CN102263526A - 高聚光比的太阳能系统 - Google Patents

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Abstract

一种高聚光比的太阳能系统，至少设一反射盘、一聚光系统、数个小太阳能板及一散热系统；主要是在反射盘的前方，设有由多个单元体所组成的聚光系统，每一个单元体又包含有一凸透镜部及一角锥部；则由反射盘集中的光束，再经聚光系统的二次聚焦，将太阳光的聚焦比提高到约1500倍以上，不但收集更多的日光能量，而且能降低成本为特色。

Description

高聚光比的太阳能系统
技术领域
本发明高聚光比的太阳能系统，为一种经过二次光学的聚焦，将太阳光的聚焦比提高到约1500倍以上，为一种经济型的太阳光系统设计。
背景技术
太阳被科学家喻为大自然用之不尽、取之不竭的活力泉源，具有丰沛的光能与热能，这种能量可以直接取之使用，也可加以储存并转换成新的能量，不但具有环保、低污染、不需大型厂房等优点，且太阳的光及热经过特别设计的转换及储存，又可以使用在园艺、造景、室内照明、发电(热)等能源产业，用途十分广泛。
然而，虽然太阳光(热)是取之不尽，但是照射在大地上时，在每一照射土地的单位面积里的能量而言，却是很低的，因此，想要利用太阳能是必需把太阳光线予以聚集，将大范围的太阳光集中在更小的区域里，就是将聚光比调高，才能充分的利用太阳能；另外由于太阳能板的造价较高，因此如何提供一种更高聚光比的太阳能系统，就是能将太阳能系统普及的重要因素。
在常用太阳能系统的先前专利里，如美国专利第7109461B6号及第5153780号专利里，揭露了以大反射镜将光束集中，并于焦点附近放置多面排成矩阵陈列的太阳板，以提供能量的收集，但这种单纯的将太阳光束反射，能将广大面积的日光聚集起来，但聚焦比并不高，一般只能有400-500倍之间，对于昂贵的太阳能板而言，付出的成本仍为太高；再如美国专利公开第2009/0277498A1号利用一个玻璃球放在大反射面镜焦点上，后方再放置角锥导光体及太阳能板，但由于玻璃球本身并无聚焦作用，而平面角锥体聚焦比很小，故整体的聚焦比虽略有提升，但并无法大辐提升，是诸常用案件的缺点
发明内容
本发明的主要目的，以大反射镜将光线集中，在焦点附近再放置由凸透镜部结合角锥部共同组成的聚光系统，能第二次的收束光线，将光的聚焦比提高到1500倍左右，则在聚光系统的角锥部底部放置太阳能板，可以十分有效率的将光能收集，转换成其他的功(例如：电能)输出，为本发明的特色。
一种高聚光比的太阳能系统，至少包含有：一反射盘，具有一弧形盘面，并由一支架所枢接；一聚光系统，设于反射盘的弧形盘面前方，该聚光系统由多个单元体所组成，每一个单元体包含有一凸透镜部及一角锥部；数个太阳能板，分别固定于聚光系统的角锥部底端；一散热系统，设于所述太阳能板的后方。
本发明是一种将太阳能系统中，具有二次聚光的设计，使得聚光比计算可以达到1500倍，较常用的400至500倍而言，整整多了三倍，因此不但收集的能量更多，而且将更多的光源注入小小块的太阳能板里，使得太阳能系统中最昂贵的成本(太阳能板)予以降低，能使太阳能的产业更提升一大步，达到了有益的技术效果。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的聚光系统立体外观图1；
图3为本发明的聚光系统立体外观图2；
图4为本发明的聚光系统剖视放大图；
图5为本发明的聚光系统另一实施例图。
附图标记说明：
10支架；20反射盘；21盘面；30聚光系统；31单元体；310凸透镜部；311角锥部；312连接盘体；40太阳能板；50散热系统；60聚光系统；61单元体；610凸透镜部；611角锥部；L光束；A角度。
具体实施方式
为使审查员能清楚了解本发明的内容，仅以下列说明搭配图式，说明如后。
请参看图1所示，本发明至少包含有：
