一种光伏发电装置的制作方法

文档编号:14478107
研发日期:2018/5/19

本实用新型涉及光伏发电
技术领域
,特别涉及光伏发电装置。
背景技术
:随着矿藏资源的逐步匮乏,可再生能源的利用越来越受到人们的重视。太阳能作为一种可再生能源,其开发利用显得尤为重要,那么如何较为充分的利用太阳能就成为人们研究太阳能发电的一个重要课题。现有技术中太阳能发电装置包括光伏组件,为了能够提高光伏组件的发电效率,通常会使用自动追踪系统保证光伏组件能够接收到更多的光照量,另外,为了能够进一步提高光伏组件对太阳能的利用率,目前开发出了新型的双面发电光伏组件,新型的双面发电光伏组件的两个表面均能够将光能转化为电能。例如授权公告号为CN206004586U、授权公告日为2017.03.08的中国专利公开的光伏支架系统及光伏电站,其中光伏支架系统包括双面发电光伏组件和反射板,反射板即一种反光板,光伏支架系统即一种光伏发电装置,反射板用于照射至双面发电光伏组件的背光面上,增加双面发电光伏组件背光面的光照量。光伏支架系统还包括转动装置,转动装置用于驱动双面发电光伏组件和反射板同时转动,能够使双面发电光伏组件和反射板始终正对着太阳光线,提高双面发电光伏组件的发电效率。但是受限于双面发电光伏组件和反光板的位置关系,这种光伏发电装置的双面发电光伏组件的背光面能够接收到反射光线的区域有限,使得光伏组件的背面一部分能够接收到反射光线,而另一部分不能接收反射光线,在双面发电光伏组件的背光面很容易形成光斑效应,造成双面发电光伏组件易损坏的问题,同时背光面的发电效率也较低,双面发电光伏组件的发电性能不能得到充分的利用。技术实现要素:本实用新型的目的是提供一种光伏发电装置,以解决目前的光伏发电装置的双面发电光伏组件的背光面发电效率低并且容易形成光斑效应造成的双面发电光伏组件易损坏的问题。为实现上述目的,本实用新型的光伏发电装置的第一种技术方案为:光伏发电装置包括支架、设置在支架上的双面发电光伏组件、控制支架转动的自动追踪系统,所述双面发电光伏组件的两侧均设置用于将太阳光线反射至双面发电光伏组件对应面上的反光板,所述反光板设置在支架上,所述反光板和双面发电光伏组件随支架同步转动,并且双面发电光伏组件由自动追踪系统控制保持双面发电光伏组件与射向反光板的太阳光线平行。本实用新型的光伏发电装置的第二种技术方案为:在本实用新型的光伏发电装置的第一种技术方案的基础上,所述自动追踪系统为双轴追踪系统,自动追踪系统包括用于调节双面发电光伏组件和反光板的俯仰角度的俯仰角调节装置和用于调节双面发电光伏组件和反光板的方位角度的方位角调节装置。通过双轴追踪系统可以保证反光板在任何时间段均能够与太阳光线保持设定的角度,以使双面发电光伏组件获得最大的光照量。本实用新型的光伏发电装置的第三种技术方案为:在本实用新型的光伏发电装置的第一种技术方案的基础上,所述反光板和双面发电光伏组件均沿南北方向延伸,所述自动追踪系统为单轴追踪系统,自动追踪系统包括用于调节双面发电光伏组件和反光板的方位角度的方位角调节装置,所述反光板包括与双面发电光伏组件平齐的平齐段和处于平齐段南侧的延长段。受不同季节影响,太阳光线与地平面夹角有一定的变化,在太阳光线与地平面夹角变小时,双面发电光伏组件的南端会有小部分的区域不能接受到反射光线,设置的延长段可以保证在太阳光线与地平面夹角变小时,射向延长段的太阳光线可以反射至双面发电光伏组件的南端不能接受到反射光线的区域,保证双面发电光伏组件能够接收均匀光照。本实用新型的光伏发电装置的第四种技术方案为:在本实用新型的光伏发电装置的第三种技术方案的基础上,延长段与平齐段呈直角梯形布置,尽可能节约反光板的材料,节省成本。本实用新型的光伏发电装置的第五种技术方案为:在本实用新型的光伏发电装置的第一种技术方案的基础上,所述反光板和双面发电光伏组件均沿东西方向延伸,所述自动追踪系统为单轴追踪系统,自动追踪系统包括用于调节双面发电光伏组件和反光板的俯仰角度的俯仰角调节装置,所述反光板包括与双面发电光伏组件平齐的平齐段和分别处于平齐段东西两侧的第一延长段、第二延长段。