CN108039866A - 光伏发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光伏发电系统，包括光伏组件，隔热透光层以及移光组件，隔热透光层直接安装在移光组件上，或者将隔热透光材料制做在光伏组件原来的光伏玻璃上；或者将隔热透光材料制做在光伏组件的向光面的EVA上。移光组件设置于光伏组件的迎光面所在的一侧或周边。光伏发电系统包括有隔热透光材料，该光伏发电系统在实际工作过程中，原来直接照射在光伏组件上的阳光通过通光口还是直接照在光伏组件上，而光伏组件周围一定范围内不能照到光伏组件上的阳光通过移光组件也照到了光伏组件上，大大提高了光伏发电系统的光电转换效率，降低了成本，光能转换效率更高。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，具体而言，涉及一种光伏发电系统。
背景技术
能源问题已是世界性问题，充分利用太阳能成为一种必然趋势。目前太阳能光电转换技术有很多，而技术成熟且已用于发电的主要是硅基光伏太阳能组件(下称光伏组件)，这种能源清洁环保，但是这种组件的转换率太低，成本太高，这就妨碍了它在多方面的发展。人们为解决这个问题进行了60年的努力。
除了晶硅组件，人们还在发展薄膜组件，人们采用了多种材料，无机的，有机的。如：使用砷化镓、[CdS、CdTe(碲化镉)、CuInSe2]、色素敏化染料(Dye－Sensitized SolarCell)、有机导电高分子(Organic/polymer solar cells)、CIGS(铜铟硒化物)等。后来人们开始研究聚光光伏。但由于砷化镓等原料的环保问题，价格问题，高倍聚光的热问题。到现在失败的多，成功的基本没有，总是不能有根本性的突破。
从60年代人们在太空科技使用太阳能发电到今天多晶硅转换效率达到17.7％；组件每瓦价格降到4元左右，人类用了50年，就这样，光伏电的价格也比火电高得多，至少到现在为止全世界也还是没能找到突破光伏电价格的途径，打破不了价格瓶颈。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光伏发电系统，以改善传统的光伏发电系统价格昂贵、使用成本高的问题。
本发明的实施例是这样实现的：
基于上述目的，本发明提供了一种光伏发电系统，包括光伏组件、移光组件以及隔热透光层，所述移光组件设置于所述光伏组件的向阳面所在的一侧，所述隔热透光层设置于所述光伏组件的向阳面所在的一侧，太阳光透过所述隔热透光层罩设在所述光伏组件的向阳面上。
在本发明较佳的实施例中，所述移光组件包括有移光板，所述移光板上设置有所述隔热透光层。
在本发明较佳的实施例中，所述移光板的中部设置有通光孔，所述光伏组件的向阳面能够落入所述通光孔内。
在本发明较佳的实施例中，所述隔热透光层设置在透明薄膜上，所述透明薄膜覆盖在所述向阳面所在的一侧。
在本发明较佳的实施例中，所述光伏组件包括边框、依次层叠排布在所述边框内的背板、上封装胶膜、电池片、下封装胶膜以及除尘玻璃，所述隔热透光层设置在所述除尘玻璃上。
在本发明较佳的实施例中，所述光伏组件包括边框、依次层叠排布在所述边框内的背板、下封装胶膜、电池片、上封装胶膜以及除尘玻璃，所述隔热透光层设置在所述上封装胶膜上。
在本发明较佳的实施例中，所述光伏组件包括边框、依次层叠排布在所述边框内的背板、上封装胶膜、电池片、下封装胶膜以及除尘玻璃，所述隔热透光层设置在所述电池片的朝向所述上封装胶膜的板面上。
在本发明较佳的实施例中，所述移光组件包括移光板，所述移光板上设置有所述隔热透光层。
在本发明较佳的实施例中，所述光伏发电系统还包括机架，所述移光组件安装于所述机架上，所述光伏组件安装于所述机架上。
