CN108323214A - 聚光式太阳能系统 - Google Patents

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Abstract

一种聚光式太阳能系统，包括：第一个菲涅尔透镜（111），其具有至少一个齿面，每个齿面含有至少一个菲涅尔单元；两个反射面（112,113），被布置为使得入射的太阳光经第一个菲涅尔透镜（111）会聚后照射到第一个反射面（112）上，并且至少部分被第一个反射面（112）反射到第二个反射面（113）上；光伏板（114），被布置为使得被第二个反射面（113）反射的太阳光至少部分直接照射到或者被引导地照射到光伏板（114）上。由于采用两次反射的结构，一方面系统能够具有较高的聚光比，另一方面，能够降低系统的高度，同时使得系统的结构设计具有更好的灵活性，能够更加容易地进行光伏板的散热或热能利用等周边设计。

Description

聚光式太阳能系统 技术领域
本发明涉及清洁能源技术领域，具体涉及一种对太阳能进行利用的聚光式太阳能系统。
背景技术
随着对环境保护的日益重视，太阳能系统得到了越来越广泛的应用。目前常见的是安装在屋顶上或路面上的太阳能系统，例如进行光热转换的太阳能热水系统以及进行光电转换的太阳能发电系统等。
在这些常见的太阳能系统中，其能量转换器件，例如太阳能真空管（Solar vacuum tube）或光伏板（Photovoltaic panel）等，一般直接面对太阳光，其自身的工作表面的面积就是能够接收到太阳光的最大面积，这使得传统太阳能系统收集到的能量十分有限，并且光伏板面越大，成本也越高。简明起见，本文中以“光伏板”代表各种可能的光电转换器件，包括但不限于，多晶硅光伏板、单晶硅光伏板、非晶硅光伏板、III-V半导体光伏板、铜铟镓硒（CIGS）光伏板、钙钛光伏板、光伏薄膜，以下不再赘述。
为提高收集太阳能的能力，出现了聚光式太阳能系统，例如公布号为CN101640502A的中国专利申请所公开的《用于组装聚光器光电太阳能电池阵列的方法》，其通过透镜将太阳光聚焦在光伏板上，使得较小面积的光伏板能够得到来自较大面积的透镜所汇聚的太阳光。
但是，现有聚光透镜直接将太阳光聚焦到光伏板上的方式，使得安装结构受到诸多限制。为能够更好地利用有限的空间并提高使用的灵活性，仍希望能提供更有实用价值的解决方案。
发明内容
依据本发明提供一种聚光式太阳能系统，包括，第一个菲涅尔透镜，其具有至少一个齿面，每个齿面含有至少一个菲涅尔单元；第一个反射面和第二个反射面，被布置为使得入射的太阳光经第一个菲涅尔透镜会聚后照射到第一个反射面上，并且至少部分被第一个反射面反射到第二个反射面上；第一个光伏板，被布置为使得被第二个反射面反射的太阳光至少部分直接照射到或者被引导地照射到第一个光伏板上。
依据本发明的聚光式太阳能系统在经过至少一次菲涅尔透镜聚光和两次反射后将太阳光照射到光伏板上，一方面系统能够具有较高的聚光比（即系统接受太阳光照射的面积与所使用的光伏板的面积的比值），另一方面，采用两次反射能够降低系统的高度，使得依据本发明的系统具有更广阔的应用范围，同时使得系统的结构设计具有更好的灵活性，能够更加容易地对光伏板的散热或热能利用进行处理。
以下结合附图，对依据本发明的具体示例进行详细说明。
附图说明
图1是本发明中复合菲涅尔折射面的几种布置方式的示意图；
图2是本发明中的一种菲涅尔式反射透镜的示意图；
图3是实施例1的聚光式太阳能系统的示意图；
图4是实施例2的聚光式太阳能系统的示意图；
图5是实施例3的聚光式太阳能系统的示意图；
