CN105334609A - 一种太阳能收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能收集装置，包括支撑架，在支撑架的顶端设置有半球形的凸透镜集合体，凸透镜集合体由10-100个凸透镜集合而成，每个凸透镜由底部和透镜部组成，底部是一六面体，截面是正六角形，相邻的凸透镜的六面体底部的边相互连接形成半球形的凸透镜集合体，在凸透镜集合体下设置有一个能上下移动调整焦距的凹透镜。本发明的凸透镜集合体经阳光照射后，形成的焦面聚集在凹透镜的焦点上，凸透镜集合体的焦面与凹透镜的焦点形成了共轭，因此，不同角度的光线从凸透镜集合体折射后从凹透镜出来的光线都是平行光，垂直照射到太阳能板上，使得太阳能板接受到的光线最强，能量最集中，能量效率最大，光线聚集的时间最长，能量密度最大。

Description

一种太阳能收集装置

技术领域

本发明涉及的是一种太阳能收集装置，属于太阳能利用技术领域。

背景技术

太阳能是一种绿色能源，太阳能的利用是让太阳直接照射在太阳能电池板上，通过光—电转换而将太阳能转换成电能输出过程，在这个过程中，太阳的照射时间、照射强度、能量密度及照射角度都对太阳能板的发电效率有很大影响。传统的太阳能收集装置只是在太阳光照射到的地方，平铺太阳能板，这样的收集装置，就存在着太阳能板接受太阳照射的效率不高的问题，因为太阳是自东向西移动的，对同一物体的照射随着太阳的移动，照射角度会产生变化，并受云层、风的影响，光强度及能量密度都有变化，因此，太阳能板的发电量会有不同结果。太阳能板的主要发电构件是太阳能电池片，主要有晶体硅太阳电池片和薄膜太阳能电池片，按目前的科技发展水平，这两种太阳能电池片的制备成本还是比较高的，这就要求在有限的太阳能板上，最大限度的发挥太阳能板的发电效能。需要太阳能板发挥最大效能，就得让太阳能板受到最长照射时间、最佳照射角度、最大照射强度的阳光照射，使其得到最强能量密度。经过检索，并未发现有这方面的技术披露，而解决这些问题正是本发明的意义所在。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能收集装置，使得太阳能板通过收集装置，得到最长照射时间、最佳照射角度、最大照射强度的阳光照射，得到最强能量密度。克服传统太阳能板在阳光照射过程中，受太阳照射角度，照射方向、照射时间，照射强度的影响，而达不到最佳效能的不足。

上述发明目的由下述具体技术方案实现：一种太阳能收集装置，包括支撑架，在支撑架的顶端设置有半球形的凸透镜集合体，所述凸透镜集合体由10-100个凸透镜集合而成，每个凸透镜由底部和透镜部组成，底部是一六面体，截面是正六角形，相邻的凸透镜的六面体底部的边相互连接形成半球形的凸透镜集合体，在凸透镜集合体下设置有一个能上下移动调整焦距的凹透镜。

采取上述措施的本发明，由凸透镜集合体与凹透镜组合而成，两者可以采用玻璃或塑料制备，因为材料不同，存在着透光强度不相同的问题，但本发明的凸透镜集合体经阳光照射后，透过凸透镜集合体的每个凸透镜形成的焦点集合形成了一个焦面，此焦面与凹透镜的焦点形成了交集，即凸透镜集合体形成的焦面聚集在凹透镜的焦点上，凸透镜集合体的焦面与凹透镜的焦点形成了共轭，因此，不同角度的光线从凸透镜集合体折射后从凹透镜出来的光线都是平行的，是一种平行光，平行光垂直照射到太阳能板上时，太阳能板接受到的光线最强，能量最集中，能量效率最大，光线聚集的时间最长，能量密度最大。因此，本发明能使太阳能板在单位面积内达到了最大的效能。本发明适用范围广，性价比显著，尤其适合于航标灯架的自身用电要求，投资少效率高。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明凸透镜六面体的底部形状放大图；