基于上述目的，本发明还提供了一种光伏发电系统，包括光伏组件以及移光板，所述移光板包括基底，所述基底的表面设有两个以上凸起，两个以上所述凸起可使光线折射、反射到所述基底上，并通过所述基底照射在所述光伏发电组件上。
本发明实施例的有益效果是：
综上所述，本发明实施例提供了一种光伏发电系统，其结构简单合理，便于制造加工，安装与使用方便，同时，该光伏发电系统在实际工作过程中，原来直接照射在光伏组件上的阳光通过通光口还是直接照在光伏组件上，而光伏组件周围一定范围内不能照到光伏组件上的阳光通过移光组件也照到了光伏组件上，大大提高了光伏发电系统的光电转换效率，降低了成本，光能转换效率更高。具体如下：
本实施例提供的光伏发电系统，包括有光伏组件、移光组件以及隔热透光层，将移光组件设置在光伏组件的向阳面所在的一侧，隔热透光层设置在光伏组件的向阳面所在的一侧。在光伏发电系统运行过程中，部分太阳光线能够直接照射在光伏组件上，光伏组件利用接收到的太阳光进行发电，将光能转化为电能，同时，太阳光在穿过移光组件时，太阳光发生折射、反射后光的传播路径发生了偏移，偏移后的光能够罩设在光伏组件上，且在增加照射在光伏组件上的光线的同时，由于设置有隔热透光层，太阳光的热量被阻挡，传递给光伏组件的热量少，光伏组件的光伏电压降低，大大提高发电效率。即在光伏组件的向阳面相同的情况下，增设了移光组件的光伏组件，其向阳面上接收的光线更多，在接收原有的光线的基础上还增加了通过移光组件偏移来的光线，光伏组件上接收的光线增多，由于光伏组件发电效率与光的亮度呈正比，光伏组件上的光线增强，亮度提高，进而实现了光伏组件的光电转化效率的提升，且降低了成本，适合推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例的光伏发电系统的示意图；
图2为本发明实施例的光伏发电系统的变形示意图；
图3为本发明实施例的光伏发电系统的移光板的示意图；
图4为本发明实施例的光伏发电系统的光伏组件的示意图；
图5为本发明实施例的光伏发电系统的简化示意图；
图6为本发明实施例的光伏发电系统的一变形例的简化示意图；
图7为本发明实施例的光伏发电系统的二变形例的简化示意图；
图8为本发明实施例的光伏发电系统的三变形例的简化示意图；
图9为本发明实施例的光伏发电系统的四变形例的简化示意图；
图10为本发明实施例的光伏发电系统的五变形例的简化示意图；
图11为本发明实施例的光伏发电系统的六变形例的简化示意图；
图12为本发明实施例的光伏发电系统的七变形例的简化示意图。
图标：机架100；光伏组件200；边框210；背板220；下封装胶膜230；电池片240；上封装胶膜250；除尘玻璃260；向阳面270；移光组件300；移光板310；基底311；凸起312；通光孔313；隔热透光层400。
具体实施方式
能源问题已是世界性问题，充分利用太阳能成为一种必然趋势。目前太阳能光电转换技术有很多，而技术成熟且已用于发电的主要是硅基光伏太阳能组件(下称光伏组件)，这种能源清洁环保，但是这种组件的转换率太低，成本太高，这些局限性妨碍了它在多方面的发展。
鉴于此，发明人设计了一种光伏发电系统，该光伏发电系统在实际工作过程中，部分太阳光能够直接照射在光伏发电组件上，还有部分太阳光通过移光组件300后能够照射在光伏发电组件上，大大提高了光伏发电系统的光电转换效率，降低了成本，光能转换效率更高。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，图5－图12仅是为了示出光伏组件、移光组件和隔热透光层的位置关系，因此，示出了简化图。
实施例1
请参阅图1，本实施例提供了一种光伏发电系统。
本实施例提供的光伏发电系统，其包括有机架100、光伏组件200、移光组件300以及隔热透光层400，光伏组件200和移光组件300安装在机架100上，移光组件300设置在光伏组件200的向阳面270所在的一侧，隔热透光层400设置在光伏组件200的向阳面所在的一侧，太阳光照射在隔热透光层400后，不易将热量传递给光伏电子组件的电池片，能够降低光伏组件的光伏电压。
