一種聚光光伏二次聚光鏡之改進(jìn)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能光伏發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種聚光光伏二次聚光鏡之改進(jìn)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著傳統(tǒng)能源的日益枯竭和環(huán)境污染的不斷加劇，開發(fā)可再生的清潔能源已經(jīng)成為全世界面臨的共同課題。在各種形式的新能源開發(fā)中，利用太陽能來發(fā)電的光伏技術(shù)備受矚目，但光伏發(fā)電作為社會(huì)整體能源結(jié)構(gòu)的組成部分所占比例非常低，造成這種狀況的主要原因是光伏發(fā)電的成本太高。所以，降低發(fā)電成本是目前光伏技術(shù)面臨的首要任務(wù)，有效途徑之一是采用聚光太陽電池，用比較便宜的菲涅耳透鏡聚光器來部分代替昂貴的太陽電池，這就是所謂的聚光型光伏技術(shù)。
[0003]采用聚光型光伏技術(shù)的高倍聚光光伏模組都需要配備高精度的雙軸跟蹤系統(tǒng)。但是，由于雙軸跟蹤系統(tǒng)的跟蹤誤差會(huì)大大降低聚光太陽能電池接收到的光能量。同時(shí)，由于菲涅耳透鏡高倍聚焦光斑的熱點(diǎn)效應(yīng)、聚光太陽能電池對(duì)光斑強(qiáng)度分布均勻性的依賴性以及系統(tǒng)安裝精度的限制，高倍聚光光伏系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率會(huì)受到很大限制。基于目前聚光光伏技術(shù)中菲涅爾透鏡聚焦光斑的熱斑效應(yīng)，聚焦光斑很難完全的匯聚到太陽電池的有效受光面積上，因此需要增加二次聚光元件，由于目前的一些二次聚光原件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，聚光效果有限，加工和裝配有一定困難，因此對(duì)二次聚光鏡的設(shè)計(jì)改進(jìn)尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理可靠、裝配快、成本低、性能優(yōu)越的聚光光伏二次聚光鏡之改進(jìn)結(jié)構(gòu)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為:一種聚光光伏二次聚光鏡之改進(jìn)結(jié)構(gòu)，包括有設(shè)于一次聚光鏡菲涅爾透鏡和太陽能電池之間的二次聚光鏡本體，所述二次聚光鏡本體設(shè)有上表面、下表面及四個(gè)相同的側(cè)面，其中，所述上表面為截頂球曲面，為二次聚光的光線入射面，且該截頂球曲面截后的頂面為圓平面；所述下表面為正方形平面，為二次聚光的光線出射面；所述側(cè)面為扇形面，為二次聚光的反射平面，且該扇形面的底為上述正方形平面的邊；所述下表面平行于圓平面，且其中心與圓平面中心的連線垂直于圓平面；所述截頂球曲面的四個(gè)頂點(diǎn)在同一個(gè)平面上，由該四個(gè)頂點(diǎn)構(gòu)成的平面平行于圓平面，且該四個(gè)頂點(diǎn)到圓平面中心的距離相等；所述下表面粘結(jié)到太陽能電池上，其形狀與太陽能電池相適配，其尺寸小于太陽能電池的有效受光面積；進(jìn)入上表面的光線一部分通過截頂球曲面的曲面和圓平面直接聚焦到下表面，一部分射到四個(gè)側(cè)面上通過四個(gè)側(cè)面反射到下表面，再進(jìn)入太陽能電池的有效受光面上。
[0006]所述側(cè)面與下表面的夾角大于100°，小于160°
[0007]所述圓平面的面積大于正方形平面。
[0008]所述上表面的光線入射面積大于下表面的光線出射面積。
[0009]所述上表面、下表面、側(cè)面保持有平整度。
[0010]所述二次聚光鏡本體由玻璃材質(zhì)，或與玻璃折射率、透過率相同的材質(zhì)制造。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果:
[0012]1、本發(fā)明的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，這樣便于加工，可降低成本。
[0013]2、本發(fā)明上表面的圓平面減小了球面對(duì)光線的聚光效果，使到達(dá)下表面的光斑能量均勻，而上表面的球曲面，也很好地起到了二次聚光的效果。
[0014]3、本發(fā)明是直接粘接到太陽能電池上，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化批量安裝。
[0015]4、本發(fā)明的光線出射面尺寸略小于太陽能電池的有效受光面積，這樣在保證所有匯聚光聚集到太陽能電池有效受光面積的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)上大批量自動(dòng)化生產(chǎn)。
[0016]5、本發(fā)明的材料為玻璃或近似材質(zhì)，穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性都較好，從而保證太陽電池長(zhǎng)期高效的工作。
[0017]6、本發(fā)明裝配快、實(shí)施容易、生產(chǎn)成本較低，適合于大批量工業(yè)生產(chǎn)，應(yīng)用范圍廣，市場(chǎng)前景好。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的立體圖之一。
[0019]圖2為本發(fā)明的立體圖之二。
[0020]圖3為本發(fā)明的立體圖之三。
[0021]圖4為本發(fā)明的主視圖。
[0022]圖5為本發(fā)明的俯視圖。
