本发明专利技术公开一种聚光太阳能光伏发电装置，包括支撑架、至少三个聚光元件和至少三个光电转换器；所述光电转换器围绕所述中心轴线设置在所述支撑架上，所述聚光元件围绕所述中心轴线设置；其中，各聚光元件具有彼此分立的聚光焦点，每个所述聚光焦点到所述中心轴线的距离小于各所述聚光元件的受光区域的几何中心到所述中心轴线的距离的一半；所述光电转换器与聚光元件的数量相等，所述光电转换器与聚光元件一一对应，分别设置于所对应的聚光元件的聚光焦点处，所述光电转换器的受光面朝向其所对应的聚光元件。该装置结构紧凑，不再需要箱式结构，降低了材料使用量，从而降低了成本；故该装置提高了可维护性能和使用寿命；提高了太阳能的利用效率。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种聚光太阳能光伏发电装置，包括支撑架、至少三个聚光元件和至少三个光电转换器；所述光电转换器围绕所述中心轴线设置在所述支撑架上，所述聚光元件围绕所述中心轴线设置；其中，各聚光元件具有彼此分立的聚光焦点，每个所述聚光焦点到所述中心轴线的距离小于各所述聚光元件的受光区域的几何中心到所述中心轴线的距离的一半；所述光电转换器与聚光元件的数量相等，所述光电转换器与聚光元件一一对应，分别设置于所对应的聚光元件的聚光焦点处，所述光电转换器的受光面朝向其所对应的聚光元件。该装置结构紧凑，不再需要箱式结构，降低了材料使用量，从而降低了成本；故该装置提高了可维护性能和使用寿命；提高了太阳能的利用效率。【专利说明】聚光太阳能光伏发电装置
本专利技术涉及太阳能应用领域，特别是涉及一种聚光太阳能光伏发电装置。
技术介绍
现在太阳能光伏电池多以单晶硅和多晶硅为主，其利用效率普遍为15%?19% ;另 一种光伏电池为III-V族聚光型光伏电池，例如多结砷化镓，其光电转换效率可达到超过 40%，但砷化镓电池元件成本较高，需要高倍聚焦才能实现成本合理化。 现有聚光型光伏电池的应用装置结构复杂，成本高，不便于维护。其中一类，聚光 装置普遍聚光焦点位于聚光元件中心的投影上，例如，专利号为ZL200620093715. 7的中国 技术专利所公开的平面反射聚光太阳能光伏发电设备，专利号为ZL200920269864. 8 的中国技术专利所公开的一种双抛物柱面反射聚光太阳能光伏发电组件，专利号为 ZL200920158062.X的中国技术专利所公开的高倍聚光太阳能光伏家用发电系统及装 置。这些装置中的光路设计使得各聚光光伏电池之间距离与聚光元件的间距等宽，从而支 撑结构必须为箱式结构，因而增加了材料用量和成本；布置在箱式结构上的光伏电池适于 一次性安装，从而不便于更换维护；并且因为各聚光光伏电池之间距离较大，聚光光伏电池 上的热量不便于集中利用，连接各聚光光伏电池的导线长度也较长，不便于降低成本。其中 另一类，如专利号为ZL201120271422.4的中国技术专利所公开的聚光太阳能光伏发 电装置，其中采用集中式抛物面聚光装置，则又容易因为抛物面镜的加工误差而造成各光 伏电池之间受光不均匀，从而使得系统在将光伏电池串联形成串联升压电路时效率有所下 降，不得不增加平衡电路以保持各光伏电池的理想工作电压，因而增加了成本。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有技术存在的问题，提供一种聚光太阳能光伏发电装置，该 装置通过合理的光路设计，使得整个聚光太阳能光伏发电装置的结构紧凑，不再需要箱式 结构，降低了材料使用量，从而降低了成本；并且各光电转换器的受光均匀，工作点相近，可 以很好地满足串联升压的要求。 本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的： 一种聚光太阳能光伏发电装置，包括支撑架、至少三个聚光元件和至少三个光电 转换器；所述支撑架的纵向沿着所述聚光太阳能光伏发电装置的中心轴线的方向，所述至 少三个光电转换器围绕所述中心轴线设置在所述支撑架上，所述至少三个聚光元件围绕所 述中心轴线设置；其中，各聚光元件具有彼此分立的聚光焦点，每个所述聚光焦点到所述中 心轴线的距离小于各所述聚光元件的受光区域的几何中心到所述中心轴线的距离的一半； 所述光电转换器与聚光元件的数量相等，所述光电转换器与聚光元件一一对应，分别设置 于所对应的聚光元件的聚光焦点处，所述光电转换器的受光面朝向其所对应的聚光元件。 在其中一个实施例中，各所述光电转换器围绕所述中心轴线均匀分布；各所述聚 光焦点到所述中心轴线的距离相等；各所述聚光元件的受光区域的面积大致相等，面积差 异不超过10%。 