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用于 太阳 辐射的被封装的开放式聚光器系统

阅读：987发布：2024-02-13

专利汇可以提供用于太阳辐射的被封装的开放式聚光器系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种用于太阳辐射的开放式聚光器系统，其包括凹面镜和设置在该凹面镜的焦点中的由多个太阳能电池构成的光伏模块，其中光伏模块通过壳体封装。在此，壳体构建为使得其至少在通过凹面镜反射的入射辐射的区域中具有透明盖，并且该透明盖与光伏模块间隔，也就是说位于入射辐射锥体中。，下面是用于太阳辐射的被封装的开放式聚光器系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于太阳辐射的开放式聚光器系统(15)，其包括凹面镜(5)和设置在该凹面镜的焦点中的由多个太阳能电池构成的光伏模块(1)，其特征在于，光伏模块(1)通过壳体(4)封装，其中壳体(4)至少在通过凹面镜(5)反射的入射辐射的区域中具有透明盖，并且光伏模块(1)至少在壳体(4)的透明盖的区域中与透明盖间隔。
2.根据权利要求1所述的聚光器系统，其特征在于，壳体(4)的透明盖与光伏模块(1)之间的距离选择为使得在壳体(4)的透明盖的区域中入射辐射(7)的光强是在光伏模块(1)处的焦点的区域中入射辐射(7)的光强的至少二分之一。
3.根据权利要求2所述的聚光器系统，其特征在于，所述光强为焦点中的光强的三分之一、优选五分之一、特别优选为十分之一。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的聚光器系统，其特征在于，透明盖至少在入射辐射(7)的区域中弯曲。
5.根据权利要求1至4中的至少一项所述的聚光器系统，其特征在于，壳体(4)和透明盖由玻璃构成。
6.根据权利要求4或5所述的聚光器系统，其特征在于，玻璃是玻璃灯泡。
7.根据权利要求5或6中的至少一项所述的聚光器系统，其特征在于，硼硅酸盐玻璃、玻璃陶瓷或者石英用作玻璃。
8.根据权利要求1至4中的至少一项所述的聚光器系统，其特征在于，壳体(4)由不透明的、不透光的壳体壁和在入射辐射(7)的区域中置入的透明盖构成。
9.根据权利要求8所述的聚光器系统，其特征在于，壳体(4)至少在不透光的壳体壁的区域中和/或至少在透明盖的区域中双壁地构建，以形成冷却循环。
10.根据权利要求9所述的聚光器系统，其特征在于，不透光的壳体壁和/或透明盖分别至少局部地被至少一个冷却通道通过。
11.根据权利要求9或10所述的聚光器系统，其特征在于，透明盖通过玻璃构成。
12.根据权利要求9至11中的任一项所述的聚光器系统，其特征在于，硼硅酸盐玻璃、玻璃陶瓷或者石英用作玻璃。
13.根据权利要求9至12中的至少一项所述的聚光器系统，其特征在于，不透光的壳体壁由金属、尤其铝和/或铜构成。
14.根据权利要求9至13中的至少一项所述的聚光器系统，其特征在于，壳体(4)由双壁的管和在端侧设置的双壁的、透明的盖构成。
15.根据权利要求1至14中的至少一项所述的聚光器系统，其特征在于，光伏模块(1)能够通过冷却循环来冷却。
16.根据权利要求1至15中的至少一项所述的聚光器系统，其特征在于，透明盖设置有至少一个抗反射层。
17.根据权利要求10至16中的至少一项所述的聚光器系统，其特征在于，为光伏模块(1)和壳体(4)设置有共同的冷却循环。
18.根据权利要求1至17中的至少一项所述的聚光器系统，其特征在于，光伏模块(1)由彼此连接的至少两个太阳能电池构成。
19.根据权利要求1至18中的至少一项所述的聚光器系统，其特征在于，光伏模块(1)选自：硅平板模块、由III-V 半导体构成的太阳能电池和/或锗基太阳能电池。
20.根据权利要求1至19中的至少一项所述的聚光器系统，其特征在于，在壳体(4)内和/或在至该壳体的送气部中存在干燥剂譬如硅胶，该干燥剂用于干燥封装部内的气体的并且干燥剂通过所聚集的光的热量来再生。
21.根据权利要求1至20中的任一项所述的聚光器系统，其特征在于，壳体在不透光的壳体壁的区域中具有反射涂层。

