一种蝶式聚光新型太阳能汽车①②

曾玉

摘 要：设计了一种新型蝶式聚光太阳能汽车，阐述了其基本构造及工作原理，并对这种聚光系统所对应的光伏系统进行了计算与选型，分析认为此种太阳能汽车达到了一定的聚光效果，提高了太阳电池转换效率，但在行驶的过程中不太稳定，适合观光车，短途代步车等。

关键词：汽车  聚光系统  太阳能

中图分类号：O472+.8    文献标识码：A       文章编号：1674-098X（2014）10（c）-0061-01

A Butterfly Concentrator Solar Car

ZENG Yu

（Jiangxi University of Technology，Mechanical engineering college， Nanchang Jiangxi，330098，China）

Abstract：A new type of butterfly concentrator solar car was desiged，  and the basic structure and work principle of photovoltaic system were expounded. The condenser system corresponding to the calculation and selection have been done. The concentrating effect of the solar car has been goten and the efficiency of the solar cell has been improved. But it is not stable during the process of running . It is just suitable for short distance， sightseeing car，  etc..

Key words：Car Condenser system solar

当前太阳能汽车主要是采用在车顶铺设太阳电池的形式，因车顶面积有限，且太阳电池转化率偏低，使得最终产生的电能影响了太阳能汽车的续航能力。采用新型的低倍蝶式聚光系统，可以使得入射光大大增强，提高太阳电池的转换效率[1-3]，增加发电量，提高太阳能汽车的续航能力。

1 蝶式聚光系统汽车工作原理

蝶式聚光系统汽车，由太阳能电池板、散热系统、聚光器、太阳跟踪器、控制器、蓄电池以及驱动装置等组成，如图1。车顶采用优化版蝶式聚光太阳电池，太阳光照射在优质玻璃构成的蝶式聚光器上，经反射到达太阳电池表面，经吸收转化为电能储存在蓄电池中。散热系统采用被动散热方式，避免温度对转换效率的影响;太阳跟踪器可以增加聚光效果，提高太阳能的转化效率，进而提高太阳能汽车的工作效率和续航能力。

2 蝶式聚光系统汽车的计算

2.1 蝶式聚光系统

该聚光系统是通过太阳光照射在各个反射镜面上，将太阳光发射到相对应的太阳能电池板上，从而达到数倍的聚光效果。我们所设计的太阳能新型聚光系统汽车长6 m，宽2 m，高2 m，在车顶安装蝶式聚光系统，该系统由36块长1245 mm、宽300 mm平面反射镜和12块长621 mm、宽281 mm、功率为21 W的组件组成，理论聚光比达到了I=6[4]，除去反射镜光的损耗，实际聚光比也达到了I=5，太阳光照强度为1 kW每平方米时，系统实际输出功率高达1 kW。电池板总面积约为2 ，组件经过串联连接而成，方阵输出电压约为36 V。

2.2 蓄电池的选择

通过聚光的太阳能电池板实际输出功率为1000 W，输出电压为36 V，南昌峰值日照时数为3.81 h，假设南昌最长连续阴雨天数为5，由此可得：日负载工作时间=组件功率峰值日照时数=3.81 kW·h。取蓄电池放电深度80%，考虑充放电损耗约15%。可得：

蓄电池容量C=115%=32.86 kW·h

则蓄电池选择24 V/35 kW·h规格的磷酸铁锂电池。

2.3 控制器的选择及其他

该系统的工作电压为24 V，则：

系统工作电流===41.67 A

因此，控制器选择为24 V/50 A。聚光型太阳能汽车的功率为1000 W，选择逆变器输出功率为1200 W。由于高倍聚光，太阳能电池板温度升高，影响组件的转换效率，为此在组件顶端安装了金属铝薄片散热装置，达到降低组件温度的效果，跟踪器是为了使得太阳能始终垂直入射。

3 结论

初步探讨了新型聚光太阳能汽车的结构及聚光过程。该新型聚光系统汽车主要由太阳能电池板额定功率252 W，控制器为24 V/50 A，蓄电池为24 V/35 kW，逆变器为1200 W，散热装置，太阳能跟踪器等组成。新型聚光系统通过反射镜面将太阳光聚集在太阳能电池板组件，提高了光照强度，从而提高组件的光电转换效率。但该设计也存在一定局限性，由于该设计的聚光系统的支架比较大，比较高，通过性不强，可以转动，在行驶过程中不太稳定，速度不宜太快，适合观光车，短途代步车等。

参考文献

[1] 王一平.聚光光伏电池及系统的研究现状[J].太阳能学报，2001.

[2] 刘华.聚光光伏系统的发展及未来趋势[J].中国光学与应用光学，2008.

[3] 严陆光，崔容强.21世纪太阳能新技术[M].上海：上海交通大学出版社，2003.