[0023]圖6為本發(fā)明的仰視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0025]如圖1至圖6所示，本實(shí)施例所述的聚光光伏二次聚光鏡之改進(jìn)結(jié)構(gòu)，包括有設(shè)于一次聚光鏡菲涅爾透鏡和太陽能電池之間的二次聚光鏡本體，該二次聚光鏡本體由玻璃材質(zhì)，或與玻璃折射率、透過率相同的材質(zhì)制造，穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性都較好，從而保證太陽電池長(zhǎng)期高效的工作；其中，所述二次聚光鏡本體設(shè)有上表面1、下表面2及四個(gè)相同的側(cè)面3，各個(gè)表面必須保持有一定的平整度；所述上表面I為截頂球曲面，為二次聚光的光線入射面，且該截頂球曲面截后的頂面為圓平面；所述下表面2為正方形平面，為二次聚光的光線出射面；所述側(cè)面3為扇形面，為二次聚光的反射平面，且該扇形面的底為上述正方形平面的邊；所述下表面2平行于圓平面，且其中心與圓平面中心的連線垂直于圓平面，所述圓平面的面積大于正方形平面；所述截頂球曲面的四個(gè)頂點(diǎn)在同一個(gè)平面上，由該四個(gè)頂點(diǎn)構(gòu)成的平面平行于圓平面，且該四個(gè)頂點(diǎn)到圓平面中心的距離相等；所述下表面2是直接粘結(jié)到太陽能電池上，其形狀與太陽能電池相適配，其尺寸略小于太陽能電池的有效受光面積；此外，所述側(cè)面3與下表面2的夾角大于100°，小于160° ;所述上表面I的光線入射面積大于下表面2的光線出射面積。
[0026]工作時(shí)，進(jìn)入上表面I的光線一部分通過截頂球曲面的曲面和圓平面直接聚焦到下表面2，一部分射到四個(gè)側(cè)面3上通過四個(gè)側(cè)面3反射到下表面2，再進(jìn)入太陽能電池的有效受光面上。光線出射面尺寸略小于太陽能電池的有效受光面積，保證了所有匯聚光能夠聚集到太陽能電池的有效受光面上。
[0027]綜上所述，在采用以上方案后，本發(fā)明不僅體積小、重量輕、固定方式簡(jiǎn)單，且可在所有匯聚光聚集在太陽能電池有效受光面積的前提下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化大批量安裝，而且也解決了聚光光伏對(duì)環(huán)境溫度的適應(yīng)性，從而保證太陽電池長(zhǎng)期高效的工作?？傊?，太陽能電池的高效率與產(chǎn)業(yè)化的實(shí)現(xiàn)保證了本聚光光伏接收器廣闊的市場(chǎng)前景，值得推廣。
[0028]以上所述之實(shí)施例子只為本發(fā)明之較佳實(shí)施例，并非以此限制本發(fā)明的實(shí)施范圍，故凡依本發(fā)明之形狀、原理所作的變化，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚光光伏二次聚光鏡之改進(jìn)結(jié)構(gòu)，包括有設(shè)于一次聚光鏡菲涅爾透鏡和太陽能電池之間的二次聚光鏡本體，其特征在于:所述二次聚光鏡本體設(shè)有上表面(1)、下表面(2)及四個(gè)相同的側(cè)面(3)，其中，所述上表面(I)為截頂球曲面，為二次聚光的光線入射面，且該截頂球曲面截后的頂面為圓平面；所述下表面(2)為正方形平面，為二次聚光的光線出射面；所述側(cè)面(3)為扇形面，為二次聚光的反射平面，且該扇形面的底為上述正方形平面的邊；所述下表面(2)平行于圓平面，且其中心與圓平面中心的連線垂直于圓平面；所述截頂球曲面的四個(gè)頂點(diǎn)在同一個(gè)平面上，由該四個(gè)頂點(diǎn)構(gòu)成的平面平行于圓平面，且該四個(gè)頂點(diǎn)到圓平面中心的距離相等；所述下表面(2)粘結(jié)到太陽能電池上，其形狀與太陽能電池相適配，其尺寸小于太陽能電池的有效受光面積；進(jìn)入上表面(I)的光線一部分通過截頂球曲面的曲面和圓平面直接聚焦到下表面(2)，一部分射到四個(gè)側(cè)面(3)上通過四個(gè)側(cè)面(3)反射到下表面(2)，再進(jìn)入太陽能電池的有效受光面上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚光光伏二次聚光鏡之改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述側(cè)面⑶與下表面⑵的夾角大于100°，小于160°。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚光光伏二次聚光鏡之改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述圓平面的面積大于正方形平面。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚光光伏二次聚光鏡之改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上表面(I)的光線入射面積大于下表面(2)的光線出射面積。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚光光伏二次聚光鏡之改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上表面(1)、下表面(2)、側(cè)面(3)保持有平整度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚光光伏二次聚光鏡之改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述二次聚光鏡本體由玻璃材質(zhì)，或與玻璃折射率、透過率相同的材質(zhì)制造。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚光光伏二次聚光鏡之改進(jìn)結(jié)構(gòu)，包括二次聚光鏡本體，二次聚光鏡本體設(shè)有上表面、下表面及四個(gè)相同的側(cè)面，上表面為截頂球曲面，為二次聚光的光線入射面，該截頂球曲面截后的頂面為圓平面；下表面為正方形平面，為二次聚光的光線出射面；側(cè)面為扇形面，為二次聚光的反射平面，該扇形面的底為上述正方形平面的邊；下表面平行于圓平面，其中心與圓平面中心的連線垂直于圓平面；截頂球曲面的四個(gè)頂點(diǎn)在同一個(gè)平面上，由四個(gè)頂點(diǎn)構(gòu)成的平面平行于圓平面，四個(gè)頂點(diǎn)到圓平面中心的距離相等；下表面粘結(jié)到太陽能電池上，其尺寸小于太陽能電池的有效受光面積。本發(fā)明具有體積小、重量輕、裝配快、成本低、性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H01L31/054, G02B1/00, G02B19/00
【公開號(hào)】CN104932088
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510309033
【發(fā)明人】王智勇, 郭麗敏, 劉友強(qiáng), 楊光輝, 陳丙振, 代明崇, 楊翠柏
【申請(qǐng)人】瑞德興陽新能源技術(shù)有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年6月5日