的支撐部。在這些可想到的實施例中的特定實施例中，每個熱沉50進(jìn)一步包括流體管52，其中每個包括基本平坦的上表面，一個或多個光伏電池回路49安裝于該上表面上。在這些實施例中的優(yōu)選實施例中，流體管52被至少部分設(shè)置于熱沉50內(nèi)部。在這些實施例中，熱沉50用于將來自接收器40的廢熱傳遞到流體管52內(nèi)的流體中。這樣的流體可以是諸如丙二醇水溶液等液體的形式，或者可以是用作例如熱管的液至汽相變化流體形式。另外，通過使用輔助泵(在圖中未示出)可將液體泵入通過流體管52。通過被動空氣冷卻，例如通過使用薄的鋁制后板散熱器(例如Imm厚)，也可實現(xiàn)充足的廢熱排放。目前想到，本發(fā)明的空氣冷卻版本僅用于發(fā)電，而液體冷卻版本用于發(fā)電和放熱組合。因此，通過將熱沉50隔離以使對環(huán)境的熱損耗最小化，并且還通過將由流體吸收的熱傳遞給附近的熱負(fù)載，可高效收集廢熱，其中所述熱負(fù)載例如可適合用作熱水用于工業(yè)或商業(yè)應(yīng)用。隔離材料還可環(huán)繞熱沉50的側(cè)面和上邊緣，僅使接收器40的有效太陽能電池材料暴露于菲涅耳透鏡聚光器30的焦點(diǎn)。如果在光伏聚光器面板1中使用了多個熱沉50，與多個菲涅耳透鏡聚光器30下方的多個光伏電池電路49對應(yīng)，則通過使用在太陽能熱收集領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的材料和設(shè)計，流體管52可連接到光伏聚光器面板1末端的絕緣歧管或者其它絕緣的流體分配系統(tǒng)元件上。在一實施例中，熱隔絕材料包括對于太陽能熱收集領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的異氰脲酸酯泡沫或者其它熱隔絕泡沫。在這些實施例的一些實施例中，當(dāng)接收器40內(nèi)產(chǎn)生的廢熱被消散到周圍時，底部 14也用作熱交換器并且包括導(dǎo)熱材料，例如鋁，導(dǎo)熱材料用作用于接收器40的熱沉并且例如通過對流和輻射將廢熱傳遞到周圍。因此，在這些實施例中，底部14可用作用于周圍氣冷的背板散熱器。為使用于空氣冷卻方法的散熱器溫度最小化，背板散熱器的表面應(yīng)該反射太陽光波長且吸收/發(fā)射紅外波長，這可利用純凈的鋁陽極氧化或利用白色涂料實現(xiàn)。在這些實施例中的另一個優(yōu)選實施例中，當(dāng)要收集和使用接收器40內(nèi)產(chǎn)生的廢熱時，底部14包括由例如玻璃或適當(dāng)?shù)慕饘俚炔牧现瞥傻某杀镜颓夷陀玫姆忾]底部，該封閉底部也可用作隔熱的、液體冷卻的接收器40的支撐部。玻璃后背材料具有的另一優(yōu)勢是允許漫射太陽光完全透過光伏聚光器面板1的頂部12和底部14，從而降低光伏聚光器面板 1內(nèi)部的菲涅耳透鏡聚光器30的溫度以及光伏聚光器面板1外表面的溫度。此外，接收器40的構(gòu)造以及相對較小的尺寸適合使用高質(zhì)量的經(jīng)檢驗的太陽能電池和半導(dǎo)體電路組件制作設(shè)備和方法，且能夠完全自動化，從而以更高的速度和更低的成本及更高的質(zhì)量進(jìn)行生產(chǎn)。由于電流較小且電流必須傳導(dǎo)的距離較短，所以小的接收器40或光伏電池電路 49組件相比大的接收器40或光伏電池電路49組件更高效，使得本發(fā)明公開的接收器40比傳統(tǒng)較大的聚光光電模塊中的接收器40更高效。另外，由于廢熱量少且廢熱消散所需傳導(dǎo)的距離短，小孔使得廢熱排放更加簡單且成本更低，結(jié)果，相比傳統(tǒng)較大的聚光光電模塊可得到更低的電池溫度以及更高的電池效率?，F(xiàn)在參考圖3，作為對光伏聚光器面板1功能的進(jìn)一步澄清，圖3的光線軌跡路圖示出了太陽光線99的路徑，首先穿過窗口 20，然后被菲涅耳透鏡聚光器30聚焦，最后被吸收并由接收器40 (圖幻中的光伏電池電路49轉(zhuǎn)化為可使用的能量?，F(xiàn)在參考圖4-5，作為對光伏聚光器面板1的一個優(yōu)選實施例的構(gòu)造的進(jìn)一步澄清，每個菲涅耳透鏡聚光器30由附接至底部14的一個或多個端拱19a、19b支撐。在優(yōu)選實施例中，所述附接利用了簡單的金屬彈性部件例如19d，該金屬彈性部件對菲涅耳透鏡聚光器30施加輕微的張力，以通過向與透鏡30接合的上拱形附接件19c施加向外的力使菲涅耳透鏡聚光器30保持基本上是直的并且保持在適當(dāng)位置，從而對透鏡30施加縱向的張力。現(xiàn)在參考圖5，作為對特定實施例中每個端拱19a及其與接收器40中光伏電池電路49的關(guān)系的細(xì)節(jié)的進(jìn)一步澄清，示出一個優(yōu)選實施例，在此，架子42用來支撐接收器40 并且被構(gòu)造為與端拱19a的特征自對準(zhǔn)，其中光伏電池電路49與拱形菲涅耳透鏡聚光器30 的聚焦線對準(zhǔn)。只有在菲涅耳透鏡聚光器30不附接至窗口 20(圖1)時，個體菲涅耳透鏡聚光器30與其配對的光伏電池電路49的這種自對準(zhǔn)才可能。