换句话说，本实施例提供的光伏发电系统为低温高光光伏发电系统，低温高光光伏发电系统由光伏组件、移光组件和隔热透光层400构成。光伏组件和移光组件中的至少一个安装有组成低温高光单元。因此系统允许晶硅光伏组件承受7倍以上自然阳光照度，可选的，低温高光单元包括透明隔热光伏玻璃，透明隔热光伏玻璃允许阳光透过照射电池片240产生电能，同时透明隔热光伏玻璃阻隔阳光的热量进入光伏组件降低电池片240的光伏电压。
光伏组件的低温高光单元可以是隔热透明光伏玻璃，隔热透明光伏玻璃的制作可以直接将把隔热透明材料均匀混合在玻璃溶液中压制成型，也可以把隔热透明材料刷制或喷涂在普通光伏玻璃上；也可以磁控溅射或高温蒸发在普通光伏玻璃上。因普通光伏组件向阳面就是光伏玻璃，所以也可以直接涂刷或喷在光伏组件的光伏玻璃上；还可以另制作超白隔热透明玻璃直接安装在光伏组件向阳面上；也可以在位于电池片240的向阳面的上封装胶膜250内加入隔热透明材料。
移光组件的低温高光单元可以是隔热透明移光玻璃(也可以是其它材料的移光单元)，隔热透明移光玻璃的制作可以直接将把隔热透明材料均匀混合在玻璃溶液中压制成型，也可以把隔热透明材料刷制或喷涂在普通移光玻璃上；也可以磁控溅射或高温蒸发，在普通移光玻璃上；也可以直接涂刷或喷在光伏组件的移光玻璃上；还可以另制作超白隔热透明玻璃直接安装在移光组件向阳面上。
由于晶硅光伏电池的热效应为：每增加一度C光伏电池输出开路电压降低0.25V光伏组件的性能可以隔热透明，其效果达到了增光而不增热。
需要说明的是，本实施例所描述的高光低温，“高光”是指通过移光组件将太阳光线部分转移至了光伏组件上，照射在光伏组件上的光线增多，亮度更高；“低温”是指在光伏组件或者移光组件上设置有隔热透光层400，在太阳光通过移光组件照射到光伏组件的过程中，太阳光所携带的热量被隔热透光层400阻隔，光伏组件的电池片的温度升高量小，降低了电池片的光伏电压，进而提高光电转化效率。将高光低温作为一个整体，与光伏组件配合使用，大大提高了光电转化效率。
本实施例提供的光伏发电组件，在光伏发电系统运行过程中，部分太阳光线能够直接照射在光伏组件200上，光伏组件200利用接收到的太阳光进行发电，将光能转化为电能，同时，部分太阳光在穿过移光组件300时，太阳光发生折射、反射后光的传播路径发生了偏移，偏移后的光能够罩设在光伏组件200上，增加了发电效率。即在光伏组件200的向阳面270相同的情况下，增设了移光组件300的光伏组件200，其向阳面270上接收的光线更多，在接收原有的光线的基础上还增加了通过移光组件300偏移来的光线，光伏组件200上接收的光线增多，由于光伏组件200发电效率与光的亮度呈正比，光伏组件200上的光线增强，亮度提高，且在增加照射在光伏组件上的光线的同时，由于设置有隔热透光层400，太阳光的热量大部分被阻挡，不会传递给光伏组件，光伏组件的光伏电压降低，大大提高发电效率，且降低了成本，适合推广使用。
需要说明的是，光伏发电系统在实际应用中，其发电性能受自然环境条件的影响较大，其中系统主要部件——太阳组件和蓄电池的工作温度是影响光伏发电系统性能的重要因素之一。太阳能光伏发电核心单元为太阳能电池，目前投入大规模商业化应用的主要是硅系太阳能电池：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。温度对硅太阳能电池的影响，主要反映在太阳能电池的开路电压、短路电流、峰值功率等参数随温度的变化而变化。例如，单体太阳能电池的开路电压随温度的升高而降低，电压温度系数为—(210～212)mv/℃，即温度每升高1℃，单体太阳能电池开路电压降低210～212mv；太阳能电池短路电流随温度的升高而升高；太阳能电池的峰值功率随温度的升高而降低(直接影响到效率)，即温度每升高1℃，太阳能电池的峰值功率损失率约为0135～0145％.例如：工作在20℃的硅太阳能电池，其输出功率要比工作在70℃的高20％。
