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CN110931584A - 一种折板形光伏组件与其使用的正面玻璃以及光伏系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种折板形光伏组件及其使用的正面玻璃和光伏系统，所述折板形光伏组件包括从上至下依次设置的正面玻璃、电池本体和背表面层，所述正面玻璃和背表面层分别是主要由顺次相连的多个V形单元组成的折板结构，所述正面玻璃和背表面层的V形单元上下相对应且二者之间构成安置所述电池本体的空间。本发明的光伏组件可以在面积有限的情况下，提高光伏组件的整体受光面积，而且，当太阳光照射在本发明正面玻璃的V形单元上时，可实现太阳光在V形单元的两斜面板之间的多次反射和入射，进而增加组件对太阳光的能量吸收，提高组件的发电量。

Description

一种折板形光伏组件与其使用的正面玻璃以及光伏系统
技术领域
本发明涉及一种折板形光伏组件，还涉及该光伏组件使用的正面玻璃，另涉及由该光伏组件组成的光伏系统。
背景技术
太阳能电池是一种有效吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件。当太阳光照射在半导体P-N结上时，会形成新的空穴-电子对，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就会形成电流。
晶硅太阳能光伏组件是太阳能电池在实际应用中的主要形式，它是现今光伏市场的主流产品。晶硅太阳能光伏组件一般从上至下依次包括正面玻璃、热熔胶层、由若干太阳能电池片连成的电池串、热熔胶层及背板，其中，各太阳能电池片按照一定的排列形式平铺在同一平面上。
由于各太阳能电池片位于同一平面上而使得现有的光伏组件存在以下缺陷：
⑴在光伏组件的排布面积较为有限的情况下，每个光伏组件所能容纳的太阳能电池片的数量亦十分有限。
⑵光伏组件的结构比较简单，光的反射导致能量损失过大，造成光伏组件的发电量受到一定程度的制约。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种结构简单、制造成本低、能够提高组件发电量的折板形光伏组件。
本发明的第二个目的在于提供一种上述折板形光伏组件使用的正面玻璃。
本发明的第三个目的在于提供一种由上述折板形光伏组件组成的光伏系统。
本发明的第一个目的通过以下的技术措施来实现：一种折板形光伏组件，它包括从上至下依次设置的正面玻璃、电池本体和背表面层，其特征在于：所述正面玻璃和背表面层分别是主要由顺次相连的多个V形单元组成的折板结构，所述正面玻璃和背表面层的V形单元上下相对应且二者之间构成安置所述电池本体的空间。
本发明的光伏组件可以在面积有限的情况下，提高光伏组件的整体受光面积，而且，当太阳光照射在本发明正面玻璃的V形单元上时，可实现太阳光在V形单元的两斜面板之间的多次反射和入射，进而增加组件对太阳光的能量吸收，提高组件的发电量。
作为本发明的优选实施方式，所述V形单元的两斜面板的相接部分是尖端或者是圆弧过渡。其中，V形单元的两斜面板的相接部分是圆弧过渡，有利于降低交界处玻璃的内部应力，提高组件稳定性。
作为本发明的一种实施方式，所述光伏组件是晶硅电池组件，所述电池本体是由若干太阳能电池片连成的电池串，所述背表面层是背板，所述正面玻璃和背板相对应的V形单元的斜面板内部是安置太阳能电池片的空间，所述太阳能电池片面向与之对应的斜面板。本发明的太阳能电池片斜向放置并和与之对应的斜面板同倾斜角度，如此，在光伏组件的排布面积有限的情况下，可以提高光伏组件所能容纳的太阳能电池片的数量。
作为本发明的一种实施方式，所述光伏组件是单面电池组件，即所述太阳能电池片为单面电池。所述正面玻璃的周边边缘采用不透明白色处理，所述折板形光伏组件的外框表面为白色。可以增加对应侧斜面板内电池对反射光的吸收。