说明书全文

用于太阳 辐射的被封装的开放式聚光器系统

[0001] 本发明涉及一种用于太阳辐射的开放式聚光器系统，其包括凹面镜和设置在该凹面镜的焦点中的、由多个太阳能电池构成的光伏模块，其中光伏模块通过壳体来封装。在此，壳体构建为使得其至少在通过凹面镜反射的入射辐射的区域中具有透明盖，并且透明盖与光伏模块间隔，也就是说位于入射辐射的锥体中。

[0002] 所提及的用于太阳辐射的开放式聚光器系统对于电能利用近来愈发重要。这种开放式聚光器系统尤其针对光伏应用而受关注，在这些应用中将高度聚集的太阳辐射聚焦到小的面上。在焦点中有连接成密封包装的光伏模块的多个太阳能电池。太阳能模块的面积在从平方厘米至几百平方厘米的量级中。将光聚集的一个可能性是，在相应定向的镜上将太阳辐射反射。在此可以将辐射聚集至超过1000倍。镜形成跟踪太阳位置的、大的2
开放式聚光器系统。例如可以使用大小为大约10cm 的抛物面镜，在其中心有密封包装的聚光器模块。自2006年起在Lajamanu发电站(北部地域)中安装有聚光器系统，其凹面
2 2
镜具有129.7m 的面积并且光伏接收器具有0.235m 的面积(参见例如“Performance and reliability of multijunction III-V Modules for concentrator dish and central th
receiver application”、“Proceedings of the 4 World Conference on Photovoltaic Energy Conversion”(2006年在Waikoloa，Hawaii，USA(美国)))。太阳辐射在焦点中聚集500倍。

[0003] 但是，在此必须保护模块免受天气影响，也就是说例如免受侵入的湿气和灰尘颗粒以及免受机械负荷譬如冰雹、降雨影响。因此，必须在前侧遮盖模块。为了将入射损耗保持小，封装部的材料必须具有尽可能高的透射特性和尽可能低的吸收特性和反射特性。传统的太阳能模块封装部通过使用透明浇注材料来实现，并且模块部分地以玻璃板(诸如硬化的、缺铁的白色玻璃)来遮盖。如在 V.，Pérez，J.M.，Algora，C.，Alonso，J.所著的“Outdoor characterisation of GaAs solar cell under tilted light for its encapsulation inside optic concentrators”(Isofoton(西班牙)，第17界欧洲光伏太阳能大会，2001年，德国)中所描述的那样，例如PMMA聚甲基丙烯酸甲酯用作浇注材料。或者，模块以膜来层压(譬如乙烯-醋酸-乙烯酯(EVA)-热熔性粘合膜(Stollwerck，G.博士所著的“Kunstoffverkapselung für Solarmodule”，Bayer Polymers AG，Leobener聚合太阳能材料研讨会，德国，2003年)。然而这是如下应用：其中以未聚集的太阳辐射(1倍太阳光(1Sonne))或者微弱聚集的太阳光(至大约20倍太阳(20倍太阳光(20Sonnen))辐照平板模块。

[0004] 在现有技术中还已知了如下聚光器系统，其中将透镜用于聚集太阳辐射。然而在这些应用中，模块通过透镜来封装，也就是说，其相应地为封闭式聚光器系统，其中模块和聚光器之间的空气隙被完全封装。因此，封装部并不位于带有高度聚集的太阳光的区域中。

[0005] 在辐射例如通过10cm2和更大的的大凹面镜聚集的开放式聚光器系统中，面积从平方厘米至数百平方厘米的太阳能模块位于具有非常高的光强的区域中。该模块由多个太阳能电池构成，这些太阳能电池密封包装地在小的面上连接。该模块的结构类似于硅平板模块，只是在该聚光器模块的情况下面积明显较小并且该模块不是以1倍太阳光(1Sonne)而是以大约1000倍太阳光(1000Sonnen)来辐照。为了避免过热，该聚光器太阳能模块通常设置有非常有效的被动冷却器或者主动冷却器。

