RECEPTOR PARA MÓDULO DE GENERACIÓN DE ENERGÍA FOTOVOLTAICA CONCENTRADOR.

Receptor para módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador.

La presente divulgación proporciona un receptor para módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador, que tiene los siguientes componentes: (1) el receptor para el módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador que incluye: un sustrato, una célula fotovoltaica para la recepción de luz solar que está fijada sobre el sustrato, y un homogeneizador para la introducción de la luz solar concentrada por el concentrador solar en la célula fotovoltaica, estando colocado dicho homogeneizador directamente sobre la célula fotovoltaica; incluyendo (2) el homogeneizador: una forma de superficie obtenida por superposición de n (n >= 2) piezas de cuerpos esféricos que tienen un radio Rn estando en una dirección vertical entre sí, que es una dirección desde la célula fotovoltaica hacia el concentrador solar, en donde el radio Rk del cuerpo esférico localizado en la posición k-ésima contada desde la célula fotovoltaica es mayor que el radio Rk+1 del cuerpo esférico localizado en la posición (k+1)-ésima contada desde la célula fotovoltaica.

RECEPTOR PARA MÓDULO DE GENERACIÓN DE ENERGÍA FOTOVOLTAICA CONCENTRADOR

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un receptor para módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador, más específicamente, se refiere a un receptor para módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador que dirige luz solar de alta energía concentrada mediante un concentrador solar a una célula fotovoltaica para llevar a cabo generación de energía.

Antecedentes de la invención

Los módulos de generación de energía fotovoltaica se clasifican generalmente en módulos de generación de energía fotovoltaica de tipo no de concentración que dirigen la luz solar sin concentrar a una célula fotovoltaica, y módulos de generación de energía fotovoltaica de tipo de concentración que dirigen la luz solar concentrada por un concentrador solar a la célula fotovoltaica. Entre estos, dado que es posible hacer la célula fotovoltaica pequeña en el módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador, el uso de una célula de alto precio con una buena eficacia de conversión tiene una influencia insignificante en el coste de producción de energía eléctrica. Por esta razón, el módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador tiene la ventaja de ser capaz de producir de forma eficaz energía eléctrica barata.

El módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador incluye una lente condensadora (elemento óptico primario) que se usa para concentrar la luz solar. La luz concentrada por la lente condensadora tiene una elevada potencia en la parte central de la misma y una baja potencia en la parte periférica de la misma. En el caso en el que la luz se emite directamente sobre la célula fotovoltaica, no se obtiene una alta eficacia de generación de energía. Por esta razón, habitualmente, el módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador tiene un elemento óptico columnar o piramidal (elemento óptico secundario), denominado homogeneizador, que se proporciona por encima de la célula fotovoltaica. El homogeneizador homogeneiza la energía luminosa reflejando total y repetidamente la luz solar de alta energía concentrada por la lente condensadora sobre una superficie lateral del mismo.

En el módulo de generación de energía fotovoltaica, la célula fotovoltaica se fija sobre un sustrato, y el homogeneizador se coloca encima de la célula fotovoltaica. Además, la circunferencia de la célula fotovoltaica y la parte inferior del homogeneizador se cubren con un elemento de sellado. El denominado "receptor" está configurado para tener el sustrato, la célula fotovoltaica y el homogeneizador como una unidad.

El homogeneizador está colocado simplemente por encima de la célula fotovoltaica. El elemento de sellado evita la entrada de agua en la célula fotovoltaica, pero no funciona como agente adhesivo. Por esta razón, el homogeneizador se fija habitualmente al receptor mediante varios elementos de fijación y, por lo tanto, incluso en el caso en el que se produzca un impacto en externo o vibración externa sobre el homogeneizador, el homogeneizador no se sale de su posición.

Por ejemplo, el Documento de Patente 1 desvela un método en el que se fija un elemento óptico columnar al sustrato receptor mediante una base que cubre una parte con una sección transversal en forma de U.

El Documento de Patente 2 desvela un método en el que se monta una parte de sujeción sobre el sustrato receptor, y el elemento óptico columnar se fija al sustrato receptor mediante la parte de sujeción.

Además, el Documento de Patente 3 desvela un método en el que se montan cuatro columnas sobre la circunferencia de la célula fotovoltaica, se coloca una placa de apantallamiento ligera con un orificio pasador en las columnas, y se inserta el homogeneizador en el orificio pasador de la placa de apantallamiento ligera.

Sin embargo, se necesita un elemento complicado para todos los métodos de fijación del homogeneizador en la técnica relacionada. Por esta razón, en el caso en el que el homogeneizador se fija al receptor, existen numerosos casos en los que el receptor llega a tener un gran tamaño. De forma alternativa, existen numerosos casos en los que se usa un elemento demasiado complejo para fijar el homogeneizador.

En el caso en el que se coloca el homogeneizador columnar o piramidal por encima de la célula fotovoltaica, (a) en el caso en el que el centro del homogeneizador se desvía del centro de la célula fotovoltaica, (b) en el caso en el que el homogeneizador rota en dirección 0 (en una dirección circunferencial), o (c) en el caso en el que la posición de irradiación o el ángulo de irradiación de luz concentrada por la lente condensadora está, respectivamente, fuera de la posición objetivo o del ángulo objetivo, la eficacia de conversión de la célula fotovoltaica disminuye.