太阳光线的入射方向与光伏发电装置的方位角发生变化时,双面发电光伏组件的两端在早晨或者傍晚可能会接收不到太阳光线,设置的第一延长段和第二延长段保证双面发电光伏组件的双面在任意时间均能够接受到光照。本实用新型的光伏发电装置的第六种技术方案为:在本实用新型的光伏发电装置的第五种技术方案的基础上,所述第一延长段或者第二延长段与所述平齐段呈直角梯形布置。节约反光板的材料,节省成本。本实用新型的光伏发电装置的第七种技术方案为:在本实用新型的光伏发电装置的第一种至第六种中任意一种技术方案的基础上,所述双面发电光伏组件设有至少两个;双面发电光伏组件沿南北方向延伸且各双面发电光伏组件沿南北方向并列布置;或者双面发电光伏组件沿东西方向延伸且各双面发电光伏组件沿东西方向并列布置。并列布置的双面发电光伏组件可以避免某一块双面发电光伏组件的某一端不能接受到光照,提高太阳能利用率,同时简化光伏发电装置的布置形式。本实用新型的光伏发电装置的第八种技术方案为:在本实用新型的光伏发电装置的第一种至第六种中任意一种技术方案的基础上,所述反光板为平板,反光板与双面发电光伏组件之间的夹角为50°~60°。在使用尽可能少的反光板获得尽可能多的光照量,以获得更高的经济效益。本实用新型的光伏发电装置的第九种技术方案为:在本实用新型的光伏发电装置的第一种至第六种中任意一种技术方案的基础上,所述双面发电光伏组件与反光板间隔设置。双面发电光伏组件与反光板的间隔用于形成雨水通道,同时也减小光伏发电装置的风压。本实用新型的光伏发电装置的第十种技术方案为:在本实用新型的光伏发电装置的第一种至第六种中任意一种技术方案的基础上,所述反光板为平板或者弧形板。反光板为平板时容易加工,成本低,反光板为弧形板时,可以使双面发电光伏组件获得尽可能多的能量。本实用新型的有益效果为:本实用新型的光伏发电装置的反光板设置在双面发电光伏组件的两侧,并且自动追踪系统能够控制双面发电光伏组件并保持双面发电光伏组件始终平行于射向反光板的太阳光线,射向反光板的太阳光线经过反光板反射后反射至双面发电光伏组件。与目前的光伏发电装置相比,本实用新型的反光板分别处于双面发电光伏组件的两侧,射向反光板上的太阳光线均能够被反射至双面发电光伏组件与反光板对应的光接收面上,本实用新型的光伏发电装置的双面发电光伏组件没有背光面,两个光接收面能够接收到的光照量相同,解决了目前的光伏发电装置的双面发电光伏组件发电效率低的问题,由于两个反光板设置在光伏组件的两侧,通过调整反光板与双面发电光伏组件的夹角,双面发电光伏组件的两个面上均能够均匀接收光照,解决了目前的光伏发电装置的双面发电光伏组件容易形成光斑效应造成的容易损坏的问题。附图说明图1是本实用新型的光伏发电装置的具体实施例1的结构示意图;图2是图1中单个双面发电光伏组件与对应的反光板的结构示意图;图3是本实用新型的光伏发电装置的具体实施例1的方位角调节装置的结构示意图;图4是图3的仰视图;图5是图1中双面发电光伏组件的光路示意图;图6是本实用新型的光伏发电装置的具体实施例1的支架的结构示意图;图7是图6中的支架安装上反光板后的状态示意图;图8是图6中的支架安装上双面发电光伏组件后的状态示意图;图9是本实用新型的光伏发电装置的具体实施例2的结构示意图;图10是图9中单个双面发电光伏组件与对应的反光板的结构示意图;图11是本实用新型的光伏发电装置的具体实施例3的结构示意图;图12是本实用新型的光伏发电装置的具体实施例4的反光板的结构示意图;图13是本实用新型的光伏发电装置的具体实施例5的反光板的结构示意图;图14是本实用新型的光伏发电装置的具体实施例6的反光板的结构示意图;图15是本实用新型的光伏发电装置的具体实施例7的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。本实用新型的光伏发电装置的具体实施例,如图1、图6所示,光伏发电装置包括支架1,支架1上固定有双面发电光伏组件2,双面发电光伏组件2的两侧均设有用于将太阳光线反射至双面发电光伏组件2的对应面上的反光板3,反光板3均固定在支架1上。双面发电光伏组件2两侧的反光板3关于双面发电光伏组件2对称布置。本实施例中,带箭头的线表示太阳光线的路径。