一种屋顶光伏增量发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及光伏发电的技术领域，尤其涉及一种屋顶光伏增量发电系统。


背景技术：

2.光伏发电作为一种可再生、无污染的能源，近些年来获得了大力发展，我国政府出于资源与环境的压力也在积极地发展光伏发电。但在光伏发电大力发展的同时，一些与之相关的负面因素也不断浮出水面，致使企业投资光伏电站的动力减弱，主要问题体现在如下两方面：
3.一是单位面积发电出力过低、发电效益不高。光伏板受制于转换效率，如单晶板目前实验室极限效率仅28％左右，这使得光伏电站为达到足够出力水平，光伏板的占地面积必须足够大，一座10mw光伏电站，占地面积惊人，对于目前用地紧缺、地价昂贵的现状，光伏发电土地方面的投资就已十分巨大；另外，太阳能电池板的生产具有高污染、高能耗的特点，在现有的条件下，据统计生产一块1m
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1.5m的太阳能板必须燃烧超过40公斤煤，这些生产过程中的碳排放需要此块光伏电池板运行半年到一年的时间周期才能平衡，再考虑逆变器、电网的建设制造产生的高额碳排放，可以说目前的光伏发电，几乎2～3年的发电量仅仅是抵消自身建设过程中的碳排放，没有产生任何节能减排效益，导致环保效益与经济效益都打了折扣。如何在现有条件下，提升光伏电站的发电出力，将是改善光伏发电经济效益与社会效益的关键。
4.二是环境因素影响大、耐受环境能力差。这主要体现在两个方面，首先是耐热能力差，光伏组件对温度十分敏感，一般光伏组件的峰值功率温度系数在
‑
0.38～
‑
0.44％/℃之间。即温度升高，光伏组件的输出功率会降低，夏季午后高温正式电网负荷高峰，然而由于此时光伏板在阳光暴晒下温度达60度以上，出力将减少10～15％，造成很可观的发电效益损失。另一方面是耐空气污染能力差，地表接受的太阳辐射要受到大气条件的影响而衰减，主要原因是由空气分子、水蒸气和尘埃引起的大气散射和由臭氧、水蒸气和二氧化碳引起的大气吸收。太阳辐射一部分太阳辐射穿过大气层直接到达地球表面，为直接辐射；另一部分太阳辐射经大气分子和粒子散射以后，也最终抵达地面，为散接辐射；还有一部分被地表反射，为反射辐射。雾霾天气时，大气中的悬浮颗粒物(pm2.5)浓度高，直接辐射降低而散射辐射增加，导致光伏组件表面接收到的太阳光辐照强度降低。然而在污染天气，我们更希望新能源发电能增大出力，以降低燃煤发电对环境的进一步损害，因此也急需改善光伏发电的环境耐受能力。
5.本实用新型巧妙利用水雾阳光反射，增加光伏板光照强度，能有效弥补阳光直射能量降低导致的发电出力降低，减小雾霾等环境因素对光伏发电的影响，同时降低温升，进一步提升了夏季用电高峰时期的发电出力，大幅提升光伏发电的效益与效率。


技术实现要素：

6.本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳
实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。
7.鉴于上述现有屋顶光伏增量发电系统存在的问题，提出了本实用新型。
8.因此，本实用新型目的是提供一种屋顶光伏增量发电系统，其增加光伏板光照强度，能有效弥补阳光直射能量降低导致的发电出力降低，减小雾霾等环境因素对光伏发电的影响，同时降低温升，进一步提升了夏季用电高峰时期的发电出力，大幅提升光伏发电的效益与效率。
9.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种屋顶光伏增量发电系统，该系统包括光伏板、收集组件和增强组件，其中，光伏板；收集组件，与所述光伏板连接，包括设置于所述光伏板上的雨水集水槽、与所述集水槽连接的集水箱；以及，增强组件，设置于所述集水箱上，包括设置于所述集水箱上的圆弧反光板、设置于所述圆弧反光板上的供电光伏电池、与所述集水箱连接的侧面喷雾风机和后方喷雾风机、与所述供电光伏电池连接的温度开关。
10.作为本实用新型所述屋顶光伏增量发电系统的一种优选方案，其中：所述光伏板采用光伏发电，呈一定倾角设置。
11.作为本实用新型所述屋顶光伏增量发电系统的一种优选方案，其中：所述雨水集水槽设置于所述光伏板靠近地面的一边上，与底边固定连接。
12.作为本实用新型所述屋顶光伏增量发电系统的一种优选方案，其中：所述雨水集水槽上还开设有导管，所述导管连通所述雨水集水槽和集水箱。
13.作为本实用新型所述屋顶光伏增量发电系统的一种优选方案，其中：所述圆弧反光板表面采用磨砂处理，且其垂直截面的圆弧半径为所述供电光伏电池的～.倍，所述供电光伏电池下沿与所述圆弧反光板下沿等高。
14.作为本实用新型所述屋顶光伏增量发电系统的一种优选方案，其中：所述供电光伏电池设置于所述圆弧反光板上。