作为本发明的另一种实施方式，所述光伏组件是双面电池组件，即所述太阳能电池片为双面电池，且所述背板为玻璃板。光会通过正面玻璃入射到相邻斜面板内电池片的背面，以及电池片背面的多次反射和入射，增加背面对太阳光的吸收。所述正面玻璃和背玻璃板的周边边缘采用不透明白色处理，所述折板形光伏组件的外框表面为白色，可以增加对应侧斜面板内电池片对反射光的吸收。
作为本发明的另一种实施方式，所述光伏组件是薄膜电池组件，所述电池本体是光电转换薄膜层，所述背表面层是背板或背电极层。
作为本发明的一种优选实施方式，所述正面玻璃和背表面层均分别为一体成型。
优选的，所述V形单元的两个斜面板之间的夹角是45°～135°。
作为本发明的一种改进，所述光伏组件朝上弯曲或者朝下弯曲而使所述正面玻璃和背表面层成为上凸或者下凹的弯曲面。随着太阳运动，本发明在各角度位置均有其朝向为最优照射方向的电池片，可以增加太阳光能量吸收。
作为本发明的另一种改进，所述光伏组件为底面是水平面且壁面是球缺曲面的盆形体，其中，位于水平面的太阳能电池片为多个且依次相连合围成环形，而位于球缺曲面的太阳能电池片为多组并呈发散状，每组太阳能电池片串联或并联且与位于水平面的其中一个太阳能电池片对应连接，且每组中处于外边缘上的太阳能电池片依次相连成环形。本实施方式为仿生向日葵，具有最大的受光面积。位于水平面的太阳能电池片可合围成圆形或者矩形等其它具体形状。
本发明的第二个目的通过以下的技术措施来实现：一种上述折板形光伏组件使用的正面玻璃，其特征在于：它是主要由顺次相连的多个V形单元组成的折板结构，所述V形单元的每个斜面板与面向该斜面板的太阳能电池片相对应。
本发明的第三个目的通过以下的技术措施来实现：一种由上述折板形光伏组件组成的光伏系统，其特征在于：它包括多个所述折板形光伏组件和支架，各折板形光伏组件安装在支架上。
本发明所述支架是主要由竖向设置的主支架和连接在主支架上的多个副支架组成的树形支架，在所述主支架和副支架上分别安装有所述折板形光伏组件。
与现有技术相比，本发明具有以下显著的优点：
⑴本发明的太阳能电池片斜向放置并和与之对应的斜面板同倾斜角度，如此，在光伏组件的排布面积有限的情况下，可以提高光伏组件所能容纳的太阳能电池片的数量，增大组件的受光面积，提高组件的发电量。
⑵当太阳光照射在本发明正面玻璃的V形单元上时，可实现太阳光在V形两斜面板之间的多次反射和入射，增加太阳光的多次吸收，进而增加组件对太阳光的能量吸收，提高组件的发电量。
⑶本发明光伏组件可以是弯曲板体，随着太阳运动，在本发明的各角度位置均有其朝向为最优照射方向的电池片，可以增加太阳光能量吸收。
⑷本发明整体可以是仿生向日葵，具有最大的受光面积，可最大程度地提高组件的发电量。
⑸本发明的V形单元的两斜面板的相接部分是圆弧过渡，有利于降低交界处玻璃的内部应力，提高光伏组件的稳定性。
⑹本发明在实际应用中，太阳能电池片还可以是将常规电池片切成的小电池片，小电池片面积小，有利于光伏组件的制作和提升组件的发电量。
⑺在与现有光伏电站相同占地面积和土地成本的情况下，本发明每个光伏组件所能容纳的电池片数量多，发电量更高，经济效益明显。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明实施例1的横截面示意图；
图2是本发明实施例1的正面玻璃的横截面示意图；
图3是本发明实施例2的横截面示意图；
图4是本发明实施例3的俯视示意图；
图5是本发明实施例3安装在支架上的侧视示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1和2所示，是本发明一种折板形光伏组件，它包括从上至下依次设置的正面玻璃2、电池本体和背表面层，正面玻璃2和背表面层分别是主要由顺次相连的多个V形单元组成的折板结构，正面玻璃2和背表面层的V形单元上下相对应且二者之间构成安置电池本体的空间。
