CN102272948A - 太阳光棱镜收集器 - Google Patents

太阳光棱镜收集器 Download PDF

Info

Publication number
CN102272948A
CN102272948A CN2009801531999A CN200980153199A CN102272948A CN 102272948 A CN102272948 A CN 102272948A CN 2009801531999 A CN2009801531999 A CN 2009801531999A CN 200980153199 A CN200980153199 A CN 200980153199A CN 102272948 A CN102272948 A CN 102272948A
Authority
CN
China
Prior art keywords
adjuster
concentrator
light
collection device
sunlight collection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2009801531999A
Other languages
English (en)
Inventor
伊塔·巴卢齐
戈嫩·芬克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PYTHAGORAS SOLAR Inc
Original Assignee
PYTHAGORAS SOLAR Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PYTHAGORAS SOLAR Inc filed Critical PYTHAGORAS SOLAR Inc
Publication of CN102272948A publication Critical patent/CN102272948A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/0547Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the reflecting type, e.g. parabolic mirrors, concentrators using total internal reflection
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

本发明提供了一种太阳光收集器,所述收集器用于接收来自角度范围的光,所述范围包括构成接收角的第一范围,以及构成所述第一范围以外的角度的第二范围。所述收集器进一步包括光电池和调整器,该调整器用于调整收集器对位于第二范围内的观察者显现的图像,并构成可见光源,该可见光对于所述第二范围内的观察者是可见的。

Description

太阳光棱镜收集器
技术领域
本发明涉及太阳光收集器,尤其涉及用于将光进行集中的收集器。
背景技术
众所周知,能够通过各种方法利用太阳光产生可用的能量。其中一种方法为使用光电池将太阳光转换为电。太阳光收集器通常用于收集阳光或其他光并将其导向光电池。通常,设置聚光器以便将光从一个区域聚集到远远小于该区域的光电池。
通常,光电池的颜色为深蓝色或黑色,使得收集器也具有类似的颜色。结果,当将这种收集器安装到建筑物上时,它非常显眼,尤其是当安装这种收集器的建筑物的区域具有对比颜色时,就更加显眼。
发明内容
本发明一方面提供了一种太阳光收集器,用于接收来自角度范围的光,所述范围包括构成接收角的第一范围,以及构成所述第一范围以外的角度的第二范围。所述收集器进一步包括光电池和调整器,该调整器用于调整收集器对位于第二范围内的观察者显现的图像,并构成可见光源,该可见光对于所述第二范围内的观察者是可见的。
本发明的另一方面提供了一种太阳光收集器,包括:
●棱镜聚光器,具有进入口,该进入口用于接收来自角度范围的光,所述范围包括构成聚光器的接收角的第一范围,以及构成所述第一范围以外的角度的第二范围;
●光电池,与所述聚光器设置在一起,使得在所述第一范围内照射所述进入口的光到达该光电池;以及