15.作为本实用新型所述屋顶光伏增量发电系统的一种优选方案，其中：所述集水箱内还设置有超声波雾化器，其两侧对称连接有侧面喷雾管，后方连接有后方喷雾管，所述侧面喷雾风机与所述侧面喷雾管出风口连接，所述后方喷雾风机与所述后方喷雾管出风口连接。
16.作为本实用新型所述屋顶光伏增量发电系统的一种优选方案，其中：所述集水箱侧面对称装设有光敏开关，底部装设有液位开关。
17.作为本实用新型所述屋顶光伏增量发电系统的一种优选方案，其中：所述供电光伏电池的电源输出端与所述液位开关以及所述温度开关串联后分为路，一路与所述侧面喷雾风机连接；另一路与一个所述光敏开关以及同一侧面的所述侧面喷雾风机连接；另一路与另一个所述光敏开关以及其同一侧面的所述侧面喷雾风机连接。
18.作为本实用新型所述屋顶光伏增量发电系统的一种优选方案，其中：所述圆弧反光板反射出的光照对准所述光伏板。
19.本实用新型的有益效果：
20.本实用新型中的屋顶光伏增量发电系统利用水雾阳光反射，增加光伏板光照强
度，能有效弥补阳光直射能量降低导致的发电出力降低，减小雾霾等环境因素对光伏发电的影响，同时降低温升，进一步提升了夏季用电高峰时期的发电出力，大幅提升光伏发电的效益与效率，有效延长了光伏电池的寿命。
21.大幅提升了光伏系统的转换效率。本实用新型利用水雾在光伏板四周反光增加出力的同时，由于水雾气化吸热作用，可大幅降低光伏板温度，从而提升光伏电池转换效率，进一步提升发电出力。本实用新型还利用磨砂面的漫反射弧形反光板，反射背阳面的空间散射阳光，进一步提升光伏板光照度，由于弧形反光板的散射作用，以及反射的背阳面环境散射光，使得环境散射光得到利用，同时降低了光伏系统因阴影、天气云系变化导致的瞬时出力波动，缓解了光伏发电的不稳定性，降低了电网调节负担。
22.通过收集雨水实现光伏发电效率提升，可在不需要提供辅助水电供应的条件下实现光伏发电效益提升。本实用新型通过雨水收集槽与水箱，收集光伏板雨天流下的雨水，借助工作光伏电池提供的电源，驱动超声波雾化器制造水雾，再通过喷雾管与喷雾风机实现光伏电池板不同位置的水雾喷射，实现降温与阳光反射照度增加，这一切均利用雨水与工作光伏电池的自发电实现，无需外部水电支持，极大方便了安装于使用。另外雨水的收集也防范了屋顶雨季渗水的麻烦，进一步提升了房屋的防水能力。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
24.图1为本实用新型屋顶光伏增量发电系统的整体结构示意图。
25.图2为本实用新型屋顶光伏增量发电系统的整体结构示意图。
26.图3为本实用新型屋顶光伏增量发电系统的整体结构侧视图。
27.图4为本实用新型屋顶光伏增量发电系统的整体结构正视图。
28.图5为本实用新型屋顶光伏增量发电系统的系统电路示意图。
具体实施方式
29.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
30.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
31.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
32.再其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维
空间尺寸。
33.实施例1
34.参照图1，为本实用新型第一个实施例，提供了一种屋顶光伏增量发电系统，此系统包括光伏板100、收集组件200和增强组件300，其中，光伏板100；收集组件200，与所述光伏板100连接，包括设置于所述光伏板100上的雨水集水槽201、与所述集水槽201连接的集水箱202；以及，增强组件300，设置于所述集水箱202上，包括设置于所述集水箱202上的圆弧反光板301、设置于所述圆弧反光板301上的供电光伏电池302、与所述集水箱202连接的侧面喷雾风机303和后方喷雾风机304、与所述供电光伏电池302连接的温度开关305。
35.其中，光伏板100提供光伏发电，收集组件200能够收集多余雨水，增强组件300实现水雾喷射，利用水雾反射阳光，增加光伏板100表面的光照度，雨水集水槽201收集雨水并将其导入集水箱202内，集水箱202用于储存雨水，圆弧反光板301增加光伏板100表面的光照度，供电光伏电池302能够为系统内提供必要电力输出，侧面喷雾风机303和后方喷雾风机304能够喷射水雾，调整反光，温度开关305感应周围温度指数。
36.实施例2
37.参照图1～5，为本实用新型的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：所述光伏板100采用光伏发电，呈一定倾角设置。所述雨水集水槽201设置于所述光伏板100靠近地面的一边上，与底边固定连接。所述雨水集水槽201上还开设有导管201a，所述导管201a连通所述雨水集水槽201和集水箱202。所述圆弧反光板301表面采用磨砂处理，且其垂直截面的圆弧半径为所述供电光伏电池302的1～1.5倍，所述供电光伏电池302下沿与所述圆弧反光板301下沿等高。