[0006] 与封闭式聚光器系统相反，在开放式系统中光伏模块的封装部被聚集的太阳辐射透射。聚光器跟踪太阳，使得焦点在工作期间总是位于光伏电池上。在确定的条件下(例如在工作开始时、在早晨或者在跟踪系统的故障之后)，必须重新定向辐射锥体。为此，必须引导辐射锥体通过封装部的边缘。这意味着特别高的热负荷。

[0007] 为了将系统的效率损耗保持小，必须保证太阳辐射通过封装部的高的透射率。此外，在封装部中吸收热量，这必须在构造和材料选择中予以关注。通过封装部应该尽可能地不提高镜面的遮蔽并且不中断光路。

[0008] 但是，为了消除上述问题而借助薄玻璃片(其必要时还设置有浇注材料譬如硅树脂的薄层)对模块的可能的封装同样伴随有缺点。为了避免过热的危险，在玻璃层上层压的硅树脂层在太阳辐射的1000倍聚集的情况下不应该超过数个十分之一毫米的厚度。为此，于是产生了以下问题：

[0009] ●传统上所使用的透明浇注材料典型地耐热达到最高200℃。浇注材料的冷却必须通过被冷却的、密封包装的模块来进行。透明浇注材料具有小的导热能力，例如高度透明的硅树脂“Dow Cornings Sylgard 184”具有0.18W/(m*K)的导热系数。数个十分之一毫米的层厚会导致不再足够的冷却以及过热。这导致浇注材料的变色、分解或者燃烧。

[0010] ●由于不同的热膨胀而出现极大的应力。硅树脂的线性膨胀系数高于玻璃的线-6性膨胀系数(譬如“Dow Cornings Sylgard 184”330 10 1/K并且比照硼硅酸盐玻璃的-6
3.3 10 1/K(参见http://www.duran-group.com/english/products/duran/properties/physik.html)。这导致玻璃板的抬起和下降，并且使玻璃板、太阳能模块和浇注材料的附加的、侧向的封装困难。此外，玻璃板和浇注材料(硅树脂)的不同的热膨胀导致硅树脂中的剪切应力。

[0011] ●硅树脂易受环境影响(水、污垢)。硅树脂在玻璃板的边缘上侧向地暴露。在此，必须通过另外的浇注材料保护硅树脂。这由于热应力而变得困难。

[0012] 基于此，本发明的任务是：提出一种在开放式聚光器系统中的光伏模块的封装部，其中尽可能地避免封装材料的过热，使得聚光器系统的可靠工作、也就是说保证免受天气影响的工作由此是可能的。此外，应该在小的吸收和小的反射的情况下提供高的透光性(Lichtdurchlaessigkeit)。

[0013] 该任务通过权利要求1的特征部分解决。

[0014] 从属权利要求阐明了有利的改进方案。

[0015] 因此，根据本发明提出，在开放式聚光器系统中的光伏模块通过壳体来封装，其中壳体至少在通过凹面镜反射的入射辐射的区域中具有透明盖，并且光伏模块的壳体至少在该透明盖的区域中与该透明盖间隔。

[0016] 设置在壳体内的焦点中的光伏模块是如本身在现有技术中已知的光伏模块，并且由彼此连接的多个太阳能电池组成。例如可以使用在其上各设置有多个太阳能电池的多个芯片，例如具有600个单个的太阳能电池的24个芯片。太阳能电池优选地由硅构成或者由元素周期表的第III主族和第V主族的元素以及锗构成的半导体来构成。特别高的效率可以借助多结太阳能电池(Mehrfachsolarzellen)来实现，其中具有半导体的不同带隙的多个太阳能电池相叠地生长。如同样在现有技术中已经已知的那样，光伏模块通常设置有引向外部的电连接端。

