具有超级电容器-电池混合存储系统的太阳能电池板组件的制作方法

本公开中描述的实施例总体上涉及一种组件，该组件包括太阳能管和以重复方式布置以形成太阳能砖的其他部件。更具体地，组装太阳能电池的3维布置以形成太阳能电池板，该太阳能电池板允许太阳辐射的多次直接反射和多次间接反射，以实现由于可见光谱的太阳光线的诱导光学涡旋引起的多次反射，该多次反射使反射损失最小化。

背景技术：

1、负载中心很大程度上取决于通过复杂的输电和配电系统从公共设施传递的能量，因为可用于光伏(pv)发电的表面不允许它们满足其能量需求。来自公共设施的能量传递要求使用变压器、传输线路、沟槽、电缆等，这极大地增加了碳覆盖区、发电/输电/配电损耗、偷盗以及故障/事故/电气危险的易发性。

2、布置在x-y平面中的单晶、多晶、perc、双面或hjt太阳能电池的常规太阳能电池板可以具有33.7％的最大理论效率，带隙为1.34ev。实际上，效率在18％-25％之间，并且可以产生大约180w/m2-250w/m2的功率。因此，目前的负载中心需要大面积用于pv发电以满足其功率需求。负载中心处的足够pv发电区域的不可用使得其依赖于来自其他公用事业的电力。

3、入射太阳辐射在海平面处包括300nm至2700nm之间的波长。对于c-si太阳能电池，波长在300nm至900nm之间的光子能量与太阳能电池基板的价带中的电子碰撞，并帮助电子跳跃带隙并移动到导带。对于每种类型的太阳能基板，跳变带隙所需的能量是固定的。光子的未消耗能量被转换成热量。热量进一步降低了太阳能电池的效率。波长在900至2700nm之间的光子能量不具有将电子从价带跳到导带的能力，因此未被使用。传统的太阳能电池板没有改变入射波长的机制，并且没有减轻由于带隙引起的损耗的能力。

4、在跳变带隙之后，导带中的自由电子需要由太阳能电池中的交错汇流条收集。汇流条中收集的电子经受太阳能电池和电池之间的长电缆的dc电阻。太阳能电池和电池之间的这种长电缆的dc阻抗降低了交错汇流条的收集效率，并且另外导致具有传输损耗的电压降。

5、由于传统太阳能组件中的反射率引起的最小损耗要求入射的太阳辐射与太阳能表面在特定角度内。因此，常规pv系统采用复杂且重的框架和结构来将太阳能电池相对于太阳保持在适当的角度。这种自动布置的故障导致电力损失或有时导致发电中断。

6、由于太阳能电池板结构突出，很容易遭受雷击，造成昂贵资产的损坏。

7、由于太阳能电池板框架与其他配件排列成线性阵列，使得该系统的维护工作极其微妙、困难和昂贵。

8、闪亮的太阳能表面很容易受到表面损伤，如鸟类的啄食和磨蚀性灰尘颗粒的划痕。

9、因此，需要高效的光伏发电组件和高效的机制。

10、发明目的

11、本发明的主要目的是提供一种太阳能组件，该太阳能组件能够实现需要达到600w/m2以上的pv发电机构，从而极大地减少负载中心对公用电力的依赖。

12、本发明的另一个目的是提供一种具有内置存储机构的pv发电组件。

13、本发明的另一个目的是提供一种独立于太阳倾斜的pv发电组件。

14、本发明的这些和其他目的和特征将从下面给出的详细描述中进行的进一步公开中变得显而易见。

技术实现思路

1、提供本技术实现要素：是为了以简化形式介绍以下在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用作确定所要求保护的主题的范围的辅助。

2、本发明提供了一种组件，其包括以重复方式布置以形成太阳能砖的太阳能管和其他部件。进一步地，所述太阳能砖组装形成太阳能板。太阳能电池板、太阳能砖和太阳能管的设计连同它们的功能相互依赖一起详细说明。

3、在一些示例实施例中，组件包括以互连方式布置的多个太阳能砖。多个太阳能块中的每个太阳能块沿着组件的周边衬有超级电容器或超级电容器-电池混合存储系统。

4、在一些示例实施例中，多个太阳能块中的每个太阳能块包括六边形管状框架的网格以固定太阳能电池。管状框架包括太阳能电池的三维布置以捕获太阳辐射，连续砖的交错存储系统以串联-并联组合连接以实现用于外部存储的最佳充电电压。