●调整器,构成预定颜色的可见光源,即从该可见光源发出光,该调整器与所述聚光器设置在一起,使得所述可见光对于所述第二范围内的观察者是可见的(即所述可见光源位于沿着在第二范围内照射到进入口上的光的光路,因此,从调整器发出的至少部分光将会以一定角度到达进入口使得所述至少部分光在第二范围内被拒绝)。另外,在第二范围内照射到进入口上的光可能到达所述调整器。
所述聚光器具有三角形截面,该三角形截面的第一侧构成接收面,第二侧构成所述进入口,以及第三侧构成底部反射面;所述调整器被形成为与所述聚光器相同,并与所述聚光器设置在一起,使得所述聚光器和所述调整器的各自第二侧彼此平行,并使所述聚光器和所述调整器的各自第三侧彼此面对且平行。所述聚光器的所述第二侧和所述第三侧之间的角度等于所述聚光器的全内反射的角度。
如上述所述的太阳光收集器允许位于接收角外的观察者看到来自于调整器的光。因此收集器的颜色,至少对于位于接收角外的观察者而言,是至少部分由调整器决定。
此处可以理解的是,在说明书和权利要求书中的术语“源”应当根据其最广义的定义来理解,包括但不限于将一种能量转换为可见光(例如,通过使用如LED等发光源将电能转换为可见光),对在一定波长范围内的入射光进行反射,使得反射光为预定颜色,该颜色与照射时的光(即仅有部分波长被反射)的颜色不同,例如采用荧光方式或将来自于外部源入射光重定向为所需角度等方式,将第一频率的光转换为第二频率的光(是指第二波长的光源)。进一步应当理解的是,术语“发出”应当理解为用于描述光来自于这种源。
所述调整器的位置不会阻碍在所述第一范围内照射到所述进入口上的光到达所述光电池。
所述调整器可以用于改变光的外观颜色,例如通过对到达的光中可见光谱内的特定波长范围的光进行反射,使得反射光具有与照射时的光(通常为白光)不同的颜色。具体地,这可以通过吸收预定波长的照射时的光来实现,从而为反射光赋予预定颜色。
所述调整器可以包括光发射器,如一个或多个LED,用于发出预定颜色的光。例如,该光发射器可以包括三个LED,分别用于发出红光、蓝光和绿光。可以进一步设置控制器来控制各个LED的运行。
所述聚光器可以进一步包括底部反射面,用于通过全内反射对来自于所述第一范围的至少部分光进行反射,该收集器进一步包括镜面,该镜面与所述底部反射面设置在一起,用于将穿过聚光器的光反射到调整器。
所述进入口可以在所述底部反射面的第一端与所述底部反射面交汇,所述镜面在所述底部反射面的第二端与所述底部反射面交汇,所述调整器靠近或位于所述底部反射面的所述第一端。
所述底部反射面包括彼此成一角度的两个面。例如,所述镜面被设置为与所述两个面的中的第一面大致平行并与其分开小的间隔。所述镜面从所述第一面突出,突出部分相对于所述两个面中的第二面成一角度,所述调整器横跨于所述第二面与所述镜面之间。
可选地,所述调整器可以被设置为平行于所述两个面中的第二面,并与其分开小的间隔。
所述聚光器可以包括底部反射面,用于通过全内反射将来自于所述第一范围的光反射到所述光电池,所述收集器进一步包括位于所述底部反射面之下的具有双重用途的面,该面被形成为具有多个齿的锯齿形截面,每个齿具有前表面和后表面,每个所述表面被交替地形成为镜面或部分所述调整器。所述锯齿形结构的镜面被设置为以使将来自于第一范围的光反射到所述光电池,而该光并不会通过全内反射进行反射。
所述镜面可以构成所述前表面,而所述部分所述调整器构成所述后表面。可选地,所述镜面构成所述后表面,而所述部分所述调整器构成所述前表面。
所述聚光器可以包括被形成为具有多个齿的锯齿形截面的底面,每个齿具有前表面和后表面,每个所述表面被交替地形成为反射面或设置有部分所述调整器,每个所述反射面用于通过全内反射对来自于第一范围的光进行反射,或者通过底镜对该光进行折射。
所述反射面构成所述前表面,所述后表面上设置有所述部分所述调整器。可选地,所述反射面构成所述后表面,所述前表面上设置有所述部分所述调整器。在所述底部反射面之下可以设置镜面。
所述聚光器可以包括底部反射面,用于通过全内反射对来自于所述第一范围的光进行反射,所述调整器被设置为平行于所述底部反射面且大致沿所述底部反射面的整个长度,并与其分开小的间隔。所述聚光器可以具有三角形截面,该三角形截面的第一侧构成接收面,第二侧构成所述进入口,第三侧构成所述底部反射面,所述第二侧与所述第三侧之间的角度等于所述聚光器的全内反射的角度。所述调整器可以被形成为与所述聚光器相同,并与所述聚光器设置在一起,使得所述聚光器和所述调整器各自第二侧彼此平行,并使所述聚光器和所述调整器的各自第三侧彼此面对且平行。所述第三侧彼此分开小的间隔。