[0017] 在根据本发明的开放式聚光器系统中使用的凹面镜的情况下优选地使用抛物面镜。

[0018] 现在通过根据本发明的太阳能模块在壳体内的构造和布置实现：围绕太阳能模块的壳体和在此透明盖并不位于凹面镜的反射辐射的焦点中，而是位于锥体中。现在通过壳体的透明盖位于辐射锥体中也提供了在透明盖处的小的辐射密度。由此，在封装部中的温度相对于在反射辐射的焦点中(也就是说在光伏模块处)出现的温度明显降低。于是，只有当玻璃板在该位置实际上位于热平衡时才出现温度。由此，也可能的是，为透明盖选择例如玻璃，由此实现高的透光性和小的吸收以及小的反射。本发明的另外的优点在于：通过壳体来完全地包封太阳能模块，使得也提供了对天气影响、灰尘、污物、降雨、湿气和冰雹的防护。此外，密封的封装允许排空或者压力降低。通过这些措施避免在加热所封闭的气体的情况下的过压。此外，可以以惰性气体填充封装部，该惰性气体阻止化学反应譬如氧化。

[0019] 可替选地，可以将带有惰性气体的封装部置于轻微的过压之下。在轻微泄露的情况下气体逸出，但是没有潮湿空气从外部吸入封装部。由于上述问题，所以重要的是，在该构造的情况下安置有压力平衡容器。

[0020] 壳体的透明盖和光伏模块之间的距离有利地选择为使得在壳体的透明盖的区域中入射辐射的光强至少是在光伏模块处的焦点的区域中入射辐射的光强的二分之一、优选地为三分之一、特别优选地为五分之一、并且十分特别优选地为十分之一。

[0021] 有利地对该距离进行精确选择，使得封装部的材料经受得住在照射情况下提高的温度。当透明盖例如由玻璃构成并且所照射的玻璃面是焦点中的表面的五倍时，辐射强度相应地降低到1/5。由此，热量输入也相应地降低。在焦点中的1000倍太阳(1000Sonnen)的聚集度的情况下，辐射聚集度在玻璃面上为200倍太阳(200Sonnen)。
仿真计算得出：在玻璃中的温度降低了270K。

[0022] 在太阳光的吸收率为5％，红外发射率α为0.9并且辐射强度为1000kW/m2的情况下，在示例情况下由玻璃构成的透明盖中的温度为567℃。在不变的材料特性并且辐射强度为200kW/m2的情况下，温度预计为297℃。玻璃片在辐射平衡中的原理用作计算基础。由于对流引起的热传递忽略不计。玻璃片在太阳光的光谱范围中吸收少。玻璃片对于在红外中的能量发射而言近似地表现为黑体。玻璃片上的发射在两个方向上进行。因此，可以根据该计算例如在盖材料方面将硼硅酸盐玻璃用作封装材料。

[0023] 此外，在根据本发明的聚光器系统中优选的是：将带有必要时具有冷却器的光伏模块的壳体通过支承体固定在凹面镜上，使得在来自凹面镜的被反射的辐射的锥体中的精确调整是可能的。

[0024] 关于具有透明盖的壳体的构型，根据本发明的第一实施例提出：壳体本身以及透明盖由玻璃构成。因此，可以将任意玻璃壳体用于该实施形式并且将光伏模块根据上述条件设置在玻璃壳体中。在此，优选的是：以玻璃灯泡的形式构建玻璃壳体。在此，玻璃优选地为硼硅酸盐玻璃、石英玻璃或者玻璃陶瓷。因此，在上述实施形式中玻璃位于辐射锥体中，也就是说在小辐射密度的区域中并且由此在焦点的外部。使用具有弯曲表面的玻璃灯泡还伴随有另外的优点：由此，辐射近似正交地射到玻璃表面上并且因此偏转或者反射很少。光束通过平面平行的玻璃板未被偏转，而是仅仅偏移。反射在这里所介绍的封装技术中是挑战并且在扁平的光入射的情况下增加。因此，在此弯曲的、透明的前盖是有利的。电连接端和必要时冷却水输送部设置有辐射防护部并且例如可以通过熔接在灯泡上的玻璃管而引向外部。