關(guān)于本發(fā)明的上述公開和描述是示例性及說明性的。在沒有脫離本發(fā)明宗旨的情況下，可在尺寸、形狀和材料、以及示例性構(gòu)造和/或示例性方法的細(xì)節(jié)上進(jìn)行不同的改動。例如，盡管已指出以上示例和描述包括線聚點(diǎn)拱形菲涅耳透鏡和直線形光伏接收器中布置在拱形透鏡的焦線上的硅電池，但是，本發(fā)明的宗旨同樣應(yīng)用于點(diǎn)聚焦的穹形透鏡和以與該穹形透鏡的焦點(diǎn)對應(yīng)的模式布置的多結(jié)電池。
權(quán)利要求
1.一種太陽能光伏聚光器面板，包括a)容器，該容器還包括i)頂部，該頂部包括透明窗口 ；和 )底部，所述頂部和底部限定多個末端；b)在所述容器內(nèi)相對于該容器的內(nèi)部尺度設(shè)置于固定位置的自立式菲涅耳透鏡聚光器，所述菲涅耳透鏡聚光器將入射太陽光折射到所述容器內(nèi)的預(yù)定焦點(diǎn)區(qū)；c)設(shè)置于所述容器內(nèi)并在所述焦點(diǎn)區(qū)的預(yù)定區(qū)域內(nèi)附接至所述底部的光伏接收器，該光伏接收器包括光伏電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述窗口的尺寸和構(gòu)造使得允許入射光進(jìn)入所述容器中，并且保護(hù)所述菲涅耳透鏡和所述光伏接收器不受預(yù)定的天氣元素集合損害，所述窗口不包括任何透鏡特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述窗口包括玻璃。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述玻璃還包括在所述窗口的預(yù)定側(cè)面上的抗反射涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述玻璃為大約1米寬、大約 1. 5米長。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述窗口延及整個所述預(yù)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述窗口由透明聚合物制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述容器的尺寸和構(gòu)造使得實質(zhì)上防風(fēng)雨。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述光伏聚光器面板還包括a)設(shè)置在所述頂部和所述底部中間的側(cè)面；以及b)附接至所述側(cè)面的端板。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述容器還包括設(shè)置于所述頂部、底部和側(cè)面之間的防水密封件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述容器還包括設(shè)置于所述頂部和底部之間的防水密封件。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述頂部、底部、側(cè)面和端板由不可燃材料制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能光伏聚光器面板，其中a)所述側(cè)面是多個側(cè)面；b)所述端板是多個端板；且c)所述側(cè)面和端板的尺寸和構(gòu)造使得封閉所述容器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述容器還包括單片金屬片，該金屬片形成所述容器的頂部、底部、側(cè)面和端板作為單個單元。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述光伏接收器安裝在所述容器的預(yù)定內(nèi)表面。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述光伏接收器包括多個光伏接收器。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏聚光器面板，還包括在操作中與所述光伏接收器互連的預(yù)定電子部件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述電子部件包括DC-DC電壓變換器、DC-AC逆變器、以及太陽跟蹤控制器中的至少一個。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述容器還包括在所述容器的外表面與內(nèi)部之間的通道，該通道的尺寸和構(gòu)造使得用于防止所述容器的內(nèi)部與外界大氣之間的壓力差。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏聚光器面板，其中a)所述菲涅耳透鏡聚光器是拱形的；并且b)所述拱形的菲涅耳透鏡聚光器被附接至透鏡架。