所述聚光器可以包括侧壁,所述调整器与至少一个所述侧壁相邻。例如,所述调整器可以被设置为与至少一个所述侧壁平行,且与其分开小的间隔。
所述聚光器包括填充有电介质的复合抛物面聚光器(CPC),所述调整器与所述CPC至少部分侧壁相邻。所述调整器与所述侧壁平行,并与所述侧壁分开小的间隔。
附图说明
为了理解本发明,也为了领会本发明在实践中如何实现,以下参照附图,通过非限定性的举例对实施例进行描述,其中:
图1为可以与本发明共同使用的典型太阳光收集器的截面视图;
图2A和2B为图1所示的根据本发明两个实施例所述收集器的截面视图;
图3A~3C为图2A和2B所示实施例的改进;
图4A为图2A和2B所示实施例的另一改进实施例的截面视图;
图4B为图4A中一区域的特写视图;
图4C为图4A所示实施例的改进;
图5为根据本发明所述收集器的进一步实施例的透视图;
图6为根据本发明所述调整器举例的透视图;
图7为收集器阵列的部分平面视图;
图8A和8B为根据本发明所述收集器的进一步实施例的截面视图;
图9A和9B部分显示了根据本发明实施例所述透明收集器;以及
图10显示了包括根据图2A~9B任一附图所示的太阳光收集器阵列的太阳光收集单元,用于本发明一个举例中。
具体实施方式
如图1所示,提供了一种太阳光收集器,表示为10,其是可以与本发明共同使用的典型类型。所述收集器10包括:棱镜聚光器12、光电池14以及可选的镜面24,该镜面24可以通过小的间隔32与聚光器相分离。较佳地是,收集器10的各个元件可以包括一个或多个部分,而没有脱离本发明的范围,细节上可以做必要的修改。
所述聚光器12可以为任意已知的聚光器,例如对本申请人公开的WO2008/072224中的内容,其并入本发明作为参考。它可以由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或任何其他折射率n大于1、更具体地大于1.5的恰当的材料制成。根据一个举例,所述聚光器包括:位于其前侧的进入口18用于被入射光照射(此处的术语“前侧”在说明书和权利要求书中应当被理解为是指聚光器、进入口和/或收集器的由入射的太阳光照射到的侧面,即朝向进入口背对聚光器12的一侧;相反,术语“后侧”应当被理解为是指聚光器、进入口和/或收集器的与入射的太阳光照射到的侧面相反的侧面);底部反射面20,可选地与镜面24设置在一起,共同用于将从棱镜内照射于其上的光反射回棱镜内;以及接收面22,光电池14或其他聚光器或部分聚光器安装于其上或与其一体形成,正如WO2008/072224中所描述的那样(所述接收面被设计为使得所有到达它的光最终都到达光电池)。所述聚光器可以形成为图中所示的直角三角形,并具有棱角α。这种聚光器的几何中心Cg可以表示为:
C g = 1 sin ( α ) .
所述聚光器12具有相关联的接收角(即相对于进入口18的角)。该接收角与棱角α相关。
在接收角2的范围内照射到进入口18上的入射光进入棱镜并被导向接收面22,例如,在棱镜内经过全内反射而被从底部反射面20或从镜面24反射,从而到达光电池。较佳地是,在说明书和权利要求中使用的术语“被导向”包括以一定角度直接向某处反射,或者以一定角度反射并最终被引导向例如进入口18的内表面,从此处开始,光被进一步朝接收面22反射或者再被朝底部反射面20反射(例如,在底部反射面和进入口之间进行多次反射,直至其到达接收面)。在接收角范围以外(即在接收角以外的角度内),如标号4所示,照射到进入口18上的入射光进入聚光器12,朝进入口18的内侧反射并从其穿出。对于α>=θc,所有位于接收角2以内照射进入口18的光通过全内反射被朝接收面22反射,因此不需使用镜面24。
所述调整器构成了预定颜色的可见光源。这可以通过例如提供一种材料实现,这种材料仅反射在入射光的光谱内一定波长范围的光,使得被反射光的颜色与入射光不同。可选地,这可以通过提供一种材料完成,这种材料是发出荧光或磷光地,从而根据入射光(或者在光中暴露一段时间后)发出特定的光谱。可选地,发光源,如一个或多个发光二极管(Light Emitting Diodes,LED),如下所述可以用作调整器。与调整器相关的颜色决定了收集器10的颜色(即对位于聚光器12的接收角范围以外的观察者可见的颜色).