图6是实施例4的聚光式太阳能系统的示意图；
图7是实施例5的聚光式太阳能系统的示意图。
具体实施方式
依据本发明的聚光式太阳能系统中所使用的会聚系统采用了菲涅尔透镜，为便于理解，以下先对相关概念进行介绍。
菲涅尔（Fresnel）透镜是一种薄型透镜。通过将普通透镜连续的原始曲面分割成若干段，在减少每段的厚度后将各段曲面置于同一平面或同一基本光滑的曲面上即形成为菲涅尔透镜。这种由原始曲面演变而来的不连续的折射面可称为菲涅尔折射面，一般呈阶梯状或齿状。理论上菲涅尔折射面与相应的原始曲面相比具有近似的光学性能，但厚度却大为减少。可以将由一个原始曲面生成的菲涅尔折射面称为一个菲涅尔单元。
传统的用于生成菲涅尔折射面的原始曲面一般为绕光轴对称的曲面，例如球面、旋转抛物面等旋转曲面。传统的原始曲面的焦点在一个点上，因此，可称为“共点面”。在本发明中，原始曲面可以是任何形式的共轴面，可根据应用的需要具体设置。所称共轴面是指焦点在同一直线上（而不一定是在同一个点上）的曲面，该直线可称为“共轴线”。传统的共点面可视为共轴面的共轴线退化为一个点时的特例。采用共轴但不共点的原始曲面，可以将用于设置在聚焦位置的感应元件从较小的面积（对应于焦点）扩展为长条形（对应于由焦点组成的共轴线），从而在不显著增加成本的情况下，提升信号收集的能力并有助于解决局部过热问题。典型的共轴面包括旋转曲面（含二次或高阶旋转曲面）、柱面、锥面等。其中柱面又可称为等截面共轴面，这种曲面沿着共轴线的垂直方向在任何一点切开，所得到的横截面的形状和大小都是一致的，圆柱面是柱面的一种特例。锥面沿着共轴线的横截面则具有相似的形状但大小不同，圆锥面是锥面的一种特例。
由一个或多个菲涅尔单元组成的宏观折射面可称为齿面，与之相对的基本光滑或平坦的面则可称为背面。可将只含有一个菲涅尔单元的齿面称为“简单菲涅尔折射面”，而将含有两个以上菲涅尔单元的齿面称为“复合菲涅尔折射面”。一般而言，复合菲涅尔折射面上各个菲涅尔单元的基本参数（例如，面积、焦距、所对应的原始曲面的形状、分割原始曲面所使用的同心环的数量等）均可以灵活布置，可以完全相同、部分相同或完全不同。在一种实施方式中，复合菲涅尔折射面上的每个菲涅尔单元各自有自己的光学中心，但焦点落在同一个点，或者一条直线，或者一个有限的区域内。这可以通过对构成该复合菲涅尔折射面的每个菲涅尔单元进行空间布置来实现。图1显示了几种典型的复合菲涅尔折射面中菲涅尔单元的布置方式，其中图1(a)为圆对称的布置方式，图1(b)为行列式的布置方式，图1(c)为蜂窝式的布置方式。可以认为这些菲涅尔单元被布置在一个宏观曲面上，例如平面、二次曲面（包括球面、椭球面、圆柱面、抛物柱面、双曲柱面）、高阶多项式曲面（非球面的通常实现方式）、以及由多个平面拼接成的折面以及梯台面等。
一般而言，齿面和背面可以灵活地组合以形成不同类型的元件。例如具有一个齿面和一个背面的菲涅尔透镜可称为“单面菲涅尔透镜”，进一步的，若齿面为“简单菲涅尔折射面”，则透镜为“单面简单菲涅尔透镜”，若齿面为“复合菲涅尔折射面”，则透镜为“单面复合菲涅尔透镜”。两面都是齿面的菲涅尔透镜可称为“双面菲涅尔透镜”，并同样可根据齿面的类型进一步分为“双面简单菲涅尔透镜”和“双面复合菲涅尔透镜”。若双面菲涅尔透镜的一个齿面为简单菲涅尔折射面，而另一个齿面为复合菲涅尔折射面，则可称为“双面混合菲涅尔透镜”。此外，作为一种变形，在双面菲涅尔透镜中，若齿面之一为“简单菲涅尔折射面”，则该齿面可以由一个传统的凸透镜面或凹透镜面来取代。