在本实施例中，光伏组件为晶硅电池组件，具体而言是双面电池组件，整体形状为矩形且为平板体，它包括从上至下依次设置的正面玻璃2、热熔胶层(图中省略)、由若干太阳能电池片3连成的电池串、热熔胶层(图中省略)和背板4。太阳能电池片3为双面电池，背板4为玻璃板，正面玻璃2和背板4分别是在横向上(沿短边，在其它实施例中也可以是在纵向上，即沿长边)主要由顺次相连的多个V形单元5组成的折板结构，在本实施例中，V形单元的两斜面板的相接部分是尖端(在其它实施例中，V形单元的两斜面板的相接部分可以是圆弧过渡)，正面玻璃2和背板4的V形单元5上下相对应且构成V形单元5的斜面板6、7内是安置太阳能电池片3的空间，V形单元5的每个斜面板6、7对应于一排(在其它实施例中，可对应于两排以上的电池片)太阳能电池片3，太阳能电池片3面向与之对应的斜面板6、7。光会通过正面玻璃入射到相邻斜面板内电池片的背面，以及电池片背面的多次反射和入射，增加背面对太阳光的吸收。在本实施例中，全部的V形单元的两个斜面板之间的夹角均是45°，且正面玻璃1和背板4均分别为一体成型。
在本实施例中，正面玻璃2和背玻璃板的周边边缘采用不透明白色处理，组件的外框表面为白色，可以增加对应侧斜面板内电池片对反射光的吸收。在其它实施例中，当光伏组件是单面电池组件时，仅在正面玻璃的周边边缘采用不透明白色处理，同时外框表面为白色。
一种上述折板形光伏组件使用的正面玻璃2，它是主要由顺次相连的多个V形单元5组成的折板结构，V形单元5的每个斜面板6与一排面向该斜面板6的太阳能电池片3相对应。
一种由上述的折板形光伏组件组成的光伏系统，它包括电控装置(包括储电装置和电路控制系统等)、多个折板形光伏组件和支架，在本实施例中，支架为树形支架，它主要由竖向设置的主支架和连接在主支架上的多个副支架组成，在主支架和副支架上分别安装有折板形光伏组件，各光伏组件通过连线连接再与电控装置相连，在光伏系统上还可以安装太阳追踪装置，根据太阳的运动，控制光伏组件转动，保持光伏组件随时正对太阳，以便依靠本发明折板形光伏组件的结构设计和太阳追踪技术实现光伏电池输出功率最大化。
参见图1，本发明的光学原理是：太阳光A照射到V形单元的斜面板上，一部分折射到光伏组件内，另一部分反射到相邻斜面板上，并再次发生反射，即形成V形单元空间内的多次反射和入射，增加了电池对太阳光的多次吸收，提高组件的发电量。对于双面组件，光会通过正面玻璃入射到相邻斜面板内电池片的背面，以及光在电池片背面所处的V形空间的多次反射和入射，增加背面对太阳光的吸收。
实施例2
如图3所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例的光伏组件在横向上(在其它实施例中，也可以在纵向上)朝向下弯曲(在其它实施例中，也可以朝向上弯曲)而使正面玻璃2和背板4成为下凹(在其它实施例中，也可以是上凸)的弯曲板体。该实施例的光伏组件的优点在于：随着太阳运动，在该光伏组件的各角度位置均有其朝向为最优照射方向的太阳能电池片，可以增加太阳光能量吸收。
在此实施例中，光伏组件弯曲，全部V形单元的两个斜面板的夹角可以相同，也可以部分相同，部分不相同，可根据实际情况确定。
实施例3
如图4、5所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例的光伏组件为底面是水平面9且壁面是球缺曲面10的盆形体，其中，位于水平面的太阳能电池片3a为多个且依次相连合围成环形，而位于球缺曲面的太阳能电池片3b为多组并呈发散状(图4中仅画出两组太阳能电池片)，每组太阳能电池片3b串联(在其它实施例中，也可以是并联)且与位于水平面的其中一个太阳能电池片3a对应连接，且每组中处于外边缘上的太阳能电池片3c依次相连成环形。
在本实施例中，正面玻璃2和背板4均为盆形，它们的V形单元是在圆周上(在其它实施例中，也可以是在径向上)顺次相连，且正面玻璃2和背板4的外轮廓线为多边形，每一条边(即每个斜面板)对应沿径向排列的一排太阳能电池3b。
参见图5，本实施例的光伏组件安装在支架8上，构成光伏系统。
