一種降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)熱島效應的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)熱島效應的裝置，本發(fā)明包括一個凸透鏡，一個凹透鏡，一個太陽光定位伺服跟蹤系統(tǒng)和一套太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)。沿太陽能光線的傳播方向，所述的凸透鏡、凹透鏡、太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)依次固定在太陽光定位伺服跟蹤系統(tǒng)上，太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)上的光電轉換單元排列成圓形，所述的光電轉換單元凹透鏡、凸透鏡同軸設置；本發(fā)明通過縮小太陽光的照射面積，以及縮小樹葉等陰影的面積來使電池板所受太陽光照接近均一、穩(wěn)定的特性，避免了鳥糞，樹葉等遮蔽物對太陽能發(fā)電系統(tǒng)的影響，有利于延長太陽能電池的使用壽命，消除電池板的熱島效應。
【專利說明】一種降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)熱島效應的裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能【技術領域】，涉及一種降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)熱島效應的裝置。
【背景技術】
[0002]由于太陽能電池是通過太陽光的照射才產(chǎn)生電能的，所以當有障礙物遮擋太陽能光伏組件的太陽光時，太陽能電池組件的性能將會受到嚴重的影響，即使一個小小的陰影出現(xiàn)在太陽能電池板上也可能使太陽能電池板的性能降低80%，故減小和消除各種障礙物的陰影在太陽能光伏組件的安裝設計中非常重要?，F(xiàn)在，為消除或避免障礙物的陰影的影響，選擇好安裝太陽能組件的場地后還要確認下面的條件是否能夠滿足:在一年中的任何一個月份，太陽能電池組件上的太陽光都不會被別的障礙物所遮擋；在太陽能光伏組件高效率工作的時間內(nèi)，即每天的09:00-15:00之間，太陽能光伏組件決不能受到陰影的影響，倘若實際中無法排除產(chǎn)生陰影的因素，那么可以考慮將太陽能電池組件移動到另外合適的場地。這樣導致了場地的浪費，資源的浪費，對太陽能發(fā)電的推廣極為不利。
[0003]另外，一年四季的太陽光的照度是不斷變化的，而這也給太陽能電池組件的安裝帶來了很大不便，因為太陽能的儲能電池容量是一定的，安裝的太陽能組件在一年中的某一天的最大照度時，發(fā)電量不能超過儲能電池的最大容量。而且還要滿足用戶最低發(fā)電量的要求。太陽能發(fā)電不像火力發(fā)電、水力發(fā)電那樣日產(chǎn)量穩(wěn)定，而且受天氣的影響也很大，這就要求太陽能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量要有一定的穩(wěn)定性，每日發(fā)電量波動不能太大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術的不足，利用光學原理與電子學技術相結合的方法，提出了一種降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)熱島效應的裝置。
[0005]本發(fā)明一種降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)熱島效應的裝置包括一個凸透鏡，一個凹透鏡，一個太陽光定位伺服跟蹤系統(tǒng)和一套太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)。
[0006]沿太陽能光線的傳播方向，所述的凸透鏡、凹透鏡、太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)依次固定在太陽光定位伺服跟蹤系統(tǒng)上，太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)上的光電轉換單元排列成圓形，所述的光電轉換單元、凹透鏡、凸透鏡同軸設置；
其中凸透鏡的半徑為r要滿足:.P
*為太陽的輻照度，9為有障礙物時太陽能電池板轉換單元的轉換效率，P為電池板容
量;
凹透鏡的半徑大于轉換單元的半徑；凹透鏡在凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)，電池板在凹透鏡的一倍焦距以內(nèi)
作為優(yōu)選，凸透鏡是焦距為60cm，直徑為IOOcm的玻璃透鏡；
作為優(yōu)選，凹透鏡是焦距為8cm,直徑為50cm的玻璃透鏡；
作為優(yōu)選，光電轉換單元排列范圍為直徑40cm的圓形平面。
[0007]有益效果:本發(fā)明通過縮小太陽光的照射面積，以及縮小樹葉等陰影的面積來使電池板所受太陽光照接近均一、穩(wěn)定的特性，避免了鳥糞，樹葉等遮蔽物對太陽能發(fā)電系統(tǒng)的影響，有利于延長太陽能電池的使用壽命，消除電池板的熱島效應。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)熱島效應的設計原理圖；