用于本发明的会聚系统的两个反射面可以是平面反射面或曲面反射面，例如凹面或凸面反射面，还可以是齿面形状的反射面，两个反射面被布置为使得入射的太阳光经第一个菲涅尔透镜会聚后照射到第一个反射面上，并且至少部分被第一个反射面反射到第二个反射面上。每个反射面可以由仅具有单一反射功能的元件来提供，例如具有反射镀膜的平板，光线直接在元件表面进行反射。反射面也可以由反射透镜来提供。所称反射透镜指一面具有反射镀膜的透镜，光线从透射面折射进入透镜后再由反射面反射，并再次经过透射面折射出元件。
作为一种优选的实施方式，反射面可以由菲涅尔式反射透镜来提供，其可以被视为菲涅尔透镜与反射面的结合，参考图2。图2中，元件L1具有反射面s3和菲涅尔折射面s4，光线从折射面折射进入透镜后再由反射面反射，并再次经过折射面折射出元件。由于反射，入射光路两次经过物理折射界面s4，该物理界面实际上等效于两个齿面，因此通过设置反射面，能够有利地增强系统的会聚效果。在一些实施方式中，第一个菲涅尔透镜可以与第一个反射面结合在一起，由一个菲涅尔式反射透镜来充当。在另一些实施方式中，会聚系统包括两个菲涅尔透镜，第二个菲涅尔透镜与第一个反射面结合在一起由一个菲涅尔式反射透镜来充当。
以下结合具体的应用场景对依据本发明的聚光式太阳能系统的几种使用形态进行举例说明。
实施例1
依据本发明的聚光式太阳能系统的一种实施方式可参考图3，包括第一个菲涅尔透镜111，第一个反射面112，第二个反射面113，第一个光伏板114。
第一个菲涅尔透镜111提供一个朝向内侧的齿面，外侧为光滑表面，其宏观曲面的形状为圆周对称的弧面。本实施例中两个反射面与第一个菲涅尔透镜具有相同的旋转对称轴，即光轴。在其他实施方式中，两个反射面与第一个菲涅尔透镜也可以具有相同的对称分割面。所称对称分割面是指将几何形状分割成两部分的平面，且分割后的两部分相对于该平面是对称的。元件之间具有相同的对称分割面的好处在于能够充分地利用空间尺寸，实现紧凑的布置。而且与具有相同的旋转对称轴相比，具有相同的对称分割面能够极大地丰富聚光系统的可能形态。图3所示的设计既适用于各元件具有相同旋转对称轴的聚光式太阳能系统，也适用于各元件具有相同对称分割面的聚光式太阳能系统。
第一个反射面112位于第一个菲涅尔透镜下方，可采用宏观形状为圆形的反光板或平面反射镜。在其他实施方式中，第一个反射面也可由一个菲涅尔式反射透镜的底面来充当，这样系统中将具有两个菲涅尔透镜，能够获得更大的聚光比。
第二个反射面113设置于第一个菲涅尔透镜111的中心位置，例如，可通过在第一个菲涅尔透镜111的中心（外侧或内侧均可）镀上反射膜来充当第二个反射面。
第一个光伏板114设置于第一个反射面112的中心位置。采用本实施例结构，能够获得很高的聚光比。这使得对第一个光伏板所产生的热能进行集中冷却或集中利用都更为方便。
本实施例中，为达到更高的能量利用效率，还包括第二个光伏板115和热能利用装置116。
第二个光伏板115设置于第二个反射面上方；使得被第二个反射面遮挡的太阳光也能被吸收利用，增强光能的一次利用效率。
热能利用装置116设置于第一个光伏板下方，热能利用装置的至少一个热传导端与第一个光伏板导热连接。本发明中所称热能利用装置可以是各种热能转换装置或热能传导和储存装置，例如温差发电装置、热水器等，其与光伏板的具体导热连接方式可根据装置的类型进行确定。采用热能利用装置对第一个光伏板产生的较为集中的热能进行进一步地利用，使得未完成光电转换的太阳能能够再次得到利用，不仅能够为光伏板降温，还能够有效提升对太阳能的整体利用效率。本实施例中，热能利用装置为温差发电装置，其用于热量流入的热传导端紧贴第一个光伏板，其用于热量流出的热传导端紧贴第一个反射面，利用该反射面的巨大的面积来进行散热。在其他实施方式中，也可以进一步采用外部冷却方式来实现更好的散热效果，例如将整个装置置于外部冷源上。