根据一个举例,如图2A和2B所述,镜面24设置在底部反射面20之下。所述镜面相对于底部反射面20成一定的角度,以便在其第一端26a与接收面22和底部反射面20的交汇点充分汇合,并且在其第二端26b分开距离28。所述收集器可以被设计为通过如下公式确定底部反射面20与镜面24之间形成的角度β:
β = sin - 1 ( n n 0 sin α ) - sin - 1 [ n n 0 sin ( θ c - α ) ] 2 ,
其中,n为棱镜聚光器12的材料的反射率,n0小于n,是底部反射面20与镜面24之间的材料(通常为空气,n0=1)的反射率,θc为全内反射的临界角度。因此,角度β被设计为允许在接收角内到达收集器10的光到达光电池14,并使至少部分在接收角外到达收集器的光到达调整器。进入口18和镜面24之间的距离D可以表示为:
D = H sin β tan α cos ( α - β ) ,
其中,如图2A和2B所示,H为接收面22的高度。所述调整器16与底部反射面20的第二端26b相邻,例如,横跨于底部反射面与镜面之间。如图2A所示,所述调整器16可以是直的,或者如图2B所示,也可以弯曲的。较佳地是,图2A和2B显示的是调整器16形状的两个非限定性的举例,也可以提供任何所需形状而不脱离本发明的范围,细节上可以做必要的修改。所述调整器可以为带色的表面,用于发散性地反射入射光,或者为镜面干涉镜。
在使用中,在接收角范围内照射到进入口18上的入射光进入聚光器12,其中的至少部分光通过全内反射被从底部反射面20反射到接收面22。部分在接收角以内的光可能经过底部反射面离开聚光器,并从镜24反射,经面20重新进入聚光器到达接收面22,例如沿着图2A所示的代表路径30a。在接收角范围外照射到进入口18上的入射光进入聚光器12,并经底部反射面20离开。然后,该光被反射离开镜面24及底部反射面20的外表面,直到它到达调整器16。这种光的代表路径为图2A所示的30b。一旦该光到达调整器16,其光谱和颜色经反射后就会发生改变,部分被反射和/或被散射的光沿着路径最终离开进入口18(在调整器被用于散射入射光的情况下,大部分光将会沿着非镜面路径,部分光可能到达光电池)。对于外面的观察者,这种光显现出预定的颜色。因此,所述聚光器10被设计和/或被配置为利用在任何情况下都不会达到光电池14的光并以预定颜色对其进行反射。
图3A显示了图2A和2B所示举例的改进。此处所显示的举例中的聚光器12包括:具有彼此成一定角度的第一和第二面20a、20b的底部反射面,使得底部反射面在截面上看上去是弯的。所述第一和第二面20a、20b相对于进入口面18的角度分别为α和γ(角度α被定义为面20a与18的延伸面之间的角度,在图3A显示为第一面与平行于进入口的线之间的角度;角度γ被定义为进入口面18与第二面20b之间的角度)。对所述镜面24进行设置,使其与第一面20a平行且相邻,可选地,二者之间还具有小的间隔32(较佳地是,无论两个面是否被分开小的间隔,他们均可以仅在其边缘处彼此进行机械连接),由于底部反射面的角度,镜面24相对于第二面20b成一定的角度。
在使用中,在接收角范围内照射到进入口18上的入射光的一部分进入聚光器12,在其中被反射并离开第一面20a,例如沿代表路径30a到达接收面22。较佳地是,图3A中未显示,在接收角范围内的一些光被全内反射离开第二面20b到达接收面22,另一些被其折射并被镜24反射回棱镜从而到达接收面22。在接收角范围外照射到进入口18的入射光进入聚光器12,并经第二面20b离开。然后,所述光可以被反射离开镜面24和底部第二面20b的外表面,直到其到达调整器16。该光可能采用的代表路径为30b。一旦该光到达调整器16,其光谱和颜色在反射后会发生改变,被反射和/或被散射的光沿着路径最终离开进入口18(部分所述光将会沿着不同路径到达光电池)。对于外面的观察者,这种光显现出预定的颜色。
图3B显示了图2A和2B所示举例的另一种改进。这种改进类似于图3A,不同之处在于γ=θc且调整器16成一定的角度,使其与第二面20b平行,并可选地与第二面20b分开小的间隔33。面20a和20b各自所成的角度α和θc类似于图3A所示的方式。
在使用中,在接收角范围内照射到进入口18上的入射光的一部分进入聚光器12,在其中被反射并离开第一面20a,例如沿代表路径30a到达接收面22。较佳地是,图3A中未显示,在接收角范围内的一些光被全部进行内部反射离开第二面20b到达接收面22。在接收角范围外照射到进入口18的入射光的一部分进入聚光器12,并经第二面20b离开。然后,所述光照射到调整器16上。该光可能采用的代表路径为30b。一旦该光到达调整器16,其光谱和颜色在反射后会发生改变,部分被反射和/或被散射的光沿着路径最终离开进入口18(一些被散射的光可以到达光电池)。对于外面的观察者,这种光显现出预定的颜色。如果面20b和18之间的角度γ小于临界角,终止于接收面的入射角的范围将会由于光照射到进入口的不同部分而有所不同。在这种情况下,所述接收角被定义为包含所有终止于接收面的不同的入射角。
图3A和3B所示的每种改进允许更大的调整器16,但是收集器10的总体集中度会下降。
如图3C所示,所述聚光器12可以具有等于全内反射角度的棱角α。因此,调整器16可以被设置在整个长度的底部反射面20下,可选地可以在他们之间设置间隔33,以允许对在接收角内进入聚光器12的光线进行全内反射。