[0025] 在本发明的第二实施形式中提出：壳体通过不透明、不透光的(Opak)壳体壁和在入射辐射的区域中置入的透明盖构成。“Opak(不透光的)”在物理意义中表示“浑浊”或者“不完全透明”。但是，完全不透光的侧壁同样是可能的。在此，壳体和/或透明盖可以双壁地构建，以形成冷却水循环。通过使用冷却水循环以及由此使用壳体和/或透明盖的冷却器进一步保证了明显的温度下降。在此，侧壁并非一定是双壁的，而是也可以被冷却通道通过。不透光侧壁通过对流和辐射的被动冷却也是可能的。在该情况下透明盖也可以仍然由玻璃、优选地由硼硅酸盐玻璃构成。不透明的、不透光壳体壁优选地由金属譬如铝或铜构成。有利的几何实施形式是双壁管，于是针对具有水冷却器的情况在该管的端侧上安置有双壁盖。该实施形式的优点在于：用于壳体和透明盖的冷却水循环也可以与必要时存在的用于光伏模块的冷却水循环组合，也就是说对光伏模块和具有透明盖的壳体使用共同的冷却循环。当然，不透光的盖也可以偏离圆柱体形状。盖并不一定是双壁的，而是也可以设置有用于冷却循环的冷却通道。同样，通过辐射和对流的纯粹被动冷却也是可能的。于是，当透明的前盖单壁地实施时，不透光盖的或者不透光壳体的主动冷却也会是合理的。

[0026] 壳体的不透光部分同样可以具有反射涂层，其通过将入射光向外辐射来降低到壳体壁中的热量输入。

[0027] 在此，壳体的内部空间例如可以以惰性气体填充，或者也可以排空。然而，实际上排除氧气不一定是必须的，然而在封装部中的排除湿气是有利的。为此可以使用干燥剂譬如硅胶，其被引入壳体中。虽然干燥剂具有有限的吸水能力，然而其在高温的情况下又发出湿气并且因此例如可以在聚光器系统的工作中再生。为此，例如可以将带有硅胶的容器安置在封装部上，使得该容器在聚光器系统工作时强烈发热。换气的合适调节可以保证：空气在向外的路径上经过热硅胶并且在此带走湿气。而在进入封装部的路径上空气应经过冷硅胶并且由此被干燥。可以通过磁阀主动地控制气流的调节。通过双金属阀和止回阀的被动调节也是可能的。干燥剂同样可以安置在壳体的送气部或者排气部中。

[0028] 在下文中借助图1至3进一步阐述了本发明。

[0029] 图1示意性地示出了根据本发明的开放式聚光器系统的结构，

[0030] 图2以放大视图示出了玻璃灯泡形式的带有光伏模块的壳体，

[0031] 图3示出了双壁实施形式的带有所置入的玻璃片的壳体，

[0032] 图4示出了具有矩形或圆形的形状以及密封包装的光伏电池、传热器和冷却水连接端的光伏模块，

[0033] 图5示出了穿过面A和B的电导体的横截面，

[0034] 图6示出了矩形模块的封装部，以及

[0035] 图7示出了圆形模块的封装部。

[0036] 现在，图1以剖面图示意性地示出了根据本发明的开放式聚光器系统15的结构。聚光器系统15在根据图1的实施形式的示例情况中由起聚光器作用的凹面镜5构成。在图1中，在聚光器上入射的射束用6来表示并且反射的射束用7来表示。壳体4在图1的示例情况中以玻璃灯泡的形式构建。光伏模块1在玻璃灯泡形式的壳体4中设置在反射的射束的焦点中。在此，带有设置在壳体中的光伏模块1的壳体4通过支承体8固定在聚光器(凹面镜)5上。光伏模块1由施加在冷却体上的多个太阳能电池构成并且具有电连接端9(为此参见图2)，所产生的电流通过这些连接端来取用。

