CN100504451C - 一种太阳能采集板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能采集板及其制造方法，包括采集板和排列在采集板上的若干透镜。采用一块太阳能采集板，在所述的太阳能采集板上排列有若干个采集能量的菲涅尔透镜，每个菲涅尔透镜对应一块太阳能电池，再对所有太阳能电池所收集到的能量进行会聚，这样，同时采集到的能量就很大，而且如果需要获得更大的能量，只需要增加菲涅尔透镜的数量就可以很方便地实现，能够满足各个行业对能量大小的要求，使太阳能这种洁净的能源得到了非常充分的利用。
Description
【技术领域】
本发明涉及太阳能采集板，特别涉及太阳能采集板的制造方法。
【背景技术】
太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量(约为3.75×1026W)的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然气等)从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。
据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用，只有300多年的历史。真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”，“未来能源结构的基础”，则是近来的事。20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛进，太阳能利用日新月异。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀作功而抽水的机器。在1615年～1900年之间，世界上又研制成多台太阳能动力装置和一些其它太阳能装置。这些动力装置几乎全部采用聚光方式采集阳光，发动机功率不大，工质主要是水蒸汽，价格昂贵，实用价值不大，大部分为太阳能爱好者个人研究制造。
由于大量燃烧矿物能源，造成了全球性的环境污染和生态破坏，对人类的生存和发展构成威胁。1995年国家计委、国家科委和国家经贸委制定了《新能源和可再生能源发展纲要》(1996-2010)，明确提出我国在1996-2010年新能源和可再生能源的发展目标、任务以及相应的对策和措施。这些文件的制定和实施，对进一步推动我国太阳能事业发挥了重要作用。
目前，太阳能已经在多个行业得到了一定的应用，一般采用单个透镜对太阳能进行采集，由于单个透镜对能量的采集是有一定限制的，采集到的能量有限，不能满足人们对能量的大量需求，尤其是发电等需要大量的能量才能进行的行业根本利用不了太阳能，使人们对太阳能的利用得到了很大的限制。另外，一般采用的透镜焦距较长，并且透镜一直是水平的，所以在太阳日照斜度大的情况下能量就不集中，这样太阳能电池收集到的能量就很有限；一定面积的太阳能电池收集到的能量有限；基本采用单层采集透镜，面积一定时焦距不够短、占用空间大。
所以，如何采用最有效的方法来实现对太阳能的大量采集，使太阳能能够满足所有行业的需要成为国际能源组织和开发人员研究的重要课题。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种太阳能采集板的制造方法，能够生产采集到大量的太阳能量的太阳能采集板，满足不同行业对太阳能的能量要求，使太阳能能够应用于各行各业。
为实现上述目的，本发明提出了一种太阳能采集板的制造方法，包括如下步骤：
模芯加工步骤：选取合适焦距的正焦距模芯，切割成所需大小，拼装成列阵板；
电铸步骤：对拼装好的列阵板进行电铸，电铸出负焦距模板；
修整步骤：所述修整步骤对电铸后的模板进行修整加工；
嵌板步骤：选取合适的抗老化板材，切割成与模板相当的大小，将板材嵌放入模板及光学平板间；
滚压成型步骤：送入滚压式镜片成型机进行滚压成型；
镀膜步骤：在透镜的外面镀上防紫外膜。
本发明的有益效果：采用本发明所制造的块太阳能采集板，在所述的太阳能采集板上排列有若干个采集能量的菲涅尔透镜，每个菲涅尔透镜对应一块太阳能电池，再对所有太阳能电池所收集到的能量进行会聚，这样，同时采集到的能量就很大，而且如果需要获得更大的能量，只需要增加菲涅尔透镜的数量就可以很方便地实现，能够满足各个行业对能量大小的要求，使太阳能这种洁净的能源得到了非常充分的利用，对人类能源和环境科学方面具有划时代的意义。另外，本发明可以将焦距做得更短，使阳光斜照时能量也能相对集中；也可以配有时间同步器，这样在太阳日照斜度大的情况下能量也能够相对集中，实现了小面积大能量；整个采集板的造价低，同样面积的太阳能硅光电池配用采集板后所采集的能量是原来的数十倍甚至更多倍；还可以将两个或多个采集板进行复合使用，以实现短焦距大能量采集。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明太阳能采集板的结构示意图；