一反射盘20，具有一弧形盘面21，并由一支架10所枢接，该支架10与反射盘20之间可组设有追日系统，用以追踪太阳的位移；惟该追日系统的转向设计，为另一发明案中所述，也可由常用组件直接放置，故本发明对此不另作赘述。
一聚光系统30，设于反射盘20的弧形盘面21焦点的前附近，请配合参看图1、4所示，该聚光系统30由多个单元体31所组成，每一个单元体31包含有一凸透镜部310及一角锥部311，该凸透镜部310可以将前方区域由反射盘20的盘面21所反射回来的光束L全部收集，并由角锥部311导引再集中收束至底部。
请配合参看图2、3所示，为聚光系统30的整体实施例，由一体成型的方式设置聚光系统30，由一圆形的连接盘体312为基材，在该连接盘体312上直接成型多数个单元体31，同时在连接盘体312一侧设有凸透镜部310，而另一侧则相对各设有角锥部311，此种一体成型的方式，在设置上更为方便而直接。
但在实施本发明时，并不局限于图2、3所示一体成型的聚光系统30，也可将上述结构的数个单元体31予以聚集紧密排列形成一聚光系统30也能达到同样的功效。
数个太阳能板40，分别固定于聚光系统30的角锥部311底端，能接收由凸透镜部310收集，并由角锥部311聚集的光束L，以储存广大面积的太阳能。
一散热系统50，设于诸太阳能板40的后方，能有利于光与热的储存。
本发明在使用时，如图1-3所示，当太阳光照射时，该照射的太阳张角约有半角0.26度的角度A(但由于反射盘及其他元件制造误差或外界强风等干扰整个系统必须容许半角0.5度以上的公差)，故光束L经反射盘20的弧形盘面21反射后，仍具有一定的扩散面，而本发明的聚光系统30以每一个独立单元体31的凸透镜部310将前方区域内的光束L收集，并由角锥部311导引再集中收束至底部的太阳能板40，使小面积的太阳能板40接收极大面积的日光，达到高聚光比的目的，不但能收集更多的日光能源，同时能节省很多的太阳能板40，为一种经济效益高，且进步性佳的发明。
惟，本发明的聚光系统30，诸单元体31的凸透镜部310顶面可如图4所示，排列为一凸出弧面，但实际使用时，也可如图5所示，该聚光系统60所设的诸单元体61，于一端设凸透镜部610，而另一端设角锥部611，但该凸透镜部610的顶端排列形成一凹弧面，将其放置于反射盘焦点之后仍能达到本发明的效果。
因此，本发明是一种将太阳能系统中，具有二次聚光的设计，使得聚光比计算可以达到1500倍，较常用的400至500倍而言，整整多了三倍，因此不但收集的能量更多，而且将更多的光源注入小小块的太阳能板里，使得太阳能系统中最昂贵的成本(太阳能板)予以降低，能使太阳能的产业更提升一大步，为本发明的主要优点。
以上对本发明的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高聚光比的太阳能系统，其特征在于，至少包含有：
一反射盘，具有一弧形盘面，并由一支架所枢接；
一聚光系统，设于反射盘的弧形盘面前方，该聚光系统由多个单元体所组成，每一个单元体包含有一凸透镜部及一角锥部；
数个太阳能板，分别固定于聚光系统的角锥部底端；
一散热系统，设于所述太阳能板的后方。
2.如权利要求1所述的高聚光比的太阳能系统，其特征在于，该支架与反射盘之间组设有追踪太阳的追日系统。
3.如权利要求1所述的高聚光比的太阳能系统，其特征在于，该聚光系统由一体成型的方式设置多数个单元体。
4.如权利要求1所述的高聚光比的太阳能系统，其特征在于，该多数个单元体以紧密排列构成一聚光系统。
5.如权利要求3所述的高聚光比的太阳能系统，其特征在于，该一体成型的聚光系统，由一圆形的连接盘体为基材，在该连接盘体上直接成型多数个单元体。
6.如权利要求1所述的高聚光比的太阳能系统，其特征在于，所述单元体的凸透镜部顶面排列为一凸出弧面。
7.如权利要求1所述的高聚光比的太阳能系统，其特征在于，所述单元体的凸透镜部顶面排列为一凹弧面。
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