[0037] 从图2中可以详细地得知：光伏模块1在壳体4中、在此在玻璃灯泡中的布置。从而，光伏模块1受到玻璃盖4保护。如从图2得知的那样，玻璃位于辐射锥体中，其中在此与在太阳能电池的表面上相比更小的辐射密度占优势。玻璃保护部的特征在于弯曲的表面。由此，辐射7在玻璃保护部的整个区域中近似正交地射到玻璃表面上并且于是偏转或者反射很小。电连接端和冷却水供给部9设置有辐射保护部并且例如可以通过熔接在底部上的玻璃管向外引导。在6mm的壁厚的玻璃灯泡的壁上为200倍太阳光(200Sonnen)的聚集度的情况下可以将硼硅酸盐玻璃用于封装部。硼硅酸盐玻璃相对于石英玻璃而言更为低廉。
这意味着：封装部也可以相应低廉地实现。在封装部气密密封的情况下排除了湿气渗透，湿气渗透会导致在玻璃表面上的沉积和光伏模块1的退化。壳体4的玻璃灯泡在图2的实施形式中通过连接管与支承体8(为此参见图1)和聚光器5连接。优选地将金属用于支承体
8。由于现在将金属用于支承体8并且壳体4由玻璃构成，所以形成了玻璃-金属过渡。由于在玻璃中的导热小并且由于凸缘不直接位于焦点中，所以在凸缘中的温度低。由此，在连接部位上形成小的机械应力，其由于两种材料的热膨胀系数不同而出现。由此，降低了玻璃破裂的危险。

[0038] 现在，图3示意性地在结构上示出了用于形成壳体和透明盖的第二实施例。在根据图3的这里部分以剖面图示出的实施形式中，冷却水在两个玻璃层10之间流动。为了不产生附加损耗，应该将譬如去离子水用作冷却介质。冷却水管路12可以与光伏电池的冷却体3的冷却水连接端连接并且因此形成冷却水循环。这意味着：冷却水例如可以首先冷却光伏电池2并且接下来冷却封装部。优选地选择该顺序，因为在封装部中会出现更高的工作温度。

[0039] 因为冷却水吸收热能，所以沿流动方向冷却水温度升高。冷却水的温度取决于所设置的体积流量，取决于冷却水流入温度和在要冷却的部件中的温度。为了可以使用热能，冷却水流出温度应该为至少80℃。在此适用：通过更高的温度产生更多使用热能的可能性。但是，在光伏电池中的更高的温度也意味着效率的微小降低以及因此电输入减小。

[0040] 该结构的另一可能性是：将冷却水系统(封装部和光伏模块)分离。这意味着：必须驱动两个冷却水循环。

[0041] 在根据图3的实施形式中，光伏模块1位于模块壳体11中。光伏模块也必须根据尺寸、结构和材料用水冷却并且附加地可以获得热能。在此，壳体模块可以借助用水冷却的前侧而形成由透明材料构成的组件，并且该结构由此对镜面的遮蔽仅仅有微小的贡献。这可以通过将光伏模块1例如放置在双壁管上来实现。此外，特别是当温度频繁变化时，优选要在结构上实现密封的金属-玻璃过渡。壳体也可以由不透光的材料来制造。因为这样仅仅透射最小的辐射成分，所以冷却水可以吸收和使用更多热能。

[0042] 在冷却封装部时，辐射在冷却水中被吸收。在此，在红外波长范围中的吸收非常高。高于能带隙的波长在光伏电池中未被使用，因为辐射的能量不足以将在半导体的价带中的电子提升到导带中。因此，该辐射不能用于产生电流。然而，通过在冷却水中的吸收，可以附加地将能量用于热产生，由此能够实现明显的效率提高和总能量产出。在封装部中由于在玻璃层中的吸收和反射而形成进一步的辐射损耗。然而，由于反射引起的辐射损耗可以通过可选地施加在封装部上的抗反射层来减小。