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的太陽能光伏聚光器面板，其中a)所述透鏡架包括多個透鏡架，每個透鏡架還包括端拱；并且b)所述拱形菲涅耳透鏡聚光器被附接至兩個端拱。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述拱形菲涅耳透鏡聚光器是多個附接的拱形菲涅耳透鏡聚光器，所述多個附接的拱形菲涅耳透鏡聚光器的尺寸和構(gòu)造使得每個光伏接收器具有一個拱形菲涅耳透鏡聚光器。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述菲涅耳透鏡聚光器由丙烯酸制成并且大約是0. 25mm厚，并且通過連續(xù)性的輥對輥工藝制成。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述菲涅耳透鏡聚光器獨(dú)立于所述窗口安裝在所述容器內(nèi)并且未與所述窗口接合。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏聚光器面板，其中a)所述菲涅耳透鏡聚光器沿著所述菲涅耳透鏡聚光器的預(yù)定邊界固定到透鏡架上；并且b)所述透鏡架在其末端得到支撐或者沿其長度間斷地得到支撐，以保持透鏡架關(guān)于光伏接收器中心的位置，從而保證由菲涅耳透鏡聚光器產(chǎn)生的焦線在光伏接收器上保持居中
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，每個菲涅耳透鏡聚光器與所述窗口是分隔的。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏聚光器面板，還包括a)靠近所述多個末端中的每一個設(shè)置的透鏡支撐部；b)其中i)所述菲涅耳透鏡聚光器在所述多個末端中的每一個末端固定至所述透鏡支撐部；并且 )所述透鏡支撐部的尺寸和構(gòu)造使得用于提供張力來支撐所述菲涅耳透鏡聚光器作為張緊的部件，并且保持菲涅耳透鏡聚光器關(guān)于光伏接收器的位置，iii)從而由所述菲涅耳透鏡聚光器產(chǎn)生的焦線在所述光伏接收器上保持基本居中。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏聚光器面板，其中a)所述光伏接收器包括多個光伏電池，所述多個光伏電池在工作中互連成光伏電池電路；并且b)所述光伏接收器附接至架子，該架子用作所述光伏電池的安裝面。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述架子的尺寸和構(gòu)造使得用作電絕緣體，該電絕緣體防止所述光伏電池與所述光伏聚光器面板的底部短路。
30.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述架子包括柔性電路或印刷電路板中的至少一個。
31.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述架子包括設(shè)置于所述光伏聚光器電池電路下方的多個獨(dú)立的電介質(zhì)膜層。
32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述光伏接收器安裝在附接至所述底部的熱交換器上。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述熱交換器還包括至少部分設(shè)置于該熱交換器內(nèi)的流體管，該熱交換器還包括基本平坦的上表面，所述光伏接收器安裝于該上表面。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的太陽能光伏聚光器面板，還包括與所述流體管流體連通的流體泵。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的太陽能光伏聚光器面板，還包括與所述流體管流體連通的流體分配系統(tǒng)。
36.一種太陽能光伏聚光器面板，包括a)容器，所述容器還包括i)頂部，該頂部包括透明窗口 ；以及 )底部，該底部的尺寸和構(gòu)造使得作為被動冷卻熱沉，該熱沉的尺寸和構(gòu)造使得通過對流和輻射中的至少一種將廢熱消散到周圍環(huán)境中。iii)所述頂部和底部限定多個末端；b)在所述容器內(nèi)相對于所述容器的內(nèi)部尺度設(shè)置于固定位置的自立式菲涅耳透鏡聚光器，所述菲涅耳透鏡聚光器在所述容器內(nèi)光學(xué)形成所匯聚太陽光的焦點(diǎn)區(qū)；以及c)光伏接收器，該光伏接收器包括光伏電池，所述光伏接收器設(shè)于所述容器內(nèi)并關(guān)于所述透鏡的中心線在固定位置附接至所述底部，使得來自所述菲涅耳透鏡聚光器的所匯聚太陽光的焦點(diǎn)區(qū)與所述光伏接收器基本一致。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的太陽能光伏聚光器面板，還包括多個端支撐部，所述多個端支撐部的尺寸和構(gòu)造使得用于支撐所述自立式菲涅耳透鏡聚光器。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述端支撐部還被構(gòu)造用于在所述自立式菲涅耳透鏡聚光器中提供端到端的張力。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述端支撐部包括靠近所述自立式菲涅耳透鏡聚光器設(shè)置的基本拱形的末端。
