CN109861638A - 一种高效太阳能聚光装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及太阳能聚光装置技术领域，特指一种高效太阳能聚光装置，包括反射装置、折射装置、均匀散光装置与太阳能电池箱，反射装置通过装置支架固定于地面上，折射装置通过可伸缩支撑杆设于反射装置上方位置，均匀散光装置设于反射装置底部，均匀散光装置与太阳能电池箱对应设置。本发明采用这样的结构设置，通过反射装置将太阳光线进行反射至折射装置上，再通过折射装置将太阳光线折射至均匀散光装置上，最后通过均匀散光装置将太阳光线散射至太阳能电池箱接收，有效避免了由于光照不均匀而引起的太阳能电池板热斑效应，从而提高了太阳能的利用率。

Description

一种高效太阳能聚光装置

技术领域

本发明涉及太阳能聚光装置技术领域，特指一种高效太阳能聚光装置，尤 其涉及一种可有效防止太阳能电池板热斑效应的装置。

背景技术

目前以聚光方式利用太阳能的装置主要包括：槽式、塔式和碟式太阳能聚光装置，这三种聚光装置各有利弊，但这三种聚光装置均有一个共同点：无法使太阳光均匀地投射到太阳能电池板上，进而会产生热斑的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高效太阳能聚光装置，利用镜面 反射折射原理的组合镜面来传导太阳光线，利用均匀散光装置来打散光线，利 用特制的太阳能电池箱来使太阳能电池板接收太阳光，有效避免太阳能电池板 产生热斑的情况发生，提高了太阳能的利用率。

为了实现上述目的，本发明应用的技术方案如下：

一种高效太阳能聚光装置，包括反射装置、折射装置、均匀散光装置与太 阳能电池箱，反射装置通过装置支架固定于地面上，折射装置通过可伸缩支撑 杆设于反射装置上方位置，均匀散光装置设于反射装置底部，均匀散光装置与 太阳能电池箱对应设置。

进一步而言，所述反射装置包括主聚光板，主聚光板上设有多个以菲涅尔 反射原理排列摆放的一级反光镜。

进一步而言，所述一级反光镜的表面上设有抛光氧化镜面铝。

进一步而言，所述折射装置包括二级反光镜，二级反光镜的表面上设 有抛光氧化镜面铝。

进一步而言，所述均匀散光装置包括半球形均匀光线分散镜，半球形 均匀光线分散镜采用透光率较高的硅酸盐玻璃。

进一步而言，所述太