图3是本发明图2的A—A剖示图。

具体实施方式

上述附图的序号说明：支撑架1，凸透镜集合体2，凸透镜3，底部3-1，透镜部3-2，凹透镜4，上下移动装置4-1，太阳能板5。

如上述附图所示，本发明有支撑架1，在支撑架1的上端设置有半球形的凸透镜集合体2，凸透镜集合体2由10-100个凸透镜3集合而成，凸透镜3由玻璃或塑料制备，凸透镜3包括两个部份，即六面体的底部3-1和透镜部3-2，这两部份无缝连接，底部3-1截面形状呈正六角形，正六角形的底部3-1有六条边，边宽1-10厘米，相邻的两个凸透镜3的底部3-1的边与边连接，若干个凸透镜3通过底部3-1的边与边连接形成半球形的凸透镜集合体2。凸透镜3的制备材料是玻璃或透明塑料，通过模具制备，因而凸透镜集合体2能通过模具整体制备。当凸透镜集合体2由单个凸透镜3独立制备组合时，则由底部3-1的边与边通过粘结或紧固件连接，形成完整的凸透镜集合体2。因为规格不同材料不同，凸透镜集合体2的直径也不同，凸透镜3六角形的底部3-1边长也就不同，因此，凸透镜3的六面体的底部3-1的边长与凸透镜集合体2的直径的长度比是1：10-50。在凸透镜集合体2的下面设置有一个凹透镜4，凹透镜4的制备材料是玻璃或透明塑料，在支撑架1与凹透镜4的连接处设置有上下移动装置（4-1），使得凹透镜4能够在支撑架1上上下移动而调整凹透镜4与凸透镜集合体2的距离，这样的设置是为了使得阳光透过凸透镜集合体2照射到凹透镜4上时，凸透镜集合体2所形成的焦面与凹透镜4的焦点交集而形成共轭。在凹透镜4的下面是太阳能板5，透过凹透镜4的光线照射到太阳能板5上，让太阳能板5产生光-电转换。本发明的工作状态是这样的：在阳光下，光线照射凸透镜3，透过凸透镜3产生一个焦点，凸透镜集合体2上有若干个凸透镜3，因此，不论光线从哪个角度照射凸透镜3，每个凸透镜3都会产生一个焦点，若干个焦点形成一个焦面，此时调整凹透镜4与凸透镜集合体2的距离，使得凸透镜集合体2形成的焦面与凹透镜4的焦点交集，形成光线共轭，透过凸透镜3的光线再透过凹透镜4即形成了平行光线，平行光线照射太阳能板5上。因此，不论阳光照射凸透镜集合体2的角度如何变化，照射太阳能板5的光线都是平行光线，并且是直射太阳能板5。同时，因为照射凸透镜3的太阳光形成的焦点再通过凹透镜4并与其焦点交集，光密度得到了提高，太阳能板5上的能量密度也相应提高。因此，不同方向及不同角度的阳光通过凸透镜集合体2再通过凹透镜4，光线形成了平行光，垂直照射到太阳能板5上，使太阳能板5最大限度地收集了太阳能，光能量集中，光密度提高，延长了太阳光照射太阳能板5的时间，提高了太阳能板的能量密度，在单位面积内，最大限度地提高了太阳能板5的光-电转换效率。

Claims (4)

1.一种太阳能收集装置，包括支撑架（1），其特征是在支撑架（1）的顶端设置有半球形的凸透镜集合体（2），所述凸透镜集合体（2）由10-100个凸透镜（3）集合而成，每个凸透镜（3）由底部（3-1）和透镜部（3-2）组成，底部（3-1）是一六面体，截面是正六角形，相邻的凸透镜（3）的六面体底部的边相互连接形成半球形的凸透镜集合体（2），在凸透镜集合体（2）下设置有一个能上下移动调整焦距的凹透镜（4）。

2.根据权利要求1所述的太阳能收集装置，其特征在于所述凸透镜（3）的制备材料是玻璃或透明塑料，所述凹透镜（4）的制备材料是玻璃或透明塑料。

3.根据权利要求1所述的太阳能收集装置，其特征在于所述凸透镜（3）的六面体的底部（3-1）的边长与凸透镜集合体（2）的直径的长度比是1：10-50。

4.根据权利要求1所述的太阳能收集装置，其特征在于在支撑架1与凹透镜（4）的连接处设置有上下移动装置（4-1）。