40.一種太陽能光伏聚光器面板，包括a)容器，該容器還包括i)頂部，該頂部包括透明窗口 ；以及 )底部，該底部的尺寸和構(gòu)造使得作為被動冷卻熱沉，該熱沉的尺寸和構(gòu)造使得用于通過對流或輻射將來自光伏電池的廢熱消散到周圍環(huán)境中；iii)頂部和底部，所述頂部和底部限定多個末端；b)設(shè)置于所述容器內(nèi)的多個聚合物菲涅耳透鏡光學(xué)聚光器，每個聚合物菲涅耳透鏡光學(xué)聚光器相對于所述容器的第一內(nèi)部尺度設(shè)置于預(yù)定位置，每個聚合物菲涅耳透鏡聚光器在所述容器內(nèi)光學(xué)形成所匯聚太陽光的焦點(diǎn)區(qū)；并且c)多個光伏接收器，每個光伏接收器位于所述容器內(nèi)且附接至底部，每個光伏接收器關(guān)于所述聚合物菲涅耳透鏡聚光器中的相應(yīng)聚光器的中心線設(shè)置于預(yù)定位置，使得來自每個聚合物菲涅耳透鏡聚光器的所匯聚光線的焦點(diǎn)區(qū)與相應(yīng)的光伏接收器基本一致，每個光伏接收器還包括光伏電池；以及d)透鏡支撐部，該透鏡支撐部的尺寸和構(gòu)造使得用于獨(dú)立地將預(yù)定聚合物菲涅耳透鏡聚光器與靠近其對應(yīng)光伏接收器的底部連接，并且支撐和對準(zhǔn)所述聚合物菲涅耳透鏡聚光器，使得所述聚合物菲涅耳透鏡聚光器的焦點(diǎn)區(qū)與其相關(guān)的光伏接收器保持基本一致。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的太陽能光伏聚光器面板，還包括設(shè)置于所述頂部和底部之間的多個側(cè)面和端板，所述頂部、側(cè)面、端板和底部由基本不可燃的材料制成。
42.一太陽能光伏聚光器面板，包括a)容器，該容器還包括i)頂部，該頂部包括透明窗口 ； )底部；iii)在所述頂部與底部之間設(shè)置于所述容器的外邊界的多個側(cè)面；iv)在所述頂部與底部之間設(shè)置于所述容器的外邊界的多個端板；ν)所述底部、側(cè)面和端板的尺寸和構(gòu)造還使得用于封閉所述容器的位于窗口下方的預(yù)定體積；b)在所述容器內(nèi)相對于所述容器的第一內(nèi)部尺度設(shè)置于預(yù)定位置的菲涅耳透鏡光學(xué)聚光器，所述菲涅耳透鏡聚光器在所述容器內(nèi)光學(xué)形成所匯聚太陽光的焦點(diǎn)區(qū)；并且c)流體冷卻熱沉，該熱沉還包括流體管，該流體冷卻熱沉附接至所述底部；d)設(shè)置于所述容器中的光伏接收器，該光伏接收器在工作中與所述流體冷卻熱沉連通，所述光伏接收器和所述熱沉還相對于相應(yīng)透鏡的中心線設(shè)置于預(yù)定位置，使得來自菲涅耳透鏡光學(xué)聚光器的所匯聚太陽光的焦點(diǎn)區(qū)與相應(yīng)的光伏接收器基本一致，所述光伏接收器還包括光伏電池；以及e)透鏡支撐部，該透鏡支撐部的尺寸和構(gòu)造使得用于獨(dú)立地將菲涅耳透鏡光學(xué)聚光器與其相應(yīng)光伏接收器的熱沉連接，并且支撐和對準(zhǔn)所述菲涅耳透鏡光學(xué)聚光器，使得所述菲涅耳透鏡光學(xué)聚光器的焦點(diǎn)區(qū)與光伏接收器保持基本一致。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的太陽能光伏聚光器面板，其中，所述流體是液體。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的太陽能光伏聚光器面板，還包括與所述流體流體連通的泵。
全文摘要
公開了一種太陽能光伏聚光器面板，該面板在包括頂部窗口的容器內(nèi)包括可為拱形的菲涅耳透鏡聚光器和光伏接收器。透鏡、光伏電池和窗口可固定在容器中，沒有內(nèi)部的太陽跟蹤機(jī)構(gòu)或相關(guān)的內(nèi)部移動部件如電動機(jī)、驅(qū)動系統(tǒng)或軸承。窗口是透明的并且容器底部通常的尺寸和構(gòu)造使得用作熱交換器，以將來自光伏接收器的廢熱消散到周圍環(huán)境中。菲涅耳透鏡聚光器通常為在容器中相對于容器的內(nèi)部尺度設(shè)置于固定位置的自立式菲涅耳透鏡聚光器，光學(xué)形成所匯聚太陽光的焦點(diǎn)區(qū)。所述光伏接收器包括設(shè)置于容器內(nèi)部且相對于該容器的內(nèi)部尺度在固定位置附接至底部的光伏電池或光伏電池組。
文檔編號H01L31/042GK102428571SQ201080021377
公開日2012年4月25日 申請日期2010年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月12日
發(fā)明者馬克·J·奧尼爾 申請人:因泰克太陽能股份有限公司