阅读说明：本技术 光伏电站发电装置 (Photovoltaic power station power generation device ) 是由 刘荣刚 丁卫强 于 2020-05-06 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种光伏电站发电装置,设有聚光组件支架、光伏组件支架,聚光组件支架上设有聚光组件,光伏组件支架上设有光伏组件,聚光组件包括基材层、反射层、封装层、保护层,基材层一侧为光滑表面,基材层另一侧带有花纹,基材层的花纹侧镀反射层,反射层外侧设有封装层,封装层外侧设有保护层。其解决了现有晶体硅光伏组件功率衰减严重、成本高、资源浪费的技术问题。本发明可广泛应用于光伏发电领域。(The invention provides a photovoltaic power station power generation device which is provided with a light condensation component support and a photovoltaic component support, wherein a light condensation component is arranged on the light condensation component support, a photovoltaic component is arranged on the photovoltaic component support, one side of the substrate layer is a smooth surface, the other side of the substrate layer is provided with patterns, the pattern side of the substrate layer is plated with a reflection layer, the outer side of the reflection layer is provided with a packaging layer, and the outer side of the packaging layer is provided with a protection layer. The technical problems of serious power attenuation, high cost and resource waste of the existing crystalline silicon photovoltaic module are solved. The photovoltaic power generation system can be widely applied to the field of photovoltaic power generation.)

光伏电站发电装置

技术领域

本发明属于新能源技术领域，涉及一种发电装置，特别是涉及一种优化光伏电站发电的装置。

背景技术

太阳能是人类取之不尽、用之不竭的可再生资源，不会产生任何的环境污染，在太阳能的有效利用中，光伏技术已逐步进入人们的日常生活，其中，广泛应用的晶体硅太阳能电池就是利用晶体硅光伏组件吸收光能、发生光电转换从而产生电能。

晶体硅光伏组件中包含若干晶体硅电池片，硅片中的硼氧含量会直接影响光伏组件的初始光致衰减程度，而光伏组件中的EVA变黄和背板的质量问题将导致光伏组件的功率在后期产生线性衰减。对于晶体硅光伏组件，一般第一年最大衰减值为3％，此后每年以0.7％线性衰减，20年组件功率衰减可达20％。组件功率的衰减直接影响到电站的年发电量，并且也会做造成土地、支架、逆变器等配套资源的浪费。光伏组件的功率衰减问题已严重限制了光伏电站的发展，成为影响光伏电站收益的重要因素。

发明内容

本发明针对现有晶体硅光伏组件功率衰减严重、成本高、资源浪费的技术问题，提供一种通过增大照射在光伏组件上的光流密度来提高电站发电量的光伏电站发电装置。

为此，本发明的技术方案是，一种光伏电站发电装置，设有聚光组件支架、光伏组件支架，聚光组件支架上设有聚光组件，光伏组件支架上设有光伏组件，聚光组件包括基材层、反射层、封装层、保护层，基材层一侧为光滑表面，基材层另一侧带有花纹，基材层的花纹侧镀反射层，反射层外侧设有封装层，封装层外侧设有保护层；

聚光组件和光伏组件间距为S，聚光组件和光伏组件夹角为γ，光伏组件的长度为L，聚光组件的长度为l,其中：90°≤γ≤150°,0<S<2L，0<l<2L。

优选的，基材层为在可见光波段透射率达到90％～98％的介质材料。

优选的，基材层选用超白玻璃。

优选的，基材层上花纹形状可以用一维函数式来表达，描写花纹形状的一维函数f(x)满足如下变换关系：

其中0＜x≤l；n为整数,l表示聚光组件沿着安装倾斜方向的长度。

优选的，基材层上花纹形状可以用一维函数式来表达，具体表达式为：

其中l表示聚光组件的长度，k,m为正整数，α_k,β_k是确定花纹形状的角度参数。

优选的，基材层上花纹形状可以用二维函数式来表达，描写花纹形状的二维函数f(x,y)满足如下变换关系：

其中，函数f(x,y)定义在矩形区域R(0＜x≤l,0＜y≤w)。l,w分别表示聚光组件的长度和宽度，m,n为整数。

优选的，基材层上花纹形状可以用二维函数式来表达，具体表达式为：

f(x,y)＝A|sin(k_xx)sin(k_yy)| (5)

其中A为花纹的凸起高度，k_x,k_y分别是沿着聚光组件长边方向和短边方向的波矢，函数f(x,y)定义在矩形区域R(0＜x≤l,0＜y≤w)，l,w分别表示聚光组件的长度和宽度。

优选的，光伏组件与光伏组件支架之间、聚光组件与聚光组件支架之间均为可拆卸式固定连接，光伏组件和聚光组件均与水平面保持固定的夹角，光伏组件和聚光组件相对布置。

优选的，基材层上花纹可以用一维函数或二维函数描写，其花纹任意一个凸起单元在各方向的凸起尺度λ_k的取值范围为1nm≤λ_k≤10mm，其中k为正整数。

本发明具有以下有益效果：

(1)0<S<2L，可以较好的满足光伏电站的清洁需求；90°≤γ≤150°,0<l<2L，有利于增加照射在光伏组件上的光流密度；

(2)基材层采用一维函数表达的形状，结构简单，加工方便，降低了装置的成本，对于不同地区的情况，采用上述一维函数表达式形成的花纹应用在基材层上，可以将光伏电站的发电量提升6％～8％；

(3)基材层采用二维函数形状表达的花纹，可以更多方位的反射太阳光，增大照射在光伏组件上的光流密度，进而提高光伏组件的发电量，对于不同地区，采用上述二维函数表达式形成的花纹应用在基材层上，可以实现光伏电站发电量提升8％～10％；