作为一种优选的实施方式，第一个反射面的边缘与第一个菲涅尔透镜的边缘可以彼此连接，以形成为相对封闭的空间，从而避免外部的灰尘等脏物的进入，能够保障光伏板的工作效率并延长其使用寿命。进一步地，第二个光伏板也可置于第一个菲涅尔透镜的内侧，使得系统表面更加易于清洁和管理。
作为一种优选的实施方式，至少一个反射面可采用导电材料（例如金属）镀膜制成，并与系统中的电路相连接。这样在特殊情况下，例如冬季下雪或结冰的时候，可以通过给反射面通电来对系统进行加温，以融雪或除冰，从而保障系统在极端天气下也能正常使用。
为更好地存储和利用由太阳能转换得到的电能，本实施例中还包含以下列出的附加元件，在其他实施方式中，可以根据应用的需要选择性地只包含其中的一种或几种。
能量存储器131，与光伏板电连接，用于储存电能。能量存储器可选自超级电容、可充电电池和空气压缩机；
交流逆变器132，与能量存储器电连接（在其他实施方式中，也可以直接与光伏板电连接），用于将其电力输出连接至连网开关柜133。连网开关柜与外部交流电网134相连，使得太阳能系统产生的电能可以并入到外部电网中；交流逆变器还可以外接交流接线板135，以便于直接向用户提供交流输出；
直流电压输出装置136，与能量存储器电连接（在其他实施方式中，也可以直接与双面光伏板电连接），用于输出直流电压，以便于用户使用，输出装置输出的直流电压例如可包括12V、9V、5V、3V、1.5V等；
状态指示及控制器137，用于检测并显示系统的运行参数并对系统的工作状态进行控制。这些运行参数可以是电压、电流、功率、温度等，以便于用户掌握每一个光伏板的运行状况、系统的整体状态等；可通过设置与所需要的参数类型对应的检测器件来获得这些参数，例如温度探头等。对系统的控制可以采用手动或自动的方式，例如可根据探测到的光伏板温度控制由金属镀膜制成的反射面通电加温以实现自动除冰。
实施例2
依据本发明的聚光式太阳能系统的另一种实施方式可参考图4，包括第一个菲涅尔透镜211，第一个反射面212，第二个反射面213，第一个光伏板214。
第一个菲涅尔透镜211的宏观曲面的形状为共轴面，两个反射面与第一个菲涅尔透镜具有相同的对称分割面。
第一个反射面212位于第一个菲涅尔透镜下方，由于第一个菲涅尔透镜在第一个反射面上的投影为方形，因此第一个反射面的外部轮廓形状优选为方形。第一个反射面可以是平面也可以是轴对称或圆周对称的聚光反射面，本实施例中采用最后一种。
第二个反射面213设置于第一个菲涅尔透镜111的顶部。由于第一个菲涅尔透镜的聚焦位置不是一个点而是一条线，因此第二个反射面的外部轮廓形状为长条形，延伸方向与第一个菲涅尔透镜的共轴线ss的延伸方向一致。由于第一个反射面采用圆周对称的聚光反射面，因此第二个反射面的长度可以小于第一个菲涅尔透镜的共轴线的长度。
第一个光伏板214设置于第一个反射面212的中心位置，呈细长条形。本实施例中，第二个反射面也采用圆周对称的聚光反射面（例如凹面反射镜），因此第一个光伏板的长度与第二个反射面的长度相比进一步缩小，使得系统具有较大的聚光比，入射的太阳光的光路可参考图4中箭头所示。
本实施例显示了圆周对称面（两个反射面）与共轴面（菲涅尔透镜）共同使用的情况，兼顾了外部形状结构的限制和提高聚光比的需求。