圖2為實施例所述消除熱島效應的太陽能發(fā)電系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細說明:本實施方式案例以本發(fā)明提出的降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)熱島效應的設計為前提，但本發(fā)明的保護范圍并不限于下述實施方式與案例。
[0010]如圖1所示，本發(fā)明一種降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)熱島效應的裝置包括一個凸透鏡，一個凹透鏡，一個太陽光定位伺服跟蹤系統(tǒng)和一套太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)。
[0011]沿太陽能光線的傳播方向，所述的凸透鏡1、凹透鏡2、太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)4依次固定在太陽光定位伺服跟蹤系統(tǒng)上，太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)上的光電轉換單元3排列成圓形，所述的光電轉換單元3、凹透鏡2、凸透鏡I同軸設置；
本裝置中用到的凸透鏡是焦距為60cm，直徑為IOOcm的玻璃透鏡。凹透鏡為焦距為8cm直徑為50cm的玻璃透鏡，太陽能電池板的光電轉換單元光電轉換單元排列范圍為直徑40cm的圓形平面。太陽能方位定位伺服跟蹤系統(tǒng)應該滿足電池板應該正對著太陽，允許有很小的誤差，即太陽光與電池板平面的夾角可以在85°-90°之間波動，采用了 RY-CPV太陽能雙軸太陽跟S示系統(tǒng)。
[0012]如圖2所示，沿太陽`光線的傳播方向，依次放置凸透鏡，凹透鏡，太陽能電池板，三者的圓心連線和兩個透鏡平面以及電池板平面均垂直，凸透鏡與凹透鏡之間距離為45cm-55cm，而凹透鏡與太陽能電池板之間距離為30cm，三者用三腳架固定在太陽能跟蹤定位系統(tǒng)上，并且凹透鏡在凸透鏡和太陽能電池板之間可以來回調(diào)節(jié)，隨著太陽方位的不同，太陽能方位定位系統(tǒng)檢測太陽的方位變化并操縱伺服系統(tǒng)使太陽能接收裝置轉到正對太陽的方位，太陽光所成的像始終投在太陽能電池板組件上而凹透鏡可以根據(jù)光照強度的情況，手動調(diào)節(jié)其和凸透鏡之間的距離。
[0013]當平行的太陽光線經(jīng)過凸透鏡時，由于在凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)，所成的像是縮小的實像，所以太陽光線發(fā)生匯聚，投射到凹透鏡上，匯聚的光線再次變成平行光線，直接照射到太陽能電池板上，隨太陽光線一起投到凸透鏡上，陰影尺寸也在投射到凹透鏡上時成縮小的實像，經(jīng)過凹透鏡后，照射到太陽能電池板上，如圖(I)所示當一束以AB為直徑的太陽光圓斑照射到以AB為直徑的圓形凸透鏡上，太陽光線的總照度是W1,經(jīng)過凸透鏡后投射到凹透鏡上的像是以CD為直徑的圓型，太陽光的總照度是W2，所以太陽光線照射直徑收縮了 AB/⑶，太陽光的照度增強了(AB/⑶)2倍，對于有陰影的地方，經(jīng)過凹透鏡的光線強度比同等條件下在陽光直射下的光強還要強，而且此種方法也可以通過調(diào)節(jié)凸透鏡和凹透鏡的相對位置來調(diào)節(jié)太陽光的照度，以應對樹葉等障礙物尺寸的變化，同時也能應對一年四季太陽光照度的季節(jié)性變化。
【權利要求】
1.一種降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)熱島效應的裝置，包括一個凸透鏡，一個凹透鏡，一個太陽光定位伺服跟蹤系統(tǒng)和一套太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)； 其特征在于:沿太陽能光線的傳播方向，所述的凸透鏡、凹透鏡、太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)依次固定在太陽光定位伺服跟蹤系統(tǒng)上，太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)上的光電轉換單元排列成圓形，所述的光電轉換單元、凹透鏡、凸透鏡同軸設置； 其中凸透鏡的半徑為r要滿足:
2.根據(jù)權利要求1所述的一種降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)熱島效應的裝置，其特征在于:所述的凸透鏡是焦距為60cm，直徑為IOOcm的玻璃透鏡。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)熱島效應的裝置，其特征在于:所述的凹透鏡是焦距為8cm,直徑為50cm的玻璃透鏡。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)熱島效應的裝置，其特征在于:所述的光電轉換單元排列范圍為直徑40cm的圓形平面。
【文檔編號】H02S40/22GK103731094SQ201310668553
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權日:2013年12月11日
【發(fā)明者】程知群, 連心想, 欒雅, 賈民仕 申請人:杭州電子科技大學