光伏组件200的发电效率与光线的亮度和温度有较大关系。随着亮度的提高，光伏组件200的发电效率提高，随着温度的升高，光伏组件200的发电效率降低。不难得出，亮度增加会使温度升高，而为了提高光伏组件200的发电效率，需要在提高亮度的情况下降低光伏组件200的温度。
本实施例中，移光组件300包括有移光板310，移光板310为透明板，可以是透明玻璃板。在移光板310的板面上设置有隔热透光层400。隔热透光层400为隔热透明材料制成，可选的，可以将隔热透明材料均匀混合在玻璃溶液中压制成型，即隔热透光层400和移光板310一体成型，也可以把隔热透明材料刷制或喷涂在移光板310上；也可以通过磁控溅射或高温蒸发的方式设置在移光板310上。通过在移光板310上设置隔热透光层400，移光板310改变光线的传播路径将光线偏移到光伏组件200上后，增加了光伏组件200上的光线，提高了亮度，且由于隔热透光层400的作用，将太阳光线的热量阻隔在隔热透光层400外，传递到光伏组件200上的热量减少，温度升高小，进而提高了光伏组件200的发电效率。
需要说明的是，隔热透光层400还可以设置在光伏组件200上，例如，将隔热透明材料直接涂刷或喷在光伏组件的光伏玻璃上；还可以制作超白隔热透明玻璃直接安装在光伏组件向阳面上；也可以把电池向阳面的EVA加入隔热透明材料。
请参阅图3，本实施例中，可选的，移光板310包括有基底311，基底311的表面设有两个以上凸起312，两个以上凸起312可使光线折射、反射到基底311上，并通过基底照射在光伏发电组件上。
进一步需要说明的是，基底311为由软性或硬性固化透明材料制成的平面型结构，此实施例中选用三元乙丙材料制成。基底311的表面设有多个纳米级高度(0.1纳米至数微米)的凸起312，凸起312为向前后延伸、且延伸至基底311前、后端的60度棱锥或60度棱柱，且各凸起312的横截面形状中一部分凸起312的横截面为空间60度外角三角槽或三角锥。
在实际安装时，将移光板310设置为矩形板，与矩形状的光伏组件200相匹配。光伏组件200活动安装在机架100上，可以按需调整其向阳面270的角度，便于接受太阳光的照射。显然，移光板310同样可以活动设置在机架100上，便于调整位置，与光伏组件200的配合更加紧密。请参阅图1、图5和图6，移光板310可以设置在光伏组件200的一侧，可以设置在光伏组件200的相邻的两侧或者相对的两侧，即移光板310可以设置在光伏组件200的左侧、右侧、上侧或者下侧，移光板310平行于光伏组件200的向阳面270设置。移光板310的位置设置，太阳光能够直接照射在光伏组件200的向阳面270所在的区域，同时，还能够使原本未照射在光伏组件200上的光线通过传播路径的改变偏移至光伏组件200上，提高发电效率。
请参阅图2和图7，在其他实施例中，移光板310设计为“回”字形板，即在移光板310上开设有通光孔313，光伏组件200的向阳面270能够落入通光孔313内，在使用时，太阳光光线能够穿过通光孔313直接照射在向阳面270上。将移光板310设计为“回”字形，从不同方向照射的光线均能够被偏移到向阳面270上，使用范围广，使用更加方便。
可选的，光伏组件200为矩形板状，移光板310为矩形板状，移光板310中部的通光孔313为矩形孔，通光孔313的外轮廓围成的形状与向阳面270的外轮廓围成的形状相同，向阳面270上能够全部接收到太阳光的直射。
需要说明的是，光伏组件200包括有边框210、依次层叠排布在边框210内的背板220、上封装胶膜250、电池片240、下封装胶膜230以及除尘玻璃260，移光组件300为独立设置的部件，与光伏组件200间隔设定距离。