与实施例1类似，本实施例中也采用了热能利用装置216来提高太阳能利用率，具体地，可以是位于第一个光伏板下方的水箱，其与供水系统连通。此外，第二个反射面213上方也可进一步设置第二个光伏板（未图示），例如可以在第一个菲涅尔透镜的顶部的内表面镀上反射膜，而在顶部的外表面粘贴光伏薄膜。
本实施例中，太阳能系统的外形被设计为方形，能够沿共轴线的方向或者垂直于共轴线的方向重复排列和拼接。在其他实施例中，也可采用三角形、六边形等形状。每个用于拼接的太阳能系统可被视为一个模块，每个模块的周围设置有用于彼此连接的导电接口（未图示），例如插拔式的或触点式的接口，这样，当若干个模块被拼接在一起时，可以形成一个能够覆盖很大面积的太阳能系统，且具有统一的对外接口。这种模块化的方式对于大规模铺设的太阳能系统是十分有利的。一方面单个模块的尺寸可以设计得较小，便于制造、运输和安装；另一方面，模块之间通过简单拼接形成一个整体后，又可共享对外连接口以及诸如逆变器、存储器等外部设备，避免了浪费。在其他实施例中，模块的外形也可以设计为其他能够按照设定的规则重复排列和拼接的样子，可根据实际应用的需要来确定。
本实施例的太阳能系统可用于安装在建筑的屋顶上，既可以直接作为新建建筑的屋顶，也可以安装在已有建筑的旧屋顶上。第一菲涅尔透镜可采用刚性透明材料压制而成，例如硬塑胶、树脂、玻璃等。其模块化的拼接方式使得能够适应各种形状的屋顶，不仅聚光比高，有助于降低系统成本，并且光伏板能够被容易地封闭在腔体之内，而外表面相对比较光滑，既易于清洁，也使得系统的整体寿命更长。
实施例3
依据本发明的聚光式太阳能系统的另一种实施方式可参考图5，包括第一个菲涅尔透镜311，第一个反射面312，第二个反射面313，第一个光伏板314。
第一个菲涅尔透镜311的宏观曲面的形状为平面，其齿面的原始曲面为共轴面，因此入射的太阳光将被会聚为条带状，相应的两个反射面以及光伏板均为长条形。
第一个反射面312为平面，与第一个菲涅尔透镜成一夹角。
第二个反射面313为平面，位于第一个菲涅尔透镜远离第一个反射面的一侧（可通过在第一个菲涅尔透镜的相应位置上镀反射膜来实现）。
第一个光伏板314与第一个菲涅尔透镜和两个反射面一起围成近似于三角形的腔体，入射的太阳光的光路可参考图5中箭头所示。
与实施例1类似，本实施例中也在第一个光伏板下方设置了水箱316以提高太阳能利用率。
本实施例中的太阳能系统同样可采用模块化拼接的方式进行扩展，例如，沿共轴线ss的方向或垂直于共轴线的方向拼接。因此，本实施例的太阳能系统同样适用于安装在建筑的屋顶上，或者其他需要大面积铺装的地方。注意到，本实施例系统的整体结构具有不规则的外形，这表明，本发明所提出的具有两个反射面的会聚系统可以有丰富而灵活的结构形式。
实施例4
依据本发明的聚光式太阳能系统的另一种实施方式可参考图6，其中(a)为剖面图，(b)为俯视图。本实施例系统包括第一个菲涅尔透镜411，第一个反射面412，第二个反射面413，第一个光伏板414。
第一个菲涅尔透镜311的宏观曲面的形状为平面，其齿面的原始曲面为共点面，因此入射的太阳光将被会聚到中心位置。
第一个反射面412位于第一个菲涅尔透镜下方，其形状与第一个菲涅尔透镜相同，两者的边缘部分连接形成为封闭的腔体。腔体内可以是真空的。但为增强整体结构的承载力，同时也为了帮助光伏板散热，该腔体中也可填充有透明、绝缘的冷却液或压缩气体417。
第二个反射面413设置于第一个菲涅尔透镜的中心区域（可通过在内表面镀膜或粘贴反光纸等方式实现）。
第一个光伏板414设置在第一个反射面的中心，通过导线418与封闭腔体外部连接。入射的太阳光的光路可参考图6中箭头所示。