图4A和4B显示了对图2A和2B所示举例的另一种改进,其中,具有锯齿形截面的带有双重用途的面34设置于底部反射面20之下。其上的各个齿36具有可以形成为镜面的前表面38以及可以构成调整器的后表面40。如图4B所示,各个齿36被设计为使得垂直于底部反射面20并且交于前表面38与后表面40之间的交界处的线42与所述前表面的夹角等于90°-α+β(α和β的计算如上所述)。所述聚光器的棱角α小于临界角,具体为临界角的大致一半或比临界角略小。
可选地,如图4C所示,所述底部反射面可以用具有锯齿形截面的面20′代替,其具有前表面38′及设有调整器16的后表面40′,并且,在其下设置有用于反射入射光的镜面24。
如图5所示,所述聚光器12可以形成为具有侧壁44,例如,从进入口18平行向下延伸。可以为这些侧壁44的一部分或全部设置与其相邻的调整器16。
如上所述,如图6所示,所述调整器16可以包括一个或多个LED 46。如果设置一个LED 46,那么,收集器10的颜色为该LED的颜色(假设聚光器12本身是无色的,否则看到的是穿过聚光器的颜色后看到的LED的颜色)。如果设置三个LED 46,例如,分别为红、蓝和绿,那么可以通过改变每个LED的输出强度来产生任意需要的颜色。为了达到这个目的,可以为每个调整器16设置控制器(图中未示出),用于决定各个收集器10(可以为每个收集器配一个控制器,或者也可以由一个控制器控制多个收集器)的颜色。当通过设置多个相同的收集器10从而使其进入口12形成格子阵列48(如图7所示)时,可以使用所述控制器使位于接收角范围以外的观察者看到移动的图像。
如图8A和8B所示,可以为填充有电介质的复合抛物面聚光器(CPC)50设置调整器16。如图8A所示,所述调整器16可以沿CPC50整个侧面设置,在二者之间设置间隔33;或者,如图8B所示,可以在部分侧面设置镜面24,可选地在二者之间设置间隔32。在接收角内照射聚光器的光将会经过全内反射被反射到接收器,而在接收角外照射聚光器的光将会离开聚光器的侧面并到达调整器。然后,其将会被散射并且其一部分将会沿路径被向回反射最终离开聚光器的进入口。
如图9A所示,参考并依照图3C所设计的聚光器12可以用于提供收集器10,该收集器10对于位于接收角范围以外的观察者是透明的。这可以通过提供调整器16来完成,该调整器16被设计为与聚光器12相同,布置所述调整器16使得各个底部反射面20彼此平行且分开较小的间隔33,并使各个进入口18彼此平行。从如下内容可以看出,在这种情况下,“颜色”是位于收集器10后面的光,调整器16用于在光到达聚光器12之前对其进行弯曲。通过这种方式构成了光的“源”。
在使用中,在接收角范围内照射到进入口18上的入射光进入聚光器12并在其中被反射,例如沿代表路径30a从底部反射面20经全内反射后到达接收面22。在接收角范围外的照射到进入口18上的入射光进入聚光器12,并经底部反射面20离开。然后,该光穿过调整器16的面20进入调整器16,并穿过面18离开。由于对称,这种光离开调整器16的角度等于其进入聚光器12的角度。这种光可以采用代表路径30b。(出于简要起见,在图9A中显示了两个相邻的收集器10,每一个收集器10具有路径30a和30b之一)。因此,对于位于接收角范围外的观察者,所述收集器10显得是透明的。(较佳地是,假设观察者位于接收角范围以外,所述收集器10在其任意一边对于观察者都显得是透明的)。例如,尤其重要是当在窗口中仅提供经由所述窗口的来自一定角度范围的景象的时侯,是有用的。
如图9B所述,所述收集器10上可以设置被设计为与聚光器12不同的调整器16。
图10显示了如何使用本发明所述的太阳光收集器。通常包括收集器10阵列的太阳光收集单元10′可以被垂直安装在建筑物或其他结构上。参考如上所述的各个举例,在接收角内照射到单元10′上的入射光100被反射到达各个收集器10的光电池。在接收角外的照射到单元10′上的光(例如散射光)到达各个收集器10的调整器,并被向收集器之外反射到达位于收集器的接收角之外的观察者。因此,所述单元使用接收角内的入射光发电,并利用接收角外的入射光赋予所述单元预定的颜色。
较佳地是,当使用这种收集器阵列时,各个收集器可以被赋予适当的颜色,即通过使用恰当的调整器,可以为观察者呈现图像。这些图像可以用作信息标志或广告等。另外,当所述调整器包括LED时,例如参考图6所示,也可以使用面板来展示移动图像,或者根据需要改变静态图像。
本发明所适用领域的技术人员应当容易理解可以做出许多变化、变例和改进而不脱离本发明的范围,细节上可以做必要的修改。

Claims (34)

1.一种太阳光收集器,其中包括:
●棱镜聚光器,具有进入口,该进入口用于接收来自角度范围的光,所述范围包括构成聚光器的接收角的第一范围,以及构成所述第一范围以外的角度的第二范围;
●光电池,与所述聚光器设置在一起,使得在所述第一范围内照射所述进入口的光到达该光电池;以及
●调整器,构成预定颜色的可见光源,与所述聚光器设置在一起,使得所述可见光对于所述第二范围内的观察者是可见的。
2.根据权利要求1所述的太阳光收集器,其中:所述聚光器具有三角形截面,该三角形截面的第一侧构成接收面,第二侧构成所述进入口,以及第三侧构成底部反射面;所述调整器被形成为与所述聚光器相同,并与所述聚光器设置在一起,使得所述聚光器和所述调整器的各自第二侧彼此平行,并使所述聚光器和所述调整器的各自第三侧彼此面对且平行。
3.根据权利要求2所述的太阳光收集器,其中:所述聚光器的所述第二侧和所述第三侧之间的角度等于所述聚光器的全内反射的角度。
4.根据权利要求1所述的太阳光收集器,其中:所述调整器的位置不会阻碍在所述第一范围内照射到所述进入口上的光到达所述光电池。
5.根据权利要求1或4所述的太阳光收集器,其中:所述调整器用于反射出颜色与照射于其上的光的颜色不同的光。