Además, en el caso en el que la superficie lateral de la parte inferior del homogeneizador está cubierta con un elemento de sellado para proteger de forma fiable la célula fotovoltaica, existe un caso en el que la luz se pierde a través del elemento de sellado.

[Documento de Patente 1] JP-A-2010-206165 [Documento de Patente 2] JP-A-2009-272567

[Documento de Patente 3] JP-A-2007-201109 Sumario de la invención

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un receptor para un módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador que tiene una pequeña disminución en la eficacia de conversión, incluso en el caso en el que el homogeneizador (elemento óptico secundario) se desvíe de la posición o de la dirección rotacional con respecto a la célula fotovoltaica, o incluso en el caso en el que la luz incidente (elemento óptico primario) se desvíe de la posición o de la dirección rotacional con respecto a la célula fotovoltaica.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar el receptor para un módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador que incluye medios para prevenir que el homogeneizador se desvíe de la posición o de la dirección rotacional con respecto a la célula fotovoltaica.

Otro objetivo más de la presente invención es proporcionar el receptor para un módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador que pueda proteger de forma fiable la célula fotovoltaica sin causar una disminución en la eficacia de conversión.

Para solucionar los problemas, el receptor para el módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador de acuerdo con la presente invención tiene los siguientes componentes:

(1) el receptor para el módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador que comprende: un sustrato,

una célula fotovoltaica para la recepción de luz solar que está fijada sobre el sustrato, y

un homogeneizador para la introducción de la luz solar concentrada por el concentrador solar en la célula fotovoltaica, estando colocado dicho homogeneizador directamente sobre la célula fotovoltaica;

(2) el homogeneizador que comprende:

una forma de superficie obtenida por superposición de n (n > 2) cuerpos esféricos que tienen un radio Rn estando en una dirección vertical entre sí, que es una dirección desde la célula fotovoltaica hacia el concentrador solar, en el que el radio Rk del cuerpo esférico localizado en la posición k-ésima contada desde la célula fotovoltaica es mayor que el radio Rk+i del cuerpo esférico localizado en la posición (k+1)-ésima contada desde la célula fotovoltaica.

El homogeneizador incluye preferentemente una pata que se extiende en una dirección paralela a la superficie del sustrato.

Además, el sustrato incluye preferentemente una montura para colocar la pata sobre la misma, y/o una marca de alineación para posicionar la pata.

En el homogeneizador que tiene una forma de superficie obtenida por superposición de una pluralidad de cuerpos esféricos que tienen diferentes radios entre sí, Incluso en el caso en el que se produzca una desviación posicional o una desviación rotacional del homogeneizador o de la luz Incidente, es altamente probable que la luz alcance la célula fotovoltaica. Por esta razón, la disminución de la eficacia de conversión causada por una desviación posicional o similar es pequeña.

En el caso en el que el homogeneizador que tiene la forma de superficie está provisto de patas, es fácil posicionar y fijar el homogeneizador. Por esta razón, es posible evitar una disminución de la eficacia de conversión causada por una desviación posicional o una desviación rotacional del homogeneizador.

Además, en el caso en el que la luz Incide sobre el homogeneizador que tiene la forma de superficie, la luz se refracta...

1. Un receptor para módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador, que tiene los siguientes componentes:

(1) el receptor para el módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador que comprende: un sustrato,

una célula fotovoltaica para la recepción de luz solar que está fijada sobre el sustrato, y

un homogeneizador para la introducción de la luz solar concentrada por el concentrador solar en la célula fotovoltaica, estando colocado dicho homogeneizador directamente sobre la célula fotovoltaica;

(2) el homogeneizador que comprende:

una forma de superficie obtenida por superposición de n (n > 2) piezas de cuerpos esféricos que tienen un radio Rn estando en una dirección vertical entre sí, que es una dirección desde la célula fotovoltaica hacia el concentrador solar,

en donde el radio Ri< del cuerpo esférico localizado en la posición k-ésima contada desde la célula fotovoltaica es mayor que el radio Rk+i del cuerpo esférico localizado en la posición (k+1)-ésima contada desde la célula fotovoltaica.

2. El receptor para módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador de acuerdo con la reivindicación 1, en el que n satisface n > 3.

3. El receptor para módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que la relación (R1/R2) satisface 1,12 < R1/R2 < 1,56, en donde R1 es el radio del primer cuerpo esférico y R2 es el radio del segundo cuerpo esférico.

4. El receptor para módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la relación (R2/R3) satisface 1,20 < R2/R3 ^ 2,08, en donde R2 es el radio del segundo cuerpo esférico y R3 es el radio del tercer cuerpo esférico.

5. El receptor para módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el homogeneizador incluye una pata que se extiende en una dirección paralela a la superficie del sustrato.

6. El receptor para módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el sustrato incluye una montura para colocar la pata en el mismo.

7. El receptor para módulo de generación de energía fotovoltaica concentrador de acuerdo con las reivindicaciones 5 o 6, en el que el sustrato incluye una marca de alineación para posicionar la pata.