光伏发电装置还包括用于控制支架1转动的自动追踪系统,本实施例中的自动追踪系统为双轴追踪系统,自动追踪系统包括俯仰角调节装置和方位角调节装置。俯仰角调节装置用于调节双面发电光伏组件2和反光板3的俯仰角度,方位角调节装置用于调节双面发电光伏组件2和反光板3的方位角度。如图2所示,本实施例中,反光板3和双面发电光伏组件2均随支架1转动,双面发电光伏组件2由自动追踪系统控制有并保持双面发电光伏组件2与射向反光板3的太阳光线平行。由于采用双轴追踪系统,可以通过调整支架保证反光板上反射的光线均匀照射至双面发电光伏组件上。如图3和图4所示,支架1包括方位角转向轴11和俯仰角转向轴。方位角调节装置包括步进电机41和与步进电机41的电机轴连接的蜗轮蜗杆减速装置42,支架1的方位角转向轴11与蜗轮蜗杆减速装置42连接并由方位角调节装置驱动。双轴追踪系统能够实现双面发电光伏组件2和反光板3的俯仰角调节和方位角调节,具体结构为现有技术,本实施例中不再对俯仰角转向轴等结构作详细说明。本实施例中,反光板3和双面发电光伏组件2均沿南北方向延伸。双面发电光伏组件2设有六个,各双面发电光伏组件2沿南北方向并列布置,反光板3对应的也设置有六块,布置方向与双面发电光伏组件2对应。每个双面发电光伏组件2均对应两块反光板3。并列布置的双面发电光伏组件2可以避免某一块双面发电光伏组件2的某一端不能接受到光照,提高太阳能利用率,同时简化光伏发电装置的布置形式。如图6至图8所示,支架1还包括反光板支撑部12和光伏组件支撑部13,反光板3固定在反光板支撑部12上,双面发电光伏组件2固定在光伏组件支撑部13上。本实施例中,反光板3为平板,图5给出了使用双轴追踪系统情况下,双面发电光伏组件2的光路示意图。为简化起见,没有考虑组件和反光板3之间的缝隙。反光板3和双面发电光伏组件2之间夹角∠ACB=α,双面发电光伏组件2的南北向宽度为BC=a,反光板3南北向宽度为AC=b,AD=c,AD⊥BC。入射光线平行于双面发电光伏组件2,光线和反光板3之间的入射角、反射角均为α,∠BAC=α,∠ABC=180°-2α。根据三角形正弦定理,△ABC中,BC/sin∠BAC=AC/sin∠ABC,即a/sinα=b/sin(180°-2α),得,b=a*sin2α/sinα=2a*cosα,AD=c=b*sinα=asin2α,c值和反光板3能够反射的光照量成正比。当α等于45°时,c得最大值a。如表1所示,给出了当α变化时,b/a、c/a的变化情况。表1α15.0030.0040.0045.0050.0055.0060.0075.00b/a1.931.731.531.411.291.151.000.52c/a0.500.870.981.000.980.940.870.50表1中可以看出,随着α值增大,b/a一直减小,c/a在α等于45°时最大。当0°<α<90°时,随着α值增大,b一直减小。当45°<α<90°时,随着α值增大,b/a一直减小,c/a在α等于45°时最大c、b值均在减小。在尽可能多地获得反射光照量的同时,也尽可能减小组件反光板的尺寸,以获得更好的经济效益。所以,需要在尽可能大的c/a的情况下,有较小的b/a值。优选地,取α等于50°~60°,相应地b值为1.29a~1.0a,c值为0.98a~0.87a。本实施例中,如图4、图8所示,双面发电光伏组件2与反光板3间隔设置,双面发电光伏组件2与反光板3之间的间隔用5于形成雨水通道,形成的雨水通道也能够减小光伏发电装置的风压。本实用新型的光伏发电装置的具体实施例2,本实施例中的光伏发电装置与上述实施例1中所述的光伏发电装置的区别仅在于:如图9所示,反光板23和双面发电光伏组件22均沿南北方向延伸,自动追踪系统为单轴追踪系统,自动追踪系统包括用于调节双面发电光伏组件22和反光板23的方位角度的方位角调节装置。由于自动追踪系统为单轴追踪系统,受不同时间和不同季节影响,太阳光线与地平面夹角有一定的变化,在太阳光线与地平面夹角变小时,如图10所示,双面发电光伏组件22的南端会有小部分的区域不能接受到反射光线,投射到反光板23北端的入射光线不能反射到双面发电光伏组件上。