38.供电光伏电池302设置于所述圆弧反光板301上。所述集水箱202内还设置有超声波雾化器202a，其两侧对称连接有侧面喷雾管202b，后方连接有后方喷雾管202c，所述侧面喷雾风机303与所述侧面喷雾管202b出风口连接，所述后方喷雾风机304与所述后方喷雾管202c出风口连接。
39.集水箱202侧面对称装设有光敏开关202d，底部装设有液位开关202e。所述供电光伏电池302的电源输出端与所述液位开关202e以及所述温度开关305串联后分为3路，一路与所述侧面喷雾风机303连接；另一路与一个所述光敏开关202d以及同一侧面的所述侧面喷雾风机303连接；另一路与另一个所述光敏开关202d以及其同一侧面的所述侧面喷雾风机303连接。所述圆弧反光板301反射出的光照对准所述光伏板100。
40.相较于实施例1，进一步的，本实用新型的原理是收集雨水，然后利用雨水的雾化，实现水雾喷射，利用水雾反射阳光，增加光伏板100表面的光照度，实现发电收益的提升，能有效弥补阳光直射能量降低导致的发电出力降低，现有技术中有使用聚光光伏技术，增加光伏电池的光照度，实现发电出力增加，然而聚光光伏需要精确地跟踪设备，成本高容易坏，对于固定布置的光伏系统，设置反光装置反射阳光增加出力较为方便，但反光装置会增加眩光，布置也不方便，最主要的是无法根据太阳位置调整，上下午不同的时段如不调整反光装置，不但反射效果变差，还会产生遮挡阴影，反而降低系统出力，本实用新型利用水雾实现反光增加光伏板光照，增加了光伏出力，最重要的是可以通过侧面喷雾风机303和后方喷雾风机304喷射位置的调整，通过两个不同位置的光敏开关202d，例如上午右侧光敏开关202d检测到阳光闭合形成回路在光伏板100右侧侧面喷雾风机303喷射水雾，下午在左侧的
光敏开关202d形成回路，在左侧侧面喷雾风机303喷射水雾，这就起到了分时段调整反光的作用，同时不会让水雾遮挡相邻的光伏电池，液位开关202e与温度开关305一个保证喷雾时存在足够用水，另一个保证光照强度足够发电，其中一个不满足条件开关打开则无法形成回路，喷雾不启动。
41.发电系统利用水雾在光伏板100四周反光增加出力的同时，由于水雾气化吸热作用，可大幅降低光伏板100温度，从而提升光伏电池转换效率，进一步提升发电出力。本实用新型还利用磨砂面的漫反射圆弧反光板301，反射背阳面的空间散射阳光，进一步提升光伏板100光照度，由于圆弧反光板301的散射作用，以及反射的背阳面环境散射光，使得环境散射光得到利用，同时降低了光伏系统因阴影、天气云系变化导致的瞬时出力波动，缓解了光伏发电的不稳定性，降低了电网调节负担。
42.本实用新型可在不需要提供辅助水电供应的条件下实现光伏发电效益提升。本实用新型通过雨水集水槽201与集水箱202，收集光伏板100雨天流下的雨水，借助供电光伏电池302提供的电源，驱动超声波雾化器202a制造水雾，再通过侧面喷雾管202b、后方喷雾管202c与侧面喷雾风机303、侧面喷雾管202b实现光伏板100不同位置的水雾喷射，实现降温与阳光反射照度增加，这一切均利用雨水与供电光伏电池302的自发电实现，无需外部水电支持，极大方便了安装于使用。另外雨水的收集也防范了屋顶雨季渗水的麻烦，进一步提升了房屋的防水能力。本实用新型也有效延长了供电光伏电池302的寿命。阴影与暗斑是光伏电池早期损坏最大的影响因素，尤其是暗斑，通常因鸟粪污染引发，本实用新型的水雾喷射，可在一定程度上给鸟类造成刺激，从而降低鸟粪污染，另外水雾的光散射作用，可有效给阳光散射，从而模糊阴影，降低阴影对光伏板的损伤，起到延长光伏板寿命的作用。
43.其余结构与实施例1的结构相同。
44.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本实用新型的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本实用新型的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本实用新型不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
45.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本实用新型的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本实用新型不相关的那些特征)。
46.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和
生产的常规工作。
47.应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。