[0043] 在图4至7中详细地示出了光伏模块1的特定的结构。根据图4的实施形式，光伏模块在此是矩形或者圆形的。模块1由密封包装的聚光器电池2和散热器13(即可以通过该冷却元件来导散热量)构成。该几何形状具有至少两个平行但并不一定平面平行的表面A和B，其间隔几毫米。模块可以具有矩形棱柱或者圆柱体的形状。在此，模块1直接安装在起传热器作用的封装部底部13上。在所照射的面A上安置有聚光器太阳能电池2(未示出)。电导体9a穿透侧A，至少两个电导体构成模块的正的电接触部和负的电接触部。导体9a穿过表面A和B，并且与模块1电绝缘、以机械方式固定并且通过液体不可透过且电绝缘的中间层与在冷却水连接端9b中引导的传热介质在热学上分离。导体9a气密地与围绕的结构连接。在图5中详细示出了电导体穿过光伏模块1和表面A和B，其中详细示出了导体9a的电绝缘部14。构造可以实施为使得面B(未被照射的侧)接近冷却水连接端9b和电接触部9a。在此，封装部和模块在持久被遮蔽的区域中彼此固定，譬如固定在传热器13的下侧上。

[0044] 图6和7详细地示出了相对于光伏模块的封装部(即围绕光伏模块1并且因此也围绕太阳能电池2的部件)的矩形的(图6)或者圆形的(图7)实施形式的实施形式。出于清楚性的原因在此未示出太阳能电池2，但其根据上面的实施例来构造并且集成到聚光器系统中。壳体4保护电池免受环境及其异物的影响。封装壳体4可以不同地实施，例如实施为开放式梨状物、盒子或圆柱体，并且通过在表面B上的气密结构与光伏模块1连接。该气密结构可以是模块1的集成部分或者与模块1焊接、粘合等等在一起。但是，该结构也可以通过如下方式是可拆卸的，其中部件以机械方式结合(譬如通过拧紧)并且通过密封部15a和15b(譬如由弹性体构成的橡胶密封部)来密封。壳体4和模块1之间的过渡位于传热器的被冷却的区域中；因此不需要附加的冷却。

[0045] 整个封装部原则上由壳体4和透明的前玻璃片16或者拱顶结构构成。所封闭的空间被排空、填充有惰性气体(优选地在压力低于大气压的情况下)、气体填充的(譬如氮)、空气填充的，其中空气经处理(譬如干燥器)，使得质量足够避免结构的退化，并且该空间配备有压力平衡容器，以平衡在温度提高的情况下由于气体体积膨胀(譬如膨胀容器)而形成的压力升高。

[0046] 封装壳体4可以由金属制成。

[0047] 封装部满足以下条件：

[0048] 1.该封装部具有足够的机械稳定性：壳体的机械强度大到使得壳体的结构刚性经受得住由于例如大约10m/s的风产生的外部力和通过聚光器的跟踪而产生的运动，并且可以承受光伏模块的重量。

[0049] 2.该封装部在没有主动冷却的情况下保证耐受聚集达到大约1000倍的太阳辐射。

[0050] 3.该封装部具有良好的散热特性(例如通过吸收性表面的处理(提高反射、良好的热管路)或者传热器的使用)，使得可以在跟踪的错误/故障或者误调整的情况下导散热量。

[0051] 4.该封装部配备有可拆除的、透明的、平坦的或倒圆的、例如由玻璃构成的窗板16，聚集的辐射穿透该窗板到太阳能电池上。

[0052] 5.相应被遮蔽的、例如由塑料构成的密封部15a用作窗板和壳体之间的密封部。

[0053] 6.塑料密封部15a安置为使得玻璃窗的热膨胀被平衡，而壳体4进一步地被气密地封闭。通过密封部15a使由作用于玻璃/壳体的机械力引起的应力的输入最小化。

[0054] 7.塑料密封部15a通过与壳体的接触来冷却。

[0055] 8.塑料密封部15a定位为使得其决不暴露于被聚集的辐射(譬如通过遮蔽元件，未示出)。

[0056] 9.壳体4构建为使得壳体4对聚光器镜面的遮蔽最小化。

[0057] 10.窗板16与太阳能电池2间隔，使得在表面上的辐射强度至少以系数2或者更多来降低。这意味着：玻璃面16具有的大小为太阳能电池2的整个面的至少两倍。

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用于太阳辐射的被封装的开放式聚光器系统

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