CN102437220A - 聚光装置及太阳能电池装置 - Google Patents
聚光装置及太阳能电池装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102437220A CN102437220A CN2010102965699A CN201010296569A CN102437220A CN 102437220 A CN102437220 A CN 102437220A CN 2010102965699 A CN2010102965699 A CN 2010102965699A CN 201010296569 A CN201010296569 A CN 201010296569A CN 102437220 A CN102437220 A CN 102437220A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fresnel lenses
- light
- grooved surface
- composite type
- parabolic concentrator
- 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
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
一种聚光装置，包括一个第一菲涅尔透镜；一个第二菲涅尔透镜，该第二菲涅尔透镜与该第一菲涅尔透镜基本平行且朝向相反，两个菲涅尔透镜的焦点重合；及一个组合式抛物面聚光元件，该组合式抛物面聚光元件具有一个入光口和一个与该入光口对应的出光口，该组合式抛物面聚光元件位于该第二菲涅尔透镜的下方，入射光线依次入射该第一、第二菲涅尔透镜后基本平行入射该组合式抛物面聚光元件。本发明还提供一个包括该聚光装置之太阳能电池装置。
Description
技术领域
本发明涉及光学系统，尤其涉及包括光学组件的聚光装置及光能转化装置。
背景技术
传统的太阳能聚光元件多采用面镜反射光线到太阳能电池，或者采用凸透镜将光线汇聚到太阳能电池，而面镜和凸透镜往往无法兼顾聚光效率和聚光均匀性，导致太阳能电池对光能的利用率较低。
发明内容
有鉴于此，提供一种可提高聚光均匀性且容忍角较大之聚光装置及包括该聚光装置之光能转化装置。
一种聚光装置，包括一个第一菲涅尔透镜，该第一菲涅尔透镜包括一第一平面和一个与该第一平面相背的第一沟槽面，该第一菲涅尔透镜具有一位于该第一沟槽面下方的第一焦点，该第一菲涅尔透镜用于将入射光线会聚至该第一焦点；一个第二菲涅尔透镜，该第二菲涅尔透镜与该第一菲涅尔透镜基本平行，该第二菲涅尔透镜包括一第二沟槽面和一个与该第二沟槽面相背的第二平面，该第二菲涅尔透镜具有一位于该第二沟槽面上方的第二焦点，该第二沟槽面面向该第一沟槽面，该第一、第二焦点重合；及一个组合式抛物面聚光元件，该组合式抛物面聚光元件具有一入光口和一与该入光口对应的出光口，该组合式抛物面聚光元件位于该第二平面的下方，入射光线依次入射该第一、第二菲涅尔透镜后基本平行入射该组合式抛物面聚光元件。
一种太阳能电池装置，包括一个第一菲涅尔透镜，该第一菲涅尔透镜包括一第一平面和一个与该第一平面相背的第一沟槽面，该第一菲涅尔透镜具有一位于该第一沟槽面下方的第一焦点，该第一菲涅尔透镜用于将入射光线会聚至该第一焦点；一个第二菲涅尔透镜，该第二菲涅尔透镜与该第一菲涅尔透镜基本平行，该第二菲涅尔透镜包括一第二沟槽面和一个与该第二沟槽面相背的第二平面，该第二菲涅尔透镜具有一位于该第二沟槽面上方的第二焦点，该第二沟槽面面向该第一沟槽面，该第一、第二焦点重合；及一个组合式抛物面聚光元件，该组合式抛物面聚光元件具有一入光口和一与该入光口对应的出光口，该组合式抛物面聚光元件位于该第二平面的下方，入射光线依次入射该第一、第二菲涅尔透镜后基本平行入射该组合式抛物面聚光元件；及一个太阳能电池单元，位于该出光口用以接收光线并将光能转化为电能。
相对于现有技术，本发明提供的聚光装置及太阳能电池装置包括至少两个相互平行、朝向相反的菲涅尔透镜，因此可以使光束以较小的入射角进入组合式抛物面聚光元件，从而提高聚光装置的集光比，提高太阳能电池装置对光能的利用率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的太阳能电池装置的结构示意图。
主要元件符号说明
太阳能电池装置 10
聚光装置 12
太阳能电池单元 14
组合式抛物面聚光元件 40
第一菲涅尔透镜 20
第二菲涅尔透镜 30
第一平面 200
第一沟槽面 202
第二沟槽面 302
第二平面 300
入光口 400
出光口 402
抛物面 404
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步详细说明。
请参阅图1，本发明实施例提供的太阳能电池装置10包括一个聚光装置12和一个太阳能电池单元14。
该聚光装置12包括一个第一菲涅尔透镜20，一个第二菲涅尔透镜30和一个组合式抛物面聚光元件(compound parabolic component，CPC)40。
该第一菲涅尔透镜20包括一个第一平面200和一个与该第一平面200相背的第一沟槽面202。
该第二菲涅尔透镜30与该第一菲涅尔透镜20基本平行，该第二菲涅尔透镜30包括一个第二沟槽面302和一个与该第二沟槽面302相背的第二平面300，该第二沟槽面302面向该第一沟槽面202。