5、在一些示例性实施方案中，每个管状框架六边形布置包括保护玻璃、下转换组件、菲涅耳透镜、高度调节系统、太阳能电池组件、上转换组件和反射镜，上转换组件包括用于近红外(nir)、短波红外(swir)、梯形(mir)光到可见光转换的多层部件。

6、在一些实例实施例中，高度调整组合件以可调整高度定位在太阳能管框架上方。高度调节组件使pv组件独立于睡眠角度倾斜。

7、在一些示例性实施方案中，保护玻璃是允许全太阳光谱辐射进入太阳能管的透明保护盖或保护玻璃。

8、在一些示例性实施方案中，保护玻璃被配置为提供期望的进入保护(ip)等级和保护免受冲击和表面像差。

9、在一些示例实施例中，下转换组件可以包括配置成保持多个下转换系统的下转换框架。

10、在一些示例性实施例中，径向菲涅耳透镜(306)或线性折射器组件将入射光线分布到垂直或有角度的太阳能电池表面。

11、在一些示例实施例中，组件包括多个汇流条或导线，其被配置为将自由pv电荷传输到超级电容器或超级电容器-电池混合系统。

12、在一些示例实施例中，组件包括上转换框架以保持多个上转换组件。

13、在一些示例实施例中，用于可见光的选择性镜组件将上转换的光转向回到安装在管状布置中的太阳能电池。

14、在一些示例实施例中，反射镜组件是定位在几何管框架的底部处的凸形/平-凸形/棱镜反射镜。

15、在一些示例实施例中，多个太阳能砖安装在din纵梁系统上方的屋顶上。

16、在一些示例实施例中，来自太阳能砖的热量由热电发电机提取。

17、在一些示例实施例中，光伏能量与热电能量组合以最大化效率。

18、这些与本发明的其它目的以及表征本发明的新颖性的各种特征一起在本公开中特别指出。为了更好地理解本发明、其操作优点和通过其使用获得的具体目的，应当参考附图和描述内容，其中示出了本发明的优选实施例。

技术特征：

1.一种允许太阳辐射多次直接反射和多次间接反射的光伏(pv)发电组件(100)，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的pv组件(100)，其中，所述保护玻璃(302)是透明的保护罩或保护玻璃，允许全太阳光谱辐射进入太阳能管。

3.根据权利要求1所述的pv组件(100)，其中，所述保护玻璃(302)被配置为提供期望的进入保护(ip)等级和保护免受冲击和表面像差。

4.根据权利要求1所述的pv组件(100)，其中，所述下转换组件(304)包括配置成保持多个下转换系统的下转换框架。

5.根据权利要求1所述的pv组件(100)，其中，径向菲涅耳透镜(306)或线性折射器组件将入射光线分布到垂直或有角度的太阳能电池表面。

6.根据权利要求1所述的pv组件(100)，其中，所述组件(100)包括多个汇流条或导线，所述多个汇流条或导线被配置为将自由pv电荷传输到超级电容器或超级电容器-电池混合系统。

7.根据权利要求1所述的pv组件(100)，其中，所述组件(100)包括上转换框架以保持多个上转换组件(312)。

8.根据权利要求1所述的pv组件(100)，其中，选择性镜组件(314)将上转换光转向回到安装成管状布置的太阳能电池。

9.根据权利要求1所述的pv组件(100)，其中，反射镜组件(314)是位于几何管框架底部的凸/平-凸/棱镜反射镜。

10.根据权利要求1所述的pv组件(100)，其中，热电发电机组件(316)被配置为通过将光伏能量与热电能量组合来从太阳能砖提取热量以最大化转换效率。

11.根据权利要求1所述的pv组件(100)，其中，多个太阳能砖(102)安装在din纵梁系统上方的屋顶上。

技术总结本发明包括以重复方式布置以形成太阳能砖的太阳能管和其他部件。更具体地，太阳能砖(102)被组装以形成太阳能电池板，该太阳能电池板允许太阳辐射的多次直接和间接反射，以实现由于可见光谱的太阳光线的诱导光学涡旋而引起的多次反射，这最小化了反射损失。组件(100)包括太阳能管中太阳能电池的第三维度布置，其允许捕获太阳辐射并利用相对于水平面更高的太阳能电池面积。该组件包括Peltier电池，适于在低温差下操作以利用和使用转换为热量的太阳能。此外，太阳能热和全光谱光伏发电被组合以获得最大效率。技术研发人员：桑吉布·班杰耶受保护的技术使用者：桑吉布·班杰耶技术研发日：技术公布日：2024/10/17