一种提高光伏发电效率的装置及光伏发电系统[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号(10)授权公告号 CN 204633698 U (45)授权公告日(45)授权公告日 2015.09.09

(21)申请号 201520227926.4(22)申请日 2015.04.16

(73)专利权人高磊

地址265299 山东省烟台市莱阳市旌旗西路

509号(72)发明人高磊 刘晏均(51)Int.Cl.

H02S 40/22(2014.01)H02S 40/30(2014.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

(54)实用新型名称

一种提高光伏发电效率的装置及光伏发电系统(57)摘要

本实用新型公开了一种提高光伏发电效率的装置及光伏发电系统，提高光伏发电效率的装置，包括底座及一用于实时检测太阳光线与地面法线照射角度的太阳光传感器，底座上通过转轴连接有可相对于底座转动的导光板，在导光板上铺设有用于反射太阳光线及二次反射经太阳能电池板反射出的太阳光线的反光膜，所述底座内设置有用于驱动导光板绕转轴转动的步进电机，及为步进电机供电的电源，还包括控制器，太阳光传感器接收法向射于地面上的太阳光线转换为电信号发送给控制器，控制器发送用于控制步进电机动作驱动导光板转动的信号给步进电机。本装置介于固定式与跟踪式两者之间，安装方便，造价低廉。相对于固定式安装，在现有光伏电池板的发电效率上再提高百分之十到百分之三十的发电效率。 C N 2 0 4 6 3 3 6 9 8 U CN 204633698 U

权 利 要 求 书

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1.一种提高光伏发电效率的装置，其特征在于：包括底座及一用于实时检测太阳光线与地面法线照射角度的太阳光传感器，所述底座上通过转轴连接有可相对于底座转动的导光板，在导光板上铺设有用于反射太阳光线及二次反射经太阳能电池板反射出的太阳光线的反光膜，所述底座内设置有用于驱动导光板绕转轴转动的步进电机，及为步进电机供电的电源，还包括控制器，所述太阳光传感器接收法向射于地面上的太阳光线转换为电信号发送给控制器，控制器发送用于控制步进电机动作驱动导光板转动的信号给步进电机。

2.根据权利要求1所述的提高光伏发电效率的装置，其特征是：铺设反光膜的导光板一面上设置为粗糙面结构。

3.根据权利要求2所述的提高光伏发电效率的装置，其特征是：所述粗糙面结构为凸点、凹点、圆形或方形中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的提高光伏发电效率的装置，其特征是：所述太阳光传感器固定于一板体并置于地面上。

5.根据权利要求4所述的提高光伏发电效率的装置，其特征是：所述导光板包括固定板及与所述固定板伸缩连接的伸缩板，固定板通过转轴与底座转动连接，在固定板上设置有用于固定伸缩板伸缩位置的定位螺钉。

6.根据权利要求5所述的提高光伏发电效率的装置，其特征是：所述伸缩板上设置有便于抽拉伸缩板的调节把手。

7.一种光伏发电系统，包括一支架及设于支架上的太阳能电池板，其特征在于：所述太阳能电池板前方设置有如权利要求1-6任一所述的提高光伏发电效率的装置。

8.根据权利要求7所述的光伏发电系统，其特征是：所述太阳光传感器设置于太阳能电池板与底座之间。

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说 明 书

一种提高光伏发电效率的装置及光伏发电系统

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技术领域

本实用新型涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种提高光伏发电效率的装置及光伏发电系统。

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背景技术

当前能源紧缺环境恶化是人类面临的最严重的全球性问题。为了追求可持续发

展，人类正积极发展可再生能源技术。太阳能作为可再生能源之一，近年来引起了日益重视。光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电每瓦的最少投资由太阳光照强度、单位面积光伏电池成本以及转换效率决定。现有的光伏发电装置一般采用聚光、反光等方式来增加照射在太阳能电池板上的光照强度，借此来提高太阳能电池板的发电效率。根据现有的太阳能电站的重要组成部分之一的太阳能电池板，现有的安装方式一般分为两种：一种是固定式，一种是自动跟踪式。两种安装方式就目前应用来看，各有优缺点，固定式安装方便，但是太阳光的利用率低。自动跟踪式太阳光的利用率高，但是造价高昂，装置复杂，维护成本高。[0003] CN 202385037 U公开了一种太阳能光伏发电装置，光伏发电电池板上前方和下前方分别装有反光板。CN 203352489 U公开了平面反射叠加聚光光伏发电装置，包括光伏电池板、反光板和反射板；所述光伏电池板、反光板和反射板均通过支架与基板相连；所述反光板由上位反光板和下位反光板组成，上位反光板位于光伏电池板左上侧，下位反光板位于光伏电池板右下侧；上位反光板和下位反光板的两端均与伸缩活动支架连接；光伏电池板固定在转动轴上，转动轴与电机连接，电机与定时控制器连接；所述反射板由上位反射板和下位反射板组成，上位反射板与下位反射板形成60°～80°夹角。

[0004] 上述的太阳能光伏发电装置虽然在一定程度上提高了光伏发电的效率，但是需要人工进行调节光线的角度，效率较低，并且设备的造价较高。

[0002]

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、使用方便、采用二次反射汇聚光能，光伏电池板既可利用反射光能，又可利用太阳直射光能，提高太阳能电池板利用率，有效提高发电效率的光伏发电装置及光伏发电系统。[0006] 为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种提高光伏发电效率的装置，包括底座及一用于实时检测太阳光线与地面法线照射角度的太阳光传感器，所述底座上通过转轴连接有可相对于底座转动的导光板，在导光板上铺设有用于反射太阳光线及二次反射经太阳能电池板反射出的太阳光线的反光膜，所述底座内设置有用于驱动导光

