CN103138631A - 一种太阳能聚焦光热分离元件 - Google Patents

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杨向民
许婷
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Abstract

本发明提供一种同时利用太阳光的光能和热能进行聚焦发电的元件，包括菲涅尔透镜、光热分离器、太阳能电池板、太阳能集热板，所述菲涅尔透镜置于光热分离器的光入射端；所述光热分离器为一镀有红外反射膜的光学立方体，所述太阳能电池板置于和菲涅尔透镜对应的光热分离器的另一端，所述太阳能集热板置于和菲涅尔透镜以及太阳能电池板相邻的一端；本发明利用菲涅尔透镜使太阳光线会聚，利用光热分离器使红外光与可见光分离，达到同时满足光发电及热发电所需的能量要求。

Description

一种太阳能聚焦光热分离元件
技术领域
本发明涉及一种利用光学分离器来同时满足太阳能光发电和热发电的元件。 
背景技术
太阳能作为一种核聚变能，随着地球上矿物燃料的日益枯竭，作为新能源将成为能源家族中的重要组成部分，目前人类对太阳能的利用越来越普遍，除了被动式的用于室内采光，建筑供暖和生活热水，主动式太阳能利用技术可以把太阳能转换为其他形式的能源而获得更广阔的应用前景。太阳能发电便是基于此，将光能转换为电能，或是光能——热能——电能的转换。 
目前，利用太阳能发电要么是太阳能光伏发电，要么是太阳能热发电，其根本的区别是利用太阳能的不同光谱波段来实现能量转换，这两种发电方式在系统接收端均只利用一类光谱波段，对太阳能的利用率不高。 
发明内容
本发明提供一种太阳能聚焦光热分离元件，通过光热分离器和菲涅尔透镜，使光束聚焦，并同时满足太阳能光发电和热发电的能源需求。 
本发明采用如下技术方案： 
一种太阳能聚焦光热分离元件，其特征在于：包括菲涅尔透镜1、光热分离器2、太阳能电池板3、太阳能集热板4，所述菲涅尔透镜1置于光热分离器2的光入射端；所述光热分离器2为一镀有红外反射膜的光学立方体，所述太阳能电池板3置于和菲涅尔透镜1对应的光热分离器2的另一端，所述太阳能集热板4置于和菲涅尔透镜1以及太阳能电池板3相邻的一端。 
光热分离器2为两块直角三棱镜胶合而成，胶合面镀有红外反射膜。 
菲涅尔透镜1位于光热分离器2光入射端上方，菲涅尔透镜1的焦点大于光热分离器2尺寸。 
本发明利用菲涅尔透镜使太阳光线会聚，利用光热分离器使红外光与可见光分离，达到同时满足光发电及热发电所需的能量要求。 
附图说明
图1为本发明太阳能聚焦光热分离元件结构示意图。 
图2为本发明太阳能聚焦光热分离元件工作原理示意图。 
附图标记说明： 
  1-菲涅尔透镜   2-光热分离器   3-太阳能电池板
  4-太阳能集热板   5-太阳光线   6-可见光线
  7-红外光线    
具体实施方式
结合图示1，本发明主要由菲涅尔透镜、光热分离器、太阳能电池板、太阳能集热板组成，所述菲涅尔透镜1置于光热分离器2的光入射端；所述光热分离器为一镀有红外反射膜的光学立方体，所述太阳能电池板3置于和菲涅尔透镜1对应的光热分离器2的另一端，所述太阳能集热板4置于和菲涅尔透镜1以及太阳能电池板3相邻的一端。光热分离器2为两块直角三棱镜胶合而成，胶合面镀有红外反射膜，可将太阳光线中的红外光反射，只透过可见光部分，太阳能电池板位于可见光出射区的中心，太阳能集热板位于红外光出射区中心。所述太阳能电池板及集热板的大小根据光线出射区域的大小而定，出射区域的大小根据菲涅尔透镜的焦距及与分离器的位置而定。 菲涅尔透镜1位于光热分离器2光入射端上方，菲涅尔透镜1的焦点大于光热分离器2尺寸。 
结合图1和图2，一束平行的太阳光线5首先入射到菲涅尔透镜1上，经过菲涅尔透镜1将光线进行会聚，当会聚的光束达到光热分离器2时，由于分离器2斜面上的红外反射膜，可将太阳光线5中的红外光线7反射，如图2中的7的光路所示，反射的红外光线7会聚到面积较小的太阳能集热板4上，可获得较高温度，将温差发电单元的热端与集热器相连，可提供温差发电所需的热能。同时，光热分离器2透射可见光线6，透射的可见光线6聚合到太阳能电池板3上，由于采用透镜可使光线聚焦倍率增大，从而增大单个电池板的装换效率。 
本发明结构简单，实用性强，可实现性强。 

Claims (3)

1.一种太阳能聚焦光热分离元件，其特征在于：包括菲涅尔透镜(1)、光热分离器(2)、太阳能电池板(3)、太阳能集热板(4)，所述菲涅尔透镜(1)置于光热分离器(2)的光入射端；所述光热分离器(2)为一镀有红外反射膜的光学立方体，所述太阳能电池板(3)置于和菲涅尔透镜(1)对应的光热分离器(2)的另一端，所述太阳能集热板(4)置于和菲涅尔透镜(1)以及太阳能电池板(3)相邻的一端。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能聚焦光热分离元件，其特征在于：光热分离器(2)为两块直角三棱镜胶合而成，胶合面镀有红外反射膜。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能聚焦光热分离元件，其特征在于：菲涅尔透镜(1)位于光热分离器(2)光入射端上方，菲涅尔透镜(1)的焦点大于光热分离器(2)尺寸。
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Cited By (3)

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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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