6.根据权利要求1、4和5中任一项所述的太阳光收集器,其中:所述调整器包括发光源,用于发出所述预定颜色的光。
7.根据权利要求6所述的太阳光收集器,其中所述发光源包括一个或多个发光二极管(LED)。
8.根据权利要求7所述的太阳光收集器,其中:所述发光源包括三个LED,分别用于发出红光、蓝光和绿光。
9.根据权利要求7或8所述的太阳光收集器,其中进一步包括:控制器,用于控制各个所述LED的运行。
10.根据权利要求1或4~9中任一项所述的太阳光收集器,其中:所述聚光器进一步包括底部反射面,用于通过全内反射对来自于所述第一范围内的光进行反射,所述收集器进一步包括与所述底部反射面设置在一起的镜面,用于反射在所述第一范围内照射到所述聚光器上并穿过所述底部反射面的光使该光到达所述光电池,并用于反射在所述第二范围内照射到所述聚光器上并穿过所述聚光器的光使该光到达所述调整器。
11.根据权利要求10所述的太阳光收集器,其中:所述进入口在所述底部反射面的第一端与所述底部反射面交汇,所述镜面在所述底部反射面的第二端与所述底部反射面交汇,所述调整器靠近或位于所述底部反射面的所述第一端。
12.根据权利要求10所述的太阳光收集器,其中:所述底部反射面包括彼此成一角度的两个面。
13.根据权利要求12所述的太阳光收集器,其中:所述镜面被设置为与所述两个面的中的第一面大致平行。
14.根据权利要求13所述的太阳光收集器3,其中:所述镜面从所述第一面突出,突出部分相对于所述两个面中的第二面成一角度,所述调整器横跨于所述第二面与所述镜面之间。
15.根据权利要求12或13所述的太阳光收集器,其中:所述调整器被设置为与所述两个面中的第二面大致平行。
16.根据权利要求1或4~9中任一项所述的太阳光收集器,其中:所述聚光器进一步包括底部反射面,用于通过全内反射对来自于所述第一范围的光进行反射,所述收集器进一步包括位于所述底部反射面之下的具有双重用途的面,该面被形成为具有多个齿的锯齿形截面,每个齿具有前表面和后表面,每个所述表面被交替地形成为镜面或部分所述调整器。
17.根据权利要求16所述的太阳光收集器,其中:所述镜面构成所述前表面,所述部分所述调整器构成所述后表面。
18.根据权利要求16所述的太阳光收集器,其中:所述镜面构成所述后表面,所述部分所述调整器构成所述前表面。
19.根据权利要求1或4~9中任一项所述的太阳光收集器,其中:所述聚光器进一步包括被形成为具有多个齿的锯齿形截面的底面,每个齿具有前表面和后表面,每个所述表面被交替地形成为反射面或设置有部分所述调整器。
20.根据权利要求16所述的太阳光收集器,其中:所述反射面构成所述前表面,所述后表面设置有所述部分所述调整器。
21.根据权利要求16所述的太阳光收集器,其中:所述反射面构成所述后表面,所述前表面设置有所述部分所述调整器。
22.根据权利要求18~20中任一项所述的太阳光收集器,其中进一步包括:镜面,设置于所述底部反射面之下。
23.根据权利要求1或4~9中任一项所述的太阳光收集器,其中,所述聚光器进一步包括:底部反射面,用于通过全内反射对来自于所述第一范围的光进行反射,所述调整器被设置为平行于所述底部反射面且大致沿所述底部反射面的整个长度。
24.根据权利要求23所述的太阳光收集器,其中:所述聚光器具有三角形截面,该三角形截面的第一侧构成接收面,第二侧构成所述进入口,第三侧构成所述底部反射面,所述第二侧与所述第三侧之间的角度等于所述聚光器的全内反射的角度。
25.根据权利要求24所述的太阳光收集器,其中:所述调整器被形成为与所述聚光器相同,并与所述聚光器设置在一起,使得所述聚光器和所述调整器各自第二侧彼此平行,并使所述聚光器和所述调整器的各自第三侧彼此面对且平行。
26.根据权利要求25所述的太阳光收集器,其中:所述第三侧分开小的间隔。
27.根据上述权利要求中任一项所述的太阳光收集器,其中:所述聚光器包括侧壁,所述调整器与至少一个所述侧壁相邻。
28.根据权利要求27所述的太阳光收集器,其中:所述调整器与至少一个所述侧壁平行。
29.根据权利要求1或4~9中任一项所述的太阳光收集器,其中:所述聚光器包括填充有电介质的复合抛物面聚光器(CPC),所述调整器与所述CPC至少部分侧壁相邻。
30.根据权利要求28所述的太阳光收集器,其中:所述调整器与所述侧壁平行,并与所述侧壁分开小的间隔。
31.一种太阳光收集器的阵列,其中:每个所述收集器根据任一项前述权利要求形成。
32.根据权利要求31所述的阵列,其中:所述收集器被设置为使他们的预定颜色结合起来形成图像。
33.根据权利要求32所述的阵列,其中:所述图像为移动图像。
34.一种太阳光收集器,用于接收来自角度范围的光,所述范围包括构成接收角的第一范围,以及构成所述第一范围以外的角度的第二范围;所述收集器包括光电池,该收集器用于将所述第一范围内的光导向所述光电池,所述收集器进一步包括调整器,该调整器构成可见光源,该可见光对于所述第二范围内的观察者是可见的。
CN2009801531999A 2008-12-31 2009-12-31 太阳光棱镜收集器 Pending CN102272948A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US19386808P 2008-12-31 2008-12-31
US61/193,868 2008-12-31
PCT/IL2009/001234 WO2010076796A2 (en) 2008-12-31 2009-12-31 Solar radiation collector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102272948A true CN102272948A (zh) 2011-12-07