本发明可以根据光伏组件整体形状的不同，在满足光伏组件正常工作的前提下调整太阳能电池片的排布形式，此排布形式为本领域技术人员的公知常识。
在其它实施例中，光伏组件还可以是单面电池组件，即太阳能电池片为单面电池。
在其它实施例中，光伏组件还可以是薄膜电池组件，电池本体是光电转换薄膜层，背表面层是背板或背电极层。当薄膜电池组件是双面电池组件时，背板为玻璃板。无论是单面电池组件还是双面电池组件，光电转换薄膜层具体沉积在正面玻璃的下表面上和背板的上表面上。
在其它实施例中，V形单元的两个斜面板之间的夹角是45°～135°。
本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明的V形单元的两斜面板相接部分还可以是其它形状；因此本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (14)

1.一种折板形光伏组件，它包括从上至下依次设置的正面玻璃、电池本体和背表面层，其特征在于：所述正面玻璃和背表面层分别是主要由顺次相连的多个V形单元组成的折板结构，所述正面玻璃和背表面层的V形单元上下相对应且二者之间构成安置所述电池本体的空间。
2.根据权利要求1所述的折板形光伏组件，其特征在于：所述V形单元的两斜面板的相接部分是尖端或者是圆弧过渡。
3.根据权利要求2所述的折板形光伏组件，其特征在于：所述光伏组件是晶硅电池组件，所述电池本体是由若干太阳能电池片连成的电池串，所述背表面层是背板，所述正面玻璃和背板相对应的V形单元的斜面板内部是安置太阳能电池片的空间，所述太阳能电池片面向与之对应的斜面板。
4.根据权利要求3所述的折板形光伏组件，其特征在于：所述光伏组件是单面电池组件，即所述太阳能电池片为单面电池。
5.根据权利要求3所述的折板形光伏组件，其特征在于：所述光伏组件是双面电池组件，即所述太阳能电池片为双面电池，且所述背板为玻璃板。
6.根据权利要求3所述的折板形光伏组件，其特征在于：所述光伏组件是单面电池组件，所述正面玻璃的周边边缘采用不透明白色处理，所述折板形光伏组件的外框表面为白色，或者所述光伏组件是双面电池组件，所述正面玻璃和背玻璃板的周边边缘采用不透明白色处理，所述折板形光伏组件的外框表面为白色。
7.根据权利要求2所述的折板形光伏组件，其特征在于：所述光伏组件是薄膜电池组件，所述电池本体是光电转换薄膜层，所述背表面层是背板或背电极层。
8.根据权利要求1～7任一项所述的折板形光伏组件，其特征在于：所述正面玻璃和背表面层均分别为一体成型。
9.根据权利要求8所述的折板形光伏组件，其特征在于：所述V形单元的两个斜面板之间的夹角是45°～135°。
10.根据权利要求9所述的折板形光伏组件，其特征在于：所述光伏组件朝上弯曲或者朝下弯曲而使所述正面玻璃和背表面层成为上凸或者下凹的弯曲面。
11.根据权利要求9所述的折板形光伏组件，其特征在于：所述光伏组件为底面是水平面且壁面是球缺曲面的盆形体，其中，位于水平面的太阳能电池片为多个且依次相连合围成环形，而位于球缺曲面的太阳能电池片为多组并呈发散状，每组太阳能电池片串联或并联且与位于水平面的其中一个太阳能电池片对应连接，且每组中处于外边缘上的太阳能电池片依次相连成环形。
12.一种权利要求1～11任一项所述的折板形光伏组件使用的正面玻璃，其特征在于：它是主要由顺次相连的多个V形单元组成的折板结构，所述V形单元的每个斜面板与面向该斜面板的太阳能电池片相对应。
13.一种由权利要求1～11任一项所述的折板形光伏组件组成的光伏系统，其特征在于：它包括多个所述折板形光伏组件和支架，各折板形光伏组件安装在支架上。
14.根据权利要求13所述的光伏系统，其特征在于：所述支架是主要由竖向设置的主支架和连接在主支架上的多个副支架组成的树形支架，在所述主支架和副支架上分别安装有所述折板形光伏组件。
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