该第一菲涅尔透镜20具有一个位于该第一沟槽面202下方的第一焦点FA，该第二菲涅尔透镜30具有一个位于该第二沟槽面302上方的第二焦点FB，该第一、第二焦点FA，FB重合，从而使得基本平行的入射光线L被该第一菲涅尔透镜20汇聚到第一焦点FA后入射该第二菲涅尔透镜30，并成为基本平行的光线自该第二平面300出射。该入射光线L可为直接入射的太阳光线或为间接入射的，即从其它光收集装置出射的光线。
该组合式抛物面聚光元件40具有一个入光口400和一个与该入光口400对应的出光口402，以及位于该入光口400和出光口402之间的两个朝外凸出的抛物面404。一般地，左抛物面的焦点位于右抛物面的最底端，而右抛物面的焦点位于左抛物面的最底端。组合式抛物面聚光元件40具有一个容忍角(acceptance angle)，入射角大于该容忍角的入射光线将被该组合式抛物面聚光元件40自该入光口400反射出去，而入射角等于或小于该容忍角的入射光线将会聚成两束光线自出光口402出射。因此，入射角度越小，就有越多的光束被会聚并自出光口402出射。
该组合式抛物面聚光元件40位于该第二平面300的下方。该入光口400和出光口402相对。该两个抛物面404关于该组合式抛物面聚光元件40的中心轴对称。
入射光线L依次入射该第一、第二菲涅尔透镜20、30后基本平行入射该组合式抛物面聚光元件40，出射该组合式抛物面聚光元件40后成为两束汇聚光线。如果仅由一个菲涅尔透镜，例如仅由一个第一菲涅尔透镜20和组合式抛物面聚光元件40搭配，则自该第一菲涅尔透镜20出射的光线相对于组合式抛物面聚光元件40的入射角度比较大，而本实施例提供的聚光装置12包括两个朝向相反的菲涅尔透镜，因此入射该组合式抛物面聚光元件40的光线为基本平行的光线，即入射光的角度变小，因此有更多的光束在组合式抛物面聚光元件40的容忍角之内，所以组合式抛物面聚光元件40的集光度较高，相应地，聚光装置12的集光度较高，太阳能电池装置10的集光效率较高。
优选地，该组合式抛物面聚光元件40的中心轴和该第一、第二菲涅尔透镜20、30的中心轴重合，以获取最大的光线输出效率。
该太阳能电池单元14为一个太阳能电池，或者包括多个太阳能电池。
该太阳能电池单元14贴设于该出光口402或者位于该出光口402下方，优选地，该太阳能电池单元14的面积和该出光口402的面积基本相等。
优选地，该第一菲涅尔透镜20的面积大于该第二菲涅尔透镜的30面积，且该第二菲涅尔透镜30的面积与该入光口400的面积基本相等。
本实施例提供的聚光装置及太阳能电池装置包括至少两个相互平行、朝向相反的菲涅尔透镜，因此可以使光束以较小的入射角进入组合式抛物面聚光元件，从而提高聚光装置的集光比，提高太阳能电池装置对光能的利用率。
可以理解的是，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (7)
1.一种聚光装置，包括：
一个第一菲涅尔透镜，该第一菲涅尔透镜包括一个第一平面和一个与该第一平面相背的第一沟槽面，该第一菲涅尔透镜具有一个位于该第一沟槽面下方的第一焦点，该第一菲涅尔透镜用于将入射光线会聚至该第一焦点；
一个第二菲涅尔透镜，该第二菲涅尔透镜与该第一菲涅尔透镜基本平行，该第二菲涅尔透镜包括一个第二沟槽面和一个与该第二沟槽面相背的第二平面，该第二菲涅尔透镜具有一个位于该第二沟槽面上方的第二焦点，该第二沟槽面面向该第一沟槽面，该第一、第二焦点重合；及
一个组合式抛物面聚光元件，该组合式抛物面聚光元件具有一个入光口和一个与该入光口对应的出光口，该组合式抛物面聚光元件位于该第二平面的下方，入射光线依次入射该第一、第二菲涅尔透镜后基本平行入射该组合式抛物面聚光元件。
2.如权利要求1所述的聚光装置，其特征在于，该第一菲涅尔透镜的面积大于该第二菲涅尔透镜的面积，且该第二菲涅尔透镜的面积与该入光口的面积基本相等。
3.如权利要求1所述的聚光装置，其特征在于，该第一菲涅尔透镜的中心轴、第二菲涅尔透镜的中心轴和该组合式抛物面聚光元件的中心轴重合。
4.一种太阳能电池装置，包括：
一个第一菲涅尔透镜，该第一菲涅尔透镜包括一第一平面和一个与该第一平面相背的第一沟槽面，该第一菲涅尔透镜具有一位于该第一沟槽面下方的第一焦点，该第一菲涅尔透镜用于将入射光线会聚至该第一焦点；一个第二菲涅尔透镜，该第二菲涅尔透镜与该第一菲涅尔透镜基本平行，该第二菲涅尔透镜包括一第二沟槽面和一个与该第二沟槽面相背的第二平面，该第二菲涅尔透镜具有一位于该第二沟槽面上方的第二焦点，该第二沟槽面面向该第一沟槽面，该第一、第二焦点重合；及一个组合式抛物面聚光元件，该组合式抛物面聚光元件具有一入光口和一与该入光口对应的出光口，该组合式抛物面聚光元件位于该第二平面的下方，入射光线依次入射该第一、第二菲涅尔透镜后基本平行入射该组合式抛物面聚光元件；及
一个太阳能电池单元，位于该出光口用以接收光线并将光能转化为电能。
5.如权利要求4所述的太阳能电池装置，其特征在于，该第一菲涅尔透镜的面积大于该第二菲涅尔透镜的面积，且该第二菲涅尔透镜的面积与该入光口的面积基本相等。
6.如权利要求4所述的太阳能电池装置，其特征在于，该第一菲涅尔透镜的中心轴、第二菲涅尔透镜的中心轴和该组合式抛物面聚光元件的中心轴重合。
7.如权利要求4所述的太阳能电池装置，其特征在于，该太阳能电池单元为一个太阳能电池或包括多个太阳能电池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102965699A CN102437220A (zh) | 2010-09-29 | 2010-09-29 | 聚光装置及太阳能电池装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102965699A CN102437220A (zh) | 2010-09-29 | 2010-09-29 | 聚光装置及太阳能电池装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102437220A true CN102437220A (zh) | 2012-05-02 |