Family

ID=42310285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801531999A Pending CN102272948A (zh) 2008-12-31 2009-12-31 太阳光棱镜收集器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20110265855A1 (zh)
EP (1) EP2382671A2 (zh)
JP (1) JP2012514323A (zh)
CN (1) CN102272948A (zh)
WO (1) WO2010076796A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102790114A (zh) * 2012-08-25 2012-11-21 赵雪冰 一种太阳能电池用聚光透镜及免跟踪聚光太阳能电池装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110023937A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 Palo Alto Research Center Incorporated Solar energy converter assembly incorporating display system and method of fabricating the same
US8402653B2 (en) * 2009-07-31 2013-03-26 Palo Alto Research Center Incorporated Solar energy converter assembly incorporating display system and method of fabricating the same
WO2012101641A1 (en) 2011-01-25 2012-08-02 Pythagoras Solar Inc. Window with at least one prism unit comprising two prisms and a photo voltaic cell
US9202958B2 (en) 2011-11-03 2015-12-01 Guardian Industries Corp. Photovoltaic systems and associated components that are used on buildings and/or associated methods
JP2015038905A (ja) * 2011-12-15 2015-02-26 シャープ株式会社 太陽電池モジュール及び太陽光発電装置
DE102012102752A1 (de) * 2011-12-26 2013-06-27 Kaustik-Solar Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum photovoltaischen Absorbieren von einfallendem Licht
JP7036587B2 (ja) * 2017-12-26 2022-03-15 矢崎エナジーシステム株式会社 太陽エネルギー利用器
JP6885859B2 (ja) * 2017-12-26 2021-06-16 矢崎エナジーシステム株式会社 デシカント建具

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3718844A1 (de) * 1987-06-05 1988-12-22 Koester Helmut Vorrichtung zur beschaffung und gleichzeitigen gewinnung von sonnenenergie
CN1354828A (zh) * 1999-06-10 2002-06-19 3M创新有限公司 用来收集辐射能的板状结构
WO2008072224A3 (en) * 2006-12-13 2008-12-18 Pythagoras Solar Inc Solar radiation collector

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4505914B2 (ja) * 2000-01-05 2010-07-21 パナソニック電工株式会社 集光器及び集光型太陽電池モジュール
US20050257827A1 (en) * 2000-04-27 2005-11-24 Russell Gaudiana Rotational photovoltaic cells, systems and methods
US6689949B2 (en) * 2002-05-17 2004-02-10 United Innovations, Inc. Concentrating photovoltaic cavity converters for extreme solar-to-electric conversion efficiencies
JP2004047753A (ja) * 2002-07-12 2004-02-12 Bridgestone Corp 集光素子付き太陽電池