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说 明 书

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板绕转轴转动的步进电机，及为步进电机供电的电源，还包括控制器，所述太阳光传感器接收法向射于地面上的太阳光线转换为电信号发送给控制器，控制器发送用于控制步进电机动作驱动导光板转动的信号给步进电机。[0007] 上述的提高光伏发电效率的装置，铺设反光膜的导光板一面上设置为粗糙面结构。

[0008] 上述的提高光伏发电效率的装置，所述粗糙面结构为凸点、凹点、圆形或方形中的一种或多种。

[0009] 上述的提高光伏发电效率的装置，所述太阳光传感器固定于一板体并置于地面上。

[0010] 上述的提高光伏发电效率的装置，所述导光板包括固定板及与所述固定板伸缩连接的伸缩板，固定板通过转轴与底座转动连接，在固定板上设置有用于固定伸缩板伸缩位置的定位螺钉。

[0011] 上述的提高光伏发电效率的装置，所述伸缩板上设置有便于抽拉伸缩板的调节把手。

[0012] 一种光伏发电系统，包括一支架及设于支架上的太阳能电池板，其特征在于：所述太阳能电池板前方设置有如上述所述的提高光伏发电效率的装置。[0013] 上述的光伏发电系统，所述太阳光传感器设置于太阳能电池板与底座之间。[0014] 本实用新型提高光伏发电效率的装置及光伏发电系统的优点是：通过增加反光板的光伏发电系统结构布置方式，可以在提高系统有效发电量的同时，降低发电成本，具有高效的性价比。本装置介于固定式与跟踪式两者之间，安装方便，造价低廉。相对于固定式安装，在现有光伏电池板的发电效率上再提高百分之十到百分之三十的发电效率。同时，此光伏发电装置结构简单，使用方便、采用二次反射汇聚光能，光伏电池板既可利用反射光能，又可利用太阳直射光能，提高光伏电池板利用率，材料成本低廉，可大幅度降低太阳能光伏发电的成本。二次反射聚光与单一的一次反射聚光相比，光伏电池板正面直对阳光，既可利用反射光能，又可利用太阳直射光能，提高光伏电池板利用率；本装置通过太阳光传感器信号控制反光板自动跟踪的方法，摒弃了传统的通过控制太阳能电池板跟踪光照的高成本方式，特别适合推广应用。附图说明

图1为提高光伏发电效率的装置的结构示意图；[0016] 图2为光伏发电系统的结构示意图。

[0015]

具体实施方式

[0017] 下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明；[0018] 如图1所示，一种提高光伏发电效率的装置，包括底座1及一用于实时检测太阳光线2与地面法线照射角度的太阳光传感器3，太阳光传感器3固定于一板体4并放置于地面上，在底座1上通过转轴5连接有可相对于底座1转动的导光板6，导光板6包括固定板7及与所述固定板7伸缩连接的伸缩板8，固定板7通过转轴5与底座1转动连接，在固定板7上设置有用于固定伸缩板8伸缩位置的定位螺钉9，在伸缩板8上设置有便于抽拉伸缩板

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说 明 书

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8的调节把手10。在导光板6上铺设有用于反射太阳光线2及二次反射经太阳能电池板反射出的太阳光线的反光膜11，反光膜11作为现有技术，是目前传统的采用特殊的工艺将由玻璃微珠形成的反射层和PVC、PU等高分子材料相结合而形成的一种新颖的反光材料。为起到增强反射效果，达到漫反射的目的，铺设反光膜11的导光板6的一面上设置为粗糙面结构，粗糙面结构为凸点、凹点、圆形或方形中的一种或多种。所述底座1内设置有用于驱动导光板6绕转轴5转动的步进电机12，在底座1内设置有为步进电机12供电的电源，电源可以使用蓄电池13，或者直接采用太阳能供电方式，该技术为现有技术，本领域技术人员可以在合理范围内选择。还包括控制器，所述太阳光传感器3接收法向射于地面上的太阳光线2转换为电信号发送给控制器，控制器发送用于控制步进电机12动作驱动导光板6转动的信号给步进电机12。[0019] 如图2所示，一种光伏发电系统，包括一支架13及设于支架13上的太阳能电池板14，所述太阳能电池板14前方设置有提高光伏发电效率的装置。为便于操作，实现结构最简化，同时为最大化的提高反射效率，太阳光传感器3固定于一板体4并置于地面上，可做到方便移动，只要将带有板体4的太阳光传感器3放置于带有太阳能电池板14的支架13与提高光伏发电效率装置的底座1之间，太阳光传感器3即可自动采集太阳光线2的垂直照射信号，自动调节导光板6与太阳能电池板14之间的相对夹角位置，使用方便，自动化效率高。

[0020] 经试验得知，当太阳处于太阳能电池板14与导光板6之间，并且太阳能电池板14与导光板6分别与地面形成的锐角相近或相同时，太阳光线投射在太阳能电池板14上的光伏转化效率，以及太阳光线2在二者之间的反射聚集量为最大，此时太阳光线2的利用率最高。通过调节导光板6与太阳能电池板14之间的夹角，确保太阳光线2经过二次反射叠加投射到太阳能电池板14上，增强太阳能电池板14的光电效应。[0021] 当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本实用新型的保护范围。

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说 明 书 附 图

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图1

图2

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