(4)高透光性的基材层可以有效的保护反射层，反射层可以增大照射在光伏组件上的光流密度，封装层用于防护反射层受损，保护层可以起到保护反射层和封装层的作用；

(5)本发明利用低倍聚光组件将光伏电站的发电量提升6％～10％，在单位时间内提升了光伏电站的发电量，增加收益，满足现阶段太阳能发电的需求，具有可观的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是本发明实施例中聚光组件的剖视图；

图3是本发明实施例超白玻璃表面一维函数表达式得出的花纹形状示意图；

图4是本发明实施例超白玻璃表面二维函数表达式得出的花纹形状的立体示意图。

图中符号说明：

1.聚光组件；11.超白玻璃；12.反射层；13.封装层；14.保护层；2.光伏组件；3.聚光组件支架；4.光伏组件支架。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

如图1-2所示，一种光伏电站发电装置，设有聚光组件支架、光伏组件支架，聚光组件支架上设有聚光组件，光伏组件支架上设有光伏组件，聚光组件包括基材层、反射层、封装层、保护层，基材层选用在可见光波段透射率达到90％～98％的介质材料，本实施例中选用超白玻璃，超白玻璃一侧为光滑表面，超白玻璃另一侧带有花纹，超白玻璃的花纹侧镀反射层，反射层外侧镀封装层，封装层外侧涂保护层。其中反射层为采用真空镀膜工艺镀制的金属掺杂层；封装层为为采用真空镀膜工艺镀制的介质层；保护层为采用淋漆工艺制作的涂层。高透光性的基材层可以有效的保护反射层；反射层可以增大照射在光伏组件上的光流密度；封装层用于防护反射层受损；保护层可以起到保护反射层和封装层的作用。

安装时，聚光组件和光伏组件最近的端面间距为S，聚光组件和光伏组件分别安装在聚光组件支架和光伏组件支架上，组件和支架之间可以通过压块连接，光伏组件和聚光组件均与水平面保持固定夹角，其中光伏组件支架与水平面的夹角，根据不同地区设置不同的夹角，以提高光照密度；光伏组件和所述聚光组件相对布置，聚光组件和光伏组件夹角为γ，光伏组件的长度为L，其中：0<S<2L，可以较好的满足光伏电站的清洁需求；90°≤γ≤150°,0<l<2L，可以有效的增加照射在光伏组件上的光流密度。

通过在超白玻璃背面加工特定的花纹形状来改善入射太阳光的余弦损失，进而增大照射在光伏组件上的光流密度，在单位时间内提升光伏电站的发电量。

超白玻璃上的花纹形状可以用一维函数或二维函数来表达。

描写花纹形状的一维函数f(x)满足如下变换关系：

其中0＜x≤l；n为整数,l表示聚光组件沿着安装倾斜方向的长度。

一维函数表达式可以为：

其中，l表示聚光组件的长度，k,m为正整数，α_k,β_k是确定花纹形状的角度参数。

超白玻璃背面花纹采用一维函数式花纹形状，具体参数值可以取：l＝1640mm,m＝1640,可得：

其中k为正整数，x的取值区间要求k遍历1至1640，即可得出如图3所示花纹形状，经实验，采用背面为图3花纹形状的超白玻璃作为基材层用于光伏发电，可以将光伏电站的发电量提升6％～8％。

如图3所示，函数f(x)的任意一个凸起单元的尺度为λ_k，1nm≤λ_k≤10mm，α_k,β_k是确定花纹形状的角度参数。图示花纹中，每个凹凸单元出现理论上的尖角，因加工原因产生的曲线过渡，对提升发电效果影响可以忽略，仍可由方程(1)描写，应在本专利的保护范围之内。

超白玻璃背面采用一维函数式的花纹形状，花纹形状仅依赖于变量x，结构简单，加工方便，降低了装置的成本。

实施例2

与实施例1不同的是，超白玻璃背面采用二维函数式的花纹形状，

描写花纹形状的二维函数f(x,y)满足如下变换关系：

其中，函数f(x,y)定义在矩形区域R(0＜x≤l,0＜y≤w)。l,w分别表示聚光组件的长度和宽度，m,n为整数。

二维函数式花纹形状的表达式可以为：

f(x,y)＝A|sin(k_xx)sin(k_yy)| (5)

其中A为花纹的凸起高度，k_x,k_y分别是沿着聚光组件长边方向和短边方向的波矢。函数f(x,y)定义在矩形区域R(0＜x≤l,0＜y≤w)，l,w分别表示聚光组件的长度和宽度。

二维函数式中，取聚光组件长度l＝1640mm，宽度w＝1000mm，k_x＝2π,k_y＝2π,A＝0.5mm。可得：

由公式(6)计算得，二维聚光组件表面凸起单元总数为3280×2000个，此处画出10×10个凸起单元示意，即为图4所示。经实验，采用背面为图4花纹形状的超白玻璃作为基材层用于光伏发电，可以将光伏电站的发电量提升8％～10％。

如图4所示花纹中，函数f(x,y)描写的任意一个凸起单元的在三个方向的尺度为λ_k＝0.5mm，其中k为正整数,表示任意一个凸起单元。

超白玻璃背面花纹采用二维函数式的花纹形状，可以更多方位的反射太阳光，增大照射在光伏组件上的光流密度，进而提高光伏组件的发电量。

本发明通过在聚光组件的超白玻璃背面上压制一维函数式或二维函数式的花纹，改善了入射太阳光的余弦损失，进而增大照射在光伏组件上的光流密度，在单位时间内提升了光伏电站的发电量，增加收益，满足现阶段太阳能发电的需求，具有可观的经济效益和社会效益。

惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。