在其中一个实施例中，所述聚光元件为单个聚光反射镜；以垂直于所述中心轴线 的平面作为投影平面，在所述投影平面上，所述聚光反射镜的聚光焦点的投影到所述聚光 反射镜的受光区域的几何中心的投影的距离小于所述聚光反射镜的受光区域的几何中心 的投影到所述聚光反射镜的靠近所述中心轴线的顶点的投影的距离。 在其中一个实施例中，所述聚光元件是由多个聚光反射镜组成的聚光反射镜组， 每个聚光反射镜组中的所述多个聚光反射镜具有同一个聚光焦点；以垂直于所述中心轴线 的平面作为投影平面，在所述投影平面上，所述聚光反射镜组的聚光焦点的投影到所述聚 光反射镜组的受光区域的几何中心的投影的距离小于所述聚光反射镜组的受光区域的几 何中心的投影到所述聚光反射镜组的靠近所述中心轴线的顶点的投影的距离。 在其中一个实施例中，所述光电转换器为单个聚光型光伏电池或为阵列状布置的 多个聚光型光伏电池。 在其中一个实施例中，每个所述光电转换器包括二次聚光器和单个聚光型光伏电 池；其中，所述二次聚光器为透射式光导型二次聚光器或反射式二次聚光器；所述二次聚 光器的光入射面作为所述光电转换器的光入射面；所述二次聚光器的光输出面光学连接到 所述单个聚光型光伏电池。 在其中一个实施例中，所述光电转换器包括二次聚光器和阵列状布置的多个聚光 型光伏电池；其中，所述二次聚光器为具有多个光输出口的透射式光导型二次聚光器或具 有多个光输出口的反射式二次聚光器；所述二次聚光器的光入射面作为所述光电转换器的 光入射面；所述二次聚光器的多个光输出口一一对应地光学连接到所述多个聚光型光伏电 池。 在其中一个实施例中，还包括与光电转换器的数量相同的散热装置；所述散热装 置被设置在所述支撑架上，并分别与相应的光电转换器相连接。 在其中一个实施例中，所述散热装置是主动循环式液冷散热装置或被动循环式液 冷散热装置；各所述光电转换器的部分或全部的未能转换为电能的太阳能以热量形式被所 述散热装置内的冷却液体带走；所述支撑架为管状，所述散热装置中的加热后的液体通过 设置在所述支撑架的内部的管路引出。 在其中一个实施例中，还包括附带电路和保护电路，各所述光电转换器电连接到 所述的附带电路和保护电路；所述支撑架为管状，各所述光电转换器所输出的电能通过设 置在所述支撑架的内部的导线引出。 根据本专利技术的聚光太阳能光伏发电装置，由于聚光元件与光电转换器一一对应， 各聚光元件围绕该装置中心轴线密集布置，各聚光元件的聚光焦点偏离各聚光元件中心， 向该装置的中心轴线靠拢，使得相对应的光电转换器也相互靠拢，各光电转换器可以共用 同一套支撑结构，不再需要箱式结构，整个装置结构紧凑，降低了材料使用量，从而降低了 成本，并避免了箱式结构的寿命短，易结露等问题。 由于各聚光元件具有彼此分立的聚光焦点，各光电转换器处于聚光焦点位置，接 收汇聚的太阳光线，因为各聚光元件所接收的阳光面积相等，所以与聚光元件一一对应的 各光电转换器可以接收到基本一致的阳光能量，从而各光电转换器工作点相近，可以满足 串联升压的要求。同时，根据本专利技术，相互独立的聚光元件与光电转换器可以独立更换，因 为所有元件均廉价且可更换，系统的可维护性能显著提升，在正常的换件维护下系统总寿 命接近于可以永久使用，故该装置提高了可维护性能和使用寿命。 本专利技术利用液冷装置对集光器在进行太阳能转换过程中产生的热量进行散热，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚光太阳能光伏发电装置，包括支撑架、至少三个聚光元件和至少三个光电转换器；所述支撑架的纵向沿着所述聚光太阳能光伏发电装置的中心轴线的方向，所述至少三个光电转换器围绕所述中心轴线设置在所述支撑架上，所述至少三个聚光元件围绕所述中心轴线设置；其特征在于，各聚光元件具有彼此分立的聚光焦点，每个所述聚光焦点到所述中心轴线的距离A小于各所述聚光元件的受光区域的几何中心到所述中心轴线的距离B的一半；所述光电转换器与聚光元件的数量相等，所述光电转换器与聚光元件一一对应，分别设置于所对应的聚光元件的聚光焦点处，所述光电转换器的受光面朝向其所对应的聚光元件。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：容云，
申请(专利权)人：容云，
类型：发明
国别省市：北京;11
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