[4] 孙晓霞，殷盼盼，张国.蝶式聚光光伏发电自动跟踪太阳装置的设计[J].太阳能，2008.endprint

摘 要：设计了一种新型蝶式聚光太阳能汽车，阐述了其基本构造及工作原理，并对这种聚光系统所对应的光伏系统进行了计算与选型，分析认为此种太阳能汽车达到了一定的聚光效果，提高了太阳电池转换效率，但在行驶的过程中不太稳定，适合观光车，短途代步车等。

关键词：汽车  聚光系统  太阳能

中图分类号：O472+.8    文献标识码：A       文章编号：1674-098X（2014）10（c）-0061-01

A Butterfly Concentrator Solar Car

ZENG Yu

（Jiangxi University of Technology，Mechanical engineering college， Nanchang Jiangxi，330098，China）

Abstract：A new type of butterfly concentrator solar car was desiged，  and the basic structure and work principle of photovoltaic system were expounded. The condenser system corresponding to the calculation and selection have been done. The concentrating effect of the solar car has been goten and the efficiency of the solar cell has been improved. But it is not stable during the process of running . It is just suitable for short distance， sightseeing car，  etc..

Key words：Car Condenser system solar

当前太阳能汽车主要是采用在车顶铺设太阳电池的形式，因车顶面积有限，且太阳电池转化率偏低，使得最终产生的电能影响了太阳能汽车的续航能力。采用新型的低倍蝶式聚光系统，可以使得入射光大大增强，提高太阳电池的转换效率[1-3]，增加发电量，提高太阳能汽车的续航能力。

1 蝶式聚光系统汽车工作原理

蝶式聚光系统汽车，由太阳能电池板、散热系统、聚光器、太阳跟踪器、控制器、蓄电池以及驱动装置等组成，如图1。车顶采用优化版蝶式聚光太阳电池，太阳光照射在优质玻璃构成的蝶式聚光器上，经反射到达太阳电池表面，经吸收转化为电能储存在蓄电池中。散热系统采用被动散热方式，避免温度对转换效率的影响;太阳跟踪器可以增加聚光效果，提高太阳能的转化效率，进而提高太阳能汽车的工作效率和续航能力。

2 蝶式聚光系统汽车的计算

2.1 蝶式聚光系统

该聚光系统是通过太阳光照射在各个反射镜面上，将太阳光发射到相对应的太阳能电池板上，从而达到数倍的聚光效果。我们所设计的太阳能新型聚光系统汽车长6 m，宽2 m，高2 m，在车顶安装蝶式聚光系统，该系统由36块长1245 mm、宽300 mm平面反射镜和12块长621 mm、宽281 mm、功率为21 W的组件组成，理论聚光比达到了I=6[4]，除去反射镜光的损耗，实际聚光比也达到了I=5，太阳光照强度为1 kW每平方米时，系统实际输出功率高达1 kW。电池板总面积约为2 ，组件经过串联连接而成，方阵输出电压约为36 V。

2.2 蓄电池的选择

通过聚光的太阳能电池板实际输出功率为1000 W，输出电压为36 V，南昌峰值日照时数为3.81 h，假设南昌最长连续阴雨天数为5，由此可得：日负载工作时间=组件功率峰值日照时数=3.81 kW·h。取蓄电池放电深度80%，考虑充放电损耗约15%。可得：

蓄电池容量C=115%=32.86 kW·h

则蓄电池选择24 V/35 kW·h规格的磷酸铁锂电池。

2.3 控制器的选择及其他

该系统的工作电压为24 V，则：

系统工作电流===41.67 A

因此，控制器选择为24 V/50 A。聚光型太阳能汽车的功率为1000 W，选择逆变器输出功率为1200 W。由于高倍聚光，太阳能电池板温度升高，影响组件的转换效率，为此在组件顶端安装了金属铝薄片散热装置，达到降低组件温度的效果，跟踪器是为了使得太阳能始终垂直入射。

3 结论

初步探讨了新型聚光太阳能汽车的结构及聚光过程。该新型聚光系统汽车主要由太阳能电池板额定功率252 W，控制器为24 V/50 A，蓄电池为24 V/35 kW，逆变器为1200 W，散热装置，太阳能跟踪器等组成。新型聚光系统通过反射镜面将太阳光聚集在太阳能电池板组件，提高了光照强度，从而提高组件的光电转换效率。但该设计也存在一定局限性，由于该设计的聚光系统的支架比较大，比较高，通过性不强，可以转动，在行驶过程中不太稳定，速度不宜太快，适合观光车，短途代步车等。

参考文献

[1] 王一平.聚光光伏电池及系统的研究现状[J].太阳能学报，2001.

[2] 刘华.聚光光伏系统的发展及未来趋势[J].中国光学与应用光学，2008.

[3] 严陆光，崔容强.21世纪太阳能新技术[M].上海：上海交通大学出版社，2003.

