本发明属于太阳能板,具体涉及一种太阳光利用率和空间利用率高的太阳能电池板结构。
背景技术:
1、太阳能是一种清洁、可再生的能源,在未来的能源领域中潜力巨大,通过太阳能电池板可将光能转化为电能。目前,太阳能电池板的太阳光利用率存在一定程度的低效问题。太阳能电池板的太阳光利用率指的是将太阳光转化为可用的电能的效率。市场上使用的太阳能电池板主要是硅基太阳能电池板,其光利用率通常在15%到20%之间,意味着只有15%到20%的太阳光能够被转化为电能,其余的能量则会被反射、散射或吸收而无法有效利用。如何有效提高太阳能电池板的光利用率一直是研究的热点。
2、此外,空间利用率低也是太阳能电池板面临的挑战之一,传统的太阳能电池板通常占地面积较大,有限的空间内接收到的太阳光极其有限。其次,太阳能电池板的安装布局通常是单面平铺,无法有效利用其他角度的太阳能。太阳能电池板的形状和尺寸通常是固定的,无法适应不同的建筑物或环境,如何通过提高太阳能电池板的空间利用率进而提升光利用率的研究也是一大难点。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种太阳光利用率和空间利用率高的太阳能电池板结构,该结构通过调节空间利用率,二次提高太阳能电池板的光利用率,达到对太阳光的最大化利用
2、为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
3、一种太阳光利用率和空间利用率高的太阳能电池板结构,所述太阳能电池板结构整体为宝塔型树状结构;它包括从上往下依次设置的外一吸光层、外二吸光层、外三吸光层、外四吸光层和底吸光层,
4、所述外一吸光层和外二吸光层沿水平面镜像设置,外三吸光层和外四吸光层沿水平面镜像设置,且外一吸光层和外二吸光层中的太阳能电池板与垂直方向呈30°夹角并围合构成八面体椭球形状a,所述外三吸光层和外四吸光层中的太阳能电池板与垂直方向呈30°夹角围合构成一个八面体椭球形状b,八面体椭球形状a的长轴和短轴均大于八面体椭球形状b的长轴和短轴;
5、所述底吸光层为数个太阳能电池板沿水平面平铺;
6、所述外二吸光层的内部设有内一吸光层,内一吸光层包括八面与外一吸光层平行的太阳能电池板;
7、所述内一吸光层下方设有内二吸光层,内二吸光层包括四面太阳能电池板,四面太阳能电池板均与垂直方向呈30°夹角,且与外二吸光层对应的太阳能板平行。
8、进一步地,所述内一吸光层内设有四面太阳能电池板与垂直方向呈60°夹角围合构成一个五面体锥形状的吸光层a。
9、进一步地,所述八面体椭球形状b的中心设有四面太阳能电池板与垂直方向呈60°夹角围合构成一个五面体锥形状的吸光层b。
10、进一步地,所述底吸光层包括七面水平平铺太阳能电池板。
11、本发明通过将小型化的太阳能电池板搭建成为特定的太阳能电池板树状结构以达到将照射进的太阳光局域在树状结构内部的目的,同时对不同吸光层的太阳能板,使用吸收不同波长光的材料,达到可见光全波段吸收的目的,从而提高太阳能电池板对太阳光的吸收率。太阳光被局域在结构内部可以经过多次反射、散射吸收利用,太阳能电池板的正面反面可以同时实现太阳光的吸收,大大提高太阳光的利用率,为保证太阳光可以随时正入射进入太阳能电池树内部,在其底部增加安装太阳能跟踪系统,根据当地特性,使太阳能树时刻面对太阳,提高太阳光利用率;其次太阳能树占地面积相比于传统的太阳能板大大减小,大大提高了空间利用率,有限的空间内,可实现更多太阳能板的铺设。
12、太阳能电池板工作原理:当太阳光照射到太阳能电池板上时,光子能量被太阳能电池板上的半导体材料吸收,激发了半导体中的电子,使其跃迁到导带中,从而产生正负电荷分离。这些正负电荷在半导体内部产生电场,当外部电路连接到太阳能电池板时,正负电荷就会流动形成电流,从而产生电能。这样,太阳能电池板将光能转化为电能,实现了可再生能源的利用。
13、局域太阳光原理:通过合理设计和构造具有高反射和高折射率的表面和结构,实现太阳光的多次反射和折射。当太阳光照射到这样的表面或结构时,一部分光线会被反射回到结构内部,而另一部分光线会被折射进入结构内部。这样的反射和折射过程可以在结构内部多次发生,使得太阳光的路径更长,增加了光与材料的相互作用。
1.一种太阳光利用率和空间利用率高的太阳能电池板结构,其特征在于:所述太阳能电池板结构整体为宝塔型树状结构;它包括从上往下依次设置的外一吸光层、外二吸光层、外三吸光层、外四吸光层和底吸光层,
2.根据权利要求1所述的一种太阳光利用率和空间利用率高的太阳能电池板结构,其特征在于:所述内一吸光层内设有四面太阳能电池板与垂直方向呈60°夹角围合构成一个五面体锥形状的吸光层a。
3.根据权利要求1或2所述的一种太阳光利用率和空间利用率高的太阳能电池板结构,其特征在于:所述八面体椭球形状b的中心设有四面太阳能电池板与垂直方向呈60°夹角围合构成一个五面体锥形状的吸光层b。
4.根据权利要求1所述的一种太阳光利用率和空间利用率高的太阳能电池板结构,其特征在于:所述底吸光层包括七面水平平铺太阳能电池板。