本实施例中的太阳能系统同样可采用模块化拼接的方式进行扩展，例如，参考图6，模块的外形设计为正六边形，可以方便地进行大面积的铺装。本实施例的模块结构可主要采用钢化玻璃或塑胶材料来制作，由于采用两个反射面的结构，使得系统整体厚度大幅度降低，适用于安装在地面上，例如可代替普通的路面砖，用来铺设人行道、楼层顶面、广场等，以实现安全可靠的路面发电。为提高安全性，尤其是在应用于冬天温度较低容易结冰的场所时，第一个菲涅尔透镜的外表面可具有防滑结构，包括但不限于设置在表面上的小凸点、防滑花纹，以及设置在模块间接缝处的略高于模块表面的防滑材料，例如橡胶。
实施例5
依据本发明的聚光式太阳能系统的另一种实施方式可参考图7，包括第一个菲涅尔透镜511，第一个反射面512，第二个反射面513，第一个光伏板514，还包括导光装置521和相对封闭的太阳能接收腔522。
本实施例中，用于会聚太阳光的结构与实施例1类似，区别之处在于，在实施例1中，被第二个反射面反射的太阳光直接照射到第一个光伏板上，而在本实施例中，被第二个反射面反射的太阳光进一步通过导光装置被引导到相对封闭的太阳能接收腔中，从而使得收集到的太阳光能得到更为充分地利用。入射的太阳光的光路可参考图7中箭头所示。
本实施例中第一个菲涅尔透镜与两个反射面均为圆周对称的结构，，第一个反射面位于第一个菲涅尔透镜的下方，第二个反射面位于第一个菲涅尔透镜的中心位置。
导光装置521的入口位于第一个反射面的中心位置，使得第二个反射面反射的太阳光进入导光装置中，再经由该导光装置将太阳光引导到太阳能接收腔内。导光装置可依据各种已有的光传导技术来制作，例如，可采用实心透明材料或空心管道制作，其外表面或内表面镀有反射膜，使得太阳光在进入导光装置后只能前行并射入接收腔中。此外，导光装置还可充当为位于上部的会聚结构的支撑物，以形成为可安装在地面上的太阳能伞、太阳能帐篷或太阳能路灯这样的结构。
太阳能接收腔522的内壁铺设为光伏板或反射镜，可以认为第一个光伏板514设置于太阳能接收腔内或者位于其内壁上。太阳能接收腔“相对封闭”的含义是指，入射到腔体中的太阳光不会自由散失。由于接收腔的内壁都是光伏板或者反射镜，因此太阳光一旦进入腔体中，最终都将被转换为电能或热能。为避免太阳光的逸散，作为一种优选的实施方式，可以在接收腔的入口处正对导光装置设置一锥形的反光体523，使得光线一从导光装置射入就被散射到接收腔内，难以再通过导光装置离开接收腔。
为更好地利用太阳光产生的热能，本实施例中还包含热能利用装置516，太阳能接收腔整个被包裹在热能利用装置中。热能利用装置例如可以是冷却池或者热水箱，可采用透明或不透明的材料来制作。
本实施例中的太阳能系统不仅能实现很高的聚光比（例如大于100：1），而且由于收集的太阳光能都在封闭腔体中被充分利用，既提高了能量转换和利用的效率，也避免了光污染和高温的问题。
以上应用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，应该理解，以上实施方式只是用于帮助理解本发明，而不应理解为对本发明的限制。对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，可以对上述具体实施方式进行变化。

Claims (10)

  1. 一种聚光式太阳能系统，其特征在于，包括，
    第一个菲涅尔透镜，其具有至少一个齿面，每个齿面含有至少一个菲涅尔单元；
    第一个反射面和第二个反射面，被布置为使得入射的太阳光经第一个菲涅尔透镜会聚后照射到第一个反射面上，并且至少部分被第一个反射面反射到第二个反射面上；