[4] 孙晓霞，殷盼盼，张国.蝶式聚光光伏发电自动跟踪太阳装置的设计[J].太阳能，2008.endprint

摘 要：设计了一种新型蝶式聚光太阳能汽车，阐述了其基本构造及工作原理，并对这种聚光系统所对应的光伏系统进行了计算与选型，分析认为此种太阳能汽车达到了一定的聚光效果，提高了太阳电池转换效率，但在行驶的过程中不太稳定，适合观光车，短途代步车等。

关键词：汽车  聚光系统  太阳能

中图分类号：O472+.8    文献标识码：A       文章编号：1674-098X（2014）10（c）-0061-01

A Butterfly Concentrator Solar Car

ZENG Yu

（Jiangxi University of Technology，Mechanical engineering college， Nanchang Jiangxi，330098，China）

Abstract：A new type of butterfly concentrator solar car was desiged，  and the basic structure and work principle of photovoltaic system were expounded. The condenser system corresponding to the calculation and selection have been done. The concentrating effect of the solar car has been goten and the efficiency of the solar cell has been improved. But it is not stable during the process of running . It is just suitable for short distance， sightseeing car，  etc..

Key words：Car Condenser system solar

当前太阳能汽车主要是采用在车顶铺设太阳电池的形式，因车顶面积有限，且太阳电池转化率偏低，使得最终产生的电能影响了太阳能汽车的续航能力。采用新型的低倍蝶式聚光系统，可以使得入射光大大增强，提高太阳电池的转换效率[1-3]，增加发电量，提高太阳能汽车的续航能力。

1 蝶式聚光系统汽车工作原理

蝶式聚光系统汽车，由太阳能电池板、散热系统、聚光器、太阳跟踪器、控制器、蓄电池以及驱动装置等组成，如图1。车顶采用优化版蝶式聚光太阳电池，太阳光照射在优质玻璃构成的蝶式聚光器上，经反射到达太阳电池表面，经吸收转化为电能储存在蓄电池中。散热系统采用被动散热方式，避免温度对转换效率的影响;太阳跟踪器可以增加聚光效果，提高太阳能的转化效率，进而提高太阳能汽车的工作效率和续航能力。

2 蝶式聚光系统汽车的计算

2.1 蝶式聚光系统

该聚光系统是通过太阳光照射在各个反射镜面上，将太阳光发射到相对应的太阳能电池板上，从而达到数倍的聚光效果。我们所设计的太阳能新型聚光系统汽车长6 m，宽2 m，高2 m，在车顶安装蝶式聚光系统，该系统由36块长1245 mm、宽300 mm平面反射镜和12块长621 mm、宽281 mm、功率为21 W的组件组成，理论聚光比达到了I=6[4]，除去反射镜光的损耗，实际聚光比也达到了I=5，太阳光照强度为1 kW每平方米时，系统实际输出功率高达1 kW。电池板总面积约为2 ，组件经过串联连接而成，方阵输出电压约为36 V。

2.2 蓄电池的选择

通过聚光的太阳能电池板实际输出功率为1000 W，输出电压为36 V，南昌峰值日照时数为3.81 h，假设南昌最长连续阴雨天数为5，由此可得：日负载工作时间=组件功率峰值日照时数=3.81 kW·h。取蓄电池放电深度80%，考虑充放电损耗约15%。可得：

蓄电池容量C=115%=32.86 kW·h

则蓄电池选择24 V/35 kW·h规格的磷酸铁锂电池。

2.3 控制器的选择及其他

该系统的工作电压为24 V，则：

系统工作电流===41.67 A

因此，控制器选择为24 V/50 A。聚光型太阳能汽车的功率为1000 W，选择逆变器输出功率为1200 W。由于高倍聚光，太阳能电池板温度升高，影响组件的转换效率，为此在组件顶端安装了金属铝薄片散热装置，达到降低组件温度的效果，跟踪器是为了使得太阳能始终垂直入射。

3 结论

初步探讨了新型聚光太阳能汽车的结构及聚光过程。该新型聚光系统汽车主要由太阳能电池板额定功率252 W，控制器为24 V/50 A，蓄电池为24 V/35 kW，逆变器为1200 W，散热装置，太阳能跟踪器等组成。新型聚光系统通过反射镜面将太阳光聚集在太阳能电池板组件，提高了光照强度，从而提高组件的光电转换效率。但该设计也存在一定局限性，由于该设计的聚光系统的支架比较大，比较高，通过性不强，可以转动，在行驶过程中不太稳定，速度不宜太快，适合观光车，短途代步车等。

参考文献

[1] 王一平.聚光光伏电池及系统的研究现状[J].太阳能学报，2001.

[2] 刘华.聚光光伏系统的发展及未来趋势[J].中国光学与应用光学，2008.

[3] 严陆光，崔容强.21世纪太阳能新技术[M].上海：上海交通大学出版社，2003.

[4] 孙晓霞，殷盼盼，张国.蝶式聚光光伏发电自动跟踪太阳装置的设计[J].太阳能，2008.endprint