Family
ID=45985194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010102965699A Pending CN102437220A (zh) | 2010-09-29 | 2010-09-29 | 聚光装置及太阳能电池装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102437220A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105204150A (zh) * | 2014-06-17 | 2015-12-30 | 北京大学深圳研究生院 | 一种复合抛物面聚光器 |
| CN108107559A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-06-01 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种针对不同张角光束的高透光率聚光系统 |
-
2010
- 2010-09-29 CN CN2010102965699A patent/CN102437220A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105204150A (zh) * | 2014-06-17 | 2015-12-30 | 北京大学深圳研究生院 | 一种复合抛物面聚光器 |
| CN108107559A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-06-01 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种针对不同张角光束的高透光率聚光系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7672549B2 (en) | Solar energy concentrator | |
| EP2136409A1 (en) | Concentration photovoltaic cell system with light guide | |
| CN201215596Y (zh) | 用于太阳能光纤照明系统的复合抛物面聚光器 | |
| WO2012032462A1 (en) | Photovoltaic system with double reflection solar concentrator | |
| US9773934B2 (en) | Hybrid Trough solar power system using photovoltaic two-stage light concentration | |
| TW201214732A (en) | Light concentrator and solar cell apparatus | |
| CN102403391B (zh) | 聚光及能量转换系统 | |
| CN101978225B (zh) | 太阳辐射的聚集器及其用途 | |
| US20090320901A1 (en) | Concentration photovoltaic cell system with light guide | |
| CN103378764A (zh) | 太阳能集光装置 | |
| CN102437220A (zh) | 聚光装置及太阳能电池装置 | |
| CN210518213U (zh) | 一种太阳能光伏聚焦系统 | |
| TW201216498A (en) | Light concentrator and solar cell apparatus | |
| CN102064225B (zh) | 一种前置鱼眼型弯月透镜组聚光器 | |
| CN203587825U (zh) | 用于聚光光伏组件的菲涅尔聚光镜 | |
| CN103138631A (zh) | 一种太阳能聚焦光热分离元件 | |
| WO2006039156A2 (en) | Method and apparatus for illuminating a solar cell with indirect sunrays | |
| CN102412332A (zh) | 聚光装置及太阳能电池装置 | |
| CN202735580U (zh) | 一种二次聚光器 | |
| CN103513410A (zh) | 一种二次聚光器 | |
| CN206164466U (zh) | 一种用于cpv的锥形聚光器 | |
| TWI578024B (zh) | 集光模組 | |
| CN105703704B (zh) | 一种用于cpv的锥形聚光器及其设计方法 | |
| CN110677117B (zh) | 一种太阳能光伏聚焦系统 | |
| CN107204739A (zh) | 一种聚光光伏用高效电池盒、含该电池盒的聚光光伏系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120502 |