如图6所示为单个双面发电光伏组件22与反光板23的在冬至日的光照示意图,冬至日太阳光线与双面发电光伏组件22平行,太阳光线与双面发电光伏组件22的南端端面有一定夹角,由于该夹角的存在,反光板23靠北的一端存在反光板三角形区域231,反光板三角形区域231接收的光线不能反射到双面发电光伏组件上;双面发电光伏组件22靠南的一端存在光伏组件三角形区域221,光伏组件三角形区域221不能得到反光板23的反射光线。为了解决上述问题,本实施例中,反光板23包括与双面发电光伏组件22平齐的平齐段232和处于平齐段南侧的延长段233。设置的延长段233可以保证在太阳光线与地平面夹角变小时,射向延长段233的太阳光线可以反射至双面发电光伏组件22的靠南的一端上不能接收到反射光线的光伏组件三角形区域221。本实施例中延长段233呈直角三角形,延长段233与平齐段232呈直角梯形布置,延长段233的形状与双面发电光伏组件22上光伏组件三角形区域221的形状对应,尽可能减少反光板23的面积,节省加工成本。直角梯形的底角优选为45°左右。本实用新型的光伏发电装置的具体实施例3,本实施例中的光伏发电装置与上述实施例1中所述的光伏发电装置的区别仅在于:如图11所示,反光板33和双面发电光伏组件32均沿东西方向延伸,自动追踪系统为单轴追踪系统,自动追踪系统包括用于调节双面发电光伏组件32和反光板33的俯仰角度的俯仰角调节装置,反光板33包括与双面发电光伏组件32平齐的平齐段331和分别处于平齐段331东西两侧的第一延长段332、第二延长段333。第一延长段332处于反光板33靠东的一端,第二延长段333处于反光板33靠西的一端。第一延长段332、第二延长段333分别与平齐段331呈直角梯形布置,延长段的形状与双面发电光伏组件上不能接受反射光线的三角形区域的形状对应,尽可能减少反光板33的面积,节省加工成本。直角梯形较长的底边远离距支架俯仰转向轴设置,其中,直角梯形相较于矩形多出的三角形部分分别向东、向西延伸。直角梯形的底角为45°左右,由于太阳每小时方位角变化15°,这样,在每日9时~15时内,双面发电光伏组件32可以得到均匀的光照。早于9时、晚于15时情况下,光照已经显著变弱,这些时段内的光照不均匀性不予考虑。本实用新型的光伏发电装置的具体实施例4,本实施例中的光伏发电装置与上述实施例1中所述的光伏发电装置的区别仅在于:如图12所示,反光板43为弧形板。采用平板反光板43的情况下,其最大反射光照量不可能超出双面发电光伏组件42垂直照射时的光照量。弧形的反光板43可以有效提高反光板43的反射光照量。本实施例中反光板43的截面为弧形。图12中,双面发电光伏组件两侧布置有截面为弧形的反光板43,对于平行于光伏组件的入射光线,反光板43上南边A点的光线反射至光伏组件的南边B点上,反光板3能够较平面反光板43提高反射光照量。本实用新型的光伏发电装置的具体实施例5,本实施例中的光伏发电装置与上述实施例3中所述的光伏发电装置的区别仅在于:如图13所示,反光板53为折形板。单侧折形反光板53由两块相接的矩形平板构成,对于平行于光伏组件的入射光线,反光板53上南边A点的光线反射至双面发电光伏组件52的南边B点上,折形反光板53能够较平面反光板提高反射光照量。本实用新型的光伏发电装置的具体实施例6,本实施例中的光伏发电装置与上述实施例3中所述的光伏发电装置的区别仅在于:如图14所示,双面发电光伏组件62设有两排,对应的反光板63相抵接。本实用新型的光伏发电装置的具体实施例7,本实施例中的光伏发电装置与上述实施例3中所述的光伏发电装置的区别仅在于:如图15所示,双面发电光伏组件72和反光板73还可以沿东西方向延伸。本实用新型的光伏发电装置的其他实施例中,双面发电光伏组件的数量可以根据需要设置一个或者至少两个;上述双面发电光伏组件与反光板的夹角可以是15度至75度之间的任意角度;上述反光板的延长段均可以不设;上述延长段也可以是矩形;上述自动追踪系统采用单轴追踪系统时,反光板上的延长段也可以不设,反光板两端不能接收到光照的区域很小,此时不予考虑。当前第1页1 2 3 
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