实施例2
请参阅图4，本实施例也提供了一种光伏发电系统，本实施例中是在实施例1的技术方案的基础上的进一步改进，实施例1已经描述的技术方案同样适用于本实施例中，为了避免叙述重复累赘，实施例1已经公开的技术方案不再详细说明。
请参阅图8－图9，本实施例中，隔热透光层400安装在除尘玻璃260上，隔热透光层400可以涂刷在除尘玻璃260的外侧板面或者内侧板面上，或者隔热透光层400直接与除尘玻璃一体成型，将制造隔热透光层400的材料和除尘玻璃的材料混合后加工制成除尘玻璃，使得除尘玻璃具有了隔热的效果。
请参阅图10－图11，在其他实施例中，隔热透光层400安装在上封装胶膜250上，隔热透光层400可以安装在上封装胶膜250的外侧板面或者内侧板面上，或者隔热透光层400直接与上封装胶膜一体成型，将制造隔热透光层400的材料和上封装胶膜的材料混合后加工制成上封装胶膜，使得上封装胶膜具有了隔热的效果。
请参阅图12，在其他实施例中，隔热透光层400安装在电池片240的迎光侧上。
综上，本实施例中，除尘玻璃260、上封装胶膜250、电池片240或者移光板310中的至少一个上设置有隔热透光层400。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光伏发电系统，其特征在于，包括光伏组件、移光组件以及隔热透光层，所述移光组件设置于所述光伏组件的向阳面所在的一侧，所述隔热透光层设置于所述光伏组件的向阳面所在的一侧，太阳光透过所述隔热透光层罩设在所述光伏组件的向阳面上。
2.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述移光组件包括有移光板，所述移光板上设置有所述隔热透光层。
3.根据权利要求2所述的光伏发电系统，其特征在于，所述移光板的中部设置有通光孔，所述光伏组件的向阳面能够落入所述通光孔内。
4.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述隔热透光层设置在透明薄膜上，所述透明薄膜覆盖在所述向阳面所在的一侧。
5.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述光伏组件包括边框、依次层叠排布在所述边框内的背板、上封装胶膜、电池片、下封装胶膜以及除尘玻璃，所述隔热透光层设置在所述除尘玻璃上。
6.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述光伏组件包括边框、依次层叠排布在所述边框内的背板、下封装胶膜、电池片、上封装胶膜以及除尘玻璃，所述隔热透光层设置在所述上封装胶膜上。
7.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述光伏组件包括边框、依次层叠排布在所述边框内的背板、上封装胶膜、电池片、下封装胶膜以及除尘玻璃，所述隔热透光层设置在所述电池片的朝向所述上封装胶膜的板面上。
8.根据权利要求5－7任一项所述的光伏发电系统，其特征在于，所述移光组件包括移光板，所述移光板上设置有所述隔热透光层。
9.根据权利要求1所述的光伏发电系统，其特征在于，所述光伏发电系统还包括机架，所述移光组件安装于所述机架上，所述光伏组件安装于所述机架上。
10.一种光伏发电系统，其特征在于，包括光伏组件以及由透明隔热透明材料混合在玻璃溶液中压制成型的移光板，所述移光板包括基底，所述基底的表面设有两个以上凸起，两个以上所述凸起可使光线折射、反射到所述基底上，并通过所述基底照射在所述光伏发电组件上。
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