图2是本发明太阳能采集板的制造方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
如图2所示为本发明太阳能采集板的制造方法的工艺流程图；包括如下步骤：模芯加工步骤21：选取合适焦距的正焦距模芯，切割成所需大小，拼装成列阵板；电铸步骤22：对拼装好的列阵板进行电铸，电铸出负焦距模板；修整步骤23对电铸后的模板进行修整加工；嵌板步骤24：选取合适的抗老化板材，切割成与模板相当的大小，将板材嵌放入模板及光学平板间；滚压成型步骤25：送入滚压式镜片成型机进行滚压成型；镀膜步骤26：在透镜的外面镀上防紫外膜。
模芯加工步骤21中选取模芯并切割后拼装成列阵板，其大小可以达到1平方米或更大；模芯的数量可以根据需要自行确定，需要的能量越大就要选取更多的模芯，模芯的数量理论上可以是无穷多个，这样理论上的能量就可以达到无穷大，就可以适用于所有需要能量的领域，原来因为能量不够而不能应用的领域现在都可以很方便的应用。对电铸后的模板进行边角修整是为嵌板步骤24做准备，嵌板所采用的材料没有特别的要求，普通的抗老化材料就可以，如PVC、PMMA或PC等抗老化材料，嵌板步骤24完成后对镜片进行滚压成型，这样，一整块的太阳能采集板就基本完成。
如图1所示为由本发明所制造的太阳能采集板的结构示意图；包括采集板1和排列在采集板1上的若干透镜2。所述的采集板1对材料没有特殊的要求，可以采用普通的抗老化材料。在采集板1上排列有若干透镜2，透镜2用来采集太阳能，每个透镜2对应一个太阳能电池，太阳能电池对采集到的能量进行收集，并将收集到的太阳能进行会聚，这样就形成了很大的能量。假设原来一个透镜一秒钟只能采集到100J的能量，如果现在在采集板1上排列有9个透镜2，那么一秒钟采集到的能量就是900J，是原来的9倍，如果需要更大的能量，只需要在采集板1上排列更多的透镜2。
透镜2采用菲涅尔透镜。菲涅尔透镜的外形是圆形或方形的有机玻璃或玻璃制造的平板，厚度为0.5-5毫米。利用菲涅尔透镜原理在所需的平面上加工成相对大小数量的菲涅尔正焦距列阵透镜2，当阳光通过该平板时，在相对焦距处产生相对数量的能量光斑，完成太阳能的采集工作。加工的过程是对模板加工选取所需焦距的正焦距模芯，切割成所需的大小拼装成列阵板，其大小可以达到1平方米或更大；再在上面电铸出负焦距模板，厚度为1-2毫米，根据面积的不同大小也不同；完成电铸后对模板进行修整加工；最后选取抗老化材料，可以采用PVC、PMMA或PC等抗老化材料，对材料进行切割，将板材嵌放入模板及光学平板间，送入滚压式镜片成型机完成成型。
为进一步更好的利用本发明，还可以将单个透镜2的焦距做得更短，这样太阳光斜照在透镜2上与垂直照射时的会聚点不会有太大的偏移，使能量更集中，目前的短焦距已经可以做到200mm以下，而且焦距越短整个产品的体积就可以做到更小。还可以在采集板1上配有时间同步器，随着太阳斜照角度的不同，采集板也对自身的斜度进行调整，实现采集板自动跟随太阳转的功能，这样，即使是在太阳斜照的情况下，也能够采集到相对集中的能量，可以做到小面积大能量。由于对采集板没有太多特殊的要求，所以整个采集板的造价很低；使用同样面积的太阳能硅光电池配用采集板以后所采集的能量是原来的数十倍甚至更多倍。为使透镜的焦距更短，还可以采用复合透镜采集板，在一个位置同时使用两个叠加的透镜或者将两层采集板进行叠加使用，这样焦距就会更短，采集的能量就会更集中。
Claims (1)
1.一种太阳能采集板的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
模芯加工步骤(21)：选取合适焦距的正焦距模芯，切割成所需大小，拼装成列阵板；
电铸步骤(22)：对拼装好的列阵板进行电铸，电铸出负焦距模板；
修整步骤(23)：对电铸后的模板进行修整加工；
嵌板步骤(24)：选取合适的抗老化板材，切割成与模板相当的大小，将板材嵌放入模板及光学平板间；
滚压成型步骤(25)：送入滚压式镜片成型机进行滚压成型；
镀膜步骤(26)：在透镜的外面镀上防紫外膜。
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