CN101923209B - 集光装置 - Google Patents

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Abstract

一种集光装置,其包括集光罩及集光透镜。集光罩包括顶部开口及底部开口,顶部开口尺寸大于底部开口尺寸。集光罩呈一漏斗状,并能够将入射到其上的光线进行反射。集光透镜设置于集光罩的顶部开口上,其由中心集光透镜和环形集光透镜组成。中心集光透镜采用菲涅尔镜结构,其包括第一入射面及第一出射面。环形集光透镜采用环形透镜结构,其包括第二入射面及第二出射面。第一入射面与第二入射面连接,第一出射面与第二出射面连接。第一入射面与底部开口的距离大于第二入射面与底部开口的距离,并且第二入射面朝底部开口方向弯曲。本发明集光装置中集光透镜由中心菲涅尔镜结构集光镜及环形透镜结构集光镜组成,能够将更多光线汇聚,太阳能利用率较高。

Description

集光装置
技术领域
本发明涉及一种集光装置,特别涉及一种集聚太阳能的集光装置。
背景技术
为降低环境污染,有效利用各类能源,清洁环保的太阳能已经得到广泛应用。其中太阳能电池是有效利用太阳能的一种方式。目前太阳能电池主要利用太阳能电池板获取太阳能再将其转化为电能并储存起来,太阳能电池板的获取太阳能的过程一般就是直接接受太阳光的照射,单位面积的太阳能电池板接受单位面积的太阳光。采用这样方式获取太阳能具有大面积、低密度及低利用率的特性,所以说如何提供一种集光装置,以提高集光效率,增加太阳能的利用率,成为当前重要课题之一。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种提高集光效率,增加太阳能的利用率的集光装置。
一种集光装置,其包括一集光罩以及一集光透镜。所述集光罩包括一个顶部开口及一个底部开口,所述顶部开口尺寸大于所述底部开口的尺寸。所述集光罩呈一个上大下小的漏斗状,所述集光罩能够将入射到其上的光线进行反射。所述集光透镜设置于所述集光罩的顶部开口上,所述集光透镜由中心集光透镜和环形集光透镜组成。所述中心集光透镜采用菲涅尔镜结构,其包括第一入射面及第一出射面。所述环形集光透镜采用环形透镜结构,其包括第二入射面及第二出射面。所述第一入射面与所述第二入射面连接,所述第一出射面与所述第二出射面连接。所述第一入射面与底部开口的距离大于所述第二入射面与底部开口的距离,并且所述第二入射面朝底部开口方向弯曲。
本发明提供的集光装置利用一集光透镜以及一集光罩对光线进行汇聚,所述集光透镜由中心集光镜以及环形集光镜组成,中心集光镜采用菲涅尔镜结构,环形集光镜采用环形透镜结构,从而能够将更多的光线进行汇聚,使太阳能利用率较高。
附图说明
图1为本发明实施方式提供的集光装置示意图。
图2为图1集光装置的集光透镜俯视图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本发明作进一步的详细说明。
实施方式一
请参阅图1及图2,一种集光装置10,其包括一集光透镜11及一集光罩12。所述集光装置10用于将入射光线汇聚到一光电转化单元20上。在本实施方式中所述光电转化单元20为太阳能电池板,可以将太阳光转化为电能。
所述集光罩12包括一个顶部开口121及一个底部开口122,所述顶部开口121尺寸大于所述底部开口122的尺寸,所述集光罩12呈一个上大下小的漏斗形状。所述顶部开口121上设置所述集光透镜11,所述底部开口122罩设置所述光电转化单元20。所述集光罩12的内表面为一反射面,可以将偏离所述光电转化单元20表面的太阳光通过集光罩12的内表面的多次反射重新聚焦在光电转化单元20的表面上。在本实施方式中,可在所述集光罩12的内表面布设一反射膜,例如一光学多层膜或者全反射金属膜,从而实现光线的反射。