JP2005093923A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Sharp Corp 太陽電池モジュールおよび建物
JP2006066754A (ja) * 2004-08-30 2006-03-09 Univ Of Electro-Communications 太陽電池モジュール及び携帯電話機
US20070227579A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-04 Benyamin Buller Assemblies of cylindrical solar units with internal spacing
US20090255568A1 (en) * 2007-05-01 2009-10-15 Morgan Solar Inc. Solar panel window

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3718844A1 (de) * 1987-06-05 1988-12-22 Koester Helmut Vorrichtung zur beschaffung und gleichzeitigen gewinnung von sonnenenergie
CN1354828A (zh) * 1999-06-10 2002-06-19 3M创新有限公司 用来收集辐射能的板状结构
WO2008072224A3 (en) * 2006-12-13 2008-12-18 Pythagoras Solar Inc Solar radiation collector

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TOSHIRO MARUYAMA等: "Wedge-shaped light concentrator using total internal reßection", 《SOLAR ENERGY MATERIALS & SOLAR CELLS》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102790114A (zh) * 2012-08-25 2012-11-21 赵雪冰 一种太阳能电池用聚光透镜及免跟踪聚光太阳能电池装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012514323A (ja) 2012-06-21
US20110265855A1 (en) 2011-11-03
WO2010076796A3 (en) 2011-04-14
EP2382671A2 (en) 2011-11-02
WO2010076796A2 (en) 2010-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102272948A (zh) 太阳光棱镜收集器
KR102255641B1 (ko) 대면적 광원 및 대면적 조명기구
CN101385145B (zh) 用于引导来自led的光的分立光学装置
CN102216695B (zh) 用于太阳能采集的系统和方法及相关的制造方法
TW200537128A (en) A light-guiding plate having a resembled triangular prism
CN103206665B (zh) 透镜和具有该透镜的照明装置
US20090262427A1 (en) Light-concentrating panel
JP5825582B2 (ja) 発光型太陽集光システム
US7806577B2 (en) High brightness light emitting diode device
JP2009265090A (ja) 光センサー装置
JP2006506774A (ja) ハイブリッド照明システム
KR20200043435A (ko) 세분된 입사 마이크로 광학 요소들을 구비한 마이크로 광학 시스템을 포함하는 자동차 조명 장치
RU2611688C2 (ru) Жидкокристаллическое дисплейное устройство
CN106062475A (zh) 壳积分器
CN101923272A (zh) 一种基于三色光源的微型投影光学引擎
CN112066339B (zh) 信号灯的多信号功能显示方法及多信号功能信号灯
CN210462888U (zh) 一种形成均匀方形光斑的led透镜
JP2002158368A (ja) 太陽電池モジュール
CN201518089U (zh) 一种基于三色光源的微型投影光学引擎
CN100405155C (zh) 背光模组
WO2012014239A1 (en) Optical system for uniform distribution of light emitted by light sources
CN111936784A (zh) 用于光漫射和聚集的光反射型轮廓表面以及使用其的表面发光照明和聚光设备
KR20120089079A (ko) 태양광 집광판
US20200166686A1 (en) Optics, lighting device, and condenser
TW201741743A (zh) 顯示器裝置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20111207