    第一个光伏板，被布置为使得被第二个反射面反射的太阳光至少部分直接照射到或者被引导地照射到第一个光伏板上。
  2. 如权利要求1所述的太阳能系统，其特征在于，
    第一个菲涅尔透镜、第一个反射面、第二个反射面具有相同的旋转对称轴，
    第一个反射面位于第一个菲涅尔透镜下方，
    第二个反射面设置于第一个菲涅尔透镜的中心位置，
    第一个光伏板设置于第一个反射面的中心位置。
  3. 如权利要求2所述的太阳能系统，其特征在于，具有如下特征中的一种或多种：
    第一个反射面的边缘与第一个菲涅尔透镜的边缘彼此连接，以形成为相对封闭的空间；
    还包括第二个光伏板，设置于第二个反射面上方；
    还包括热能利用装置，设置于第一个光伏板下方，所述热能利用装置的至少一个热传导端与第一个光伏板导热连接；所述热能利用装置的类型选自：热电转换转置，热水器。
  4. 如权利要求2所述的太阳能系统，其特征在于，具有如下特征中的一种或多种：
    第一个菲涅尔透镜和第一反射面的宏观曲面的形状为平面，两者的边缘部分连接形成为封闭的腔体，所述腔体内为真空或填充有绝缘液体或压缩气体；
    第一个菲涅尔透镜的外表面具有防滑结构。
  5. 如权利要求1所述的太阳能系统，其特征在于，
    还包括导光装置和相对封闭的太阳能接收腔，
    第二个反射面反射的太阳光至少部分地进入所述导光装置，所述导光装置将太阳光引导到所述太阳能接收腔内，
    第一个光伏板设置于所述太阳能接收腔内，所述太阳能接收腔的内壁铺设为光伏板或反射镜。
  6. 如前述任一权利要求所述的太阳能系统，其特征在于，具有如下特征中的一种或多种：
    第一个菲涅尔透镜的宏观曲面的形状为圆周对称面或共轴面；
    第一个菲涅尔透镜、第一个反射面、第二个反射面具有相同的对称分割面或者相同的旋转对称轴；
    第一菲涅尔透镜的一面为齿面，另一面为：相同或不同类型的齿面、平面、凹面、凸面；
    反射面的类型选自：平面、凹面、凸面、齿面；
    提供反射面的反射元件的类型选自：仅具有单一反射功能的元件、反射透镜。
  7. 如前述任一权利要求所述的太阳能系统，其特征在于，
    所述太阳能系统的外形被设计为能够按照设定的规则重复排列和拼接，每个用于拼接的太阳能系统被视为一个模块，每个模块的周围设置有用于彼此连接的导电接口。
  8. 如前述任一权利要求所述的太阳能系统，其特征在于，
    至少一个反射面采用导电材料镀膜制成，并与系统中的控制电路相连接，能够在通电时对所述反射面进行加热。
  9. 如前述任一权利要求所述的太阳能系统，其特征在于，
    第一个菲涅尔透镜与第一个反射面结合在一起，由一个菲涅尔式反射透镜来充当，或者，
    还包括第二个菲涅尔透镜，第二个菲涅尔透镜与第一个反射面结合在一起由一个菲涅尔式反射透镜来充当。
  10. 如前述任一权利要求所述的太阳能系统，其特征在于，还包括以下元件中的一种或多种：
    能量存储器，与光伏板电连接，用于储存电能，所述能量存储器选自超级电容、可充电电池和空气压缩机；
    交流逆变器，与光伏板电连接，用于将其电力输出连接至连网开关柜；
    直流电压输出装置，与光伏板电连接，用于输出直流电压；
    状态指示及控制器，用于检测并显示系统的运行参数并对系统的工作状态进行控制，所述运行参数选自电压、电流、功率、温度。
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