所述集光透镜11设置在所述集光罩12的顶部开口121上,并与之连接。所述集光透镜11由中心集光透镜111和环形集光透镜112组成。所述中心集光透镜111采用菲涅尔镜结构,其包括第一入射面1111以及第一出射面1112,所述第一入射面1111上形成有多个环状凸起的齿纹,所述中心集光透镜111可以将正入射的太阳光线汇聚在所述光电转化单元20上。所述环形集光透镜112采用环形透镜结构,其包括第二入射面1121以及第二出射面1122。所述环形集光透镜112为中间厚边缘薄形状,并且沿所述集光透镜11光轴方向的截面为一凸透镜。所述第一入射面1111与所述第二入射面1121连接,所述第一出射面1112与所述第二出射面1122连接,所述环形集光透镜112与所述中心集光透镜111为一体成型。所述第一入射面1111与底部开口122的距离大于所述第二入射面1121与底部开口122的距离,并且所述第二入射面1121朝底部开口122方向弯曲。从而所述环形集光透镜112能够使斜向入射的太阳光线通过所述环形集光透镜112汇聚到所述光电转化单元20上。
实施方式二
所述集光装置10中的集光罩12为一透明材料构成,而所述集光罩12的外表面为一反射面。在本实施方式中,可在所述集光罩12的外表面布设一反射膜,例如一光学多层膜或者全反射金属膜,从而实现光线的反射。
采用本发明的集光装置10,对于正入射的太阳光,可通过所述集光透镜11的中心集光透镜111汇聚到所述光电转化单元20上。对于斜向入射的部分太阳光,可由所述集光透镜11的环形集光透镜112汇聚到所述光电转化单元20上。另外对于偏离所述光电转化单元20表面的太阳光,可通过集光罩12的多次反射重新聚焦在光电转化单元20的表面上。这样较多的光线能够汇聚到所述光电转化单元20上,太阳能利用率较高。
本发明提供的集光装置利用一集光透镜以及一集光罩对光线进行汇聚,所述集光透镜由中心集光镜以及环形集光镜组成,中心集光镜采用菲涅尔镜结构,环形集光镜采用环形透镜结构,从而能够将更多的光线进行汇聚,使太阳能利用率较高。
本技术领域的普通技术人员应当认识到,以上的实施方式仅是用来说明本发明,而并非用作为对本发明的限定,只要在本发明的实质精神范围之内,对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种集光装置,其包括:
一集光罩,包括一个顶部开口及一个底部开口,所述顶部开口尺寸大于所述底部开口的尺寸,所述集光罩呈一个上大下小的漏斗状,所述集光罩能够将入射到其上的光线进行反射;
一集光透镜,其设置于所述集光罩的顶部开口上,其特征在于,所述集光透镜由中心集光透镜和环形集光透镜组成,所述中心集光透镜采用菲涅尔镜结构,其包括第一入射面及第一出射面,所述环形集光透镜采用环形透镜结构,其包括第二入射面及第二出射面,所述第一入射面与所述第二入射面连接,所述第一出射面与所述第二出射面连接,所述第一入射面与底部开口的距离大于所述第二入射面与底部开口的距离,并且所述第二入射面朝底部开口方向弯曲。
2.如权利要求1所述的集光装置,其特征在于,所述中心集光透镜的第一入射面上形成有多个环状凸起的齿纹。
3.如权利要求1所述的集光装置,其特征在于,所述中心集光透镜与所述环形集光透镜为一体成型。
4.如权利要求1所述的集光装置,其特征在于,所述环形集光透镜为中间厚边缘薄形状,并且沿所述集光透镜光轴方向的截面为一凸透镜。
5.如权利要求1所述的集光装置,其特征在于,所述集光罩的内表面布设一反射膜,可实现光线反射,所述反射膜为光学多层膜或者全反射金属膜。
6.如权利要求1所述的集光装置,其特征在于,所述集光罩为透明材料构成,其外表面布设一反射膜,可实现光线反射,所述全反射膜为光学多层膜或者全反射金属膜。
7.如权利要求1所述的集光装置,其特征在于,所述集光罩底部开口罩设一光电转化单元,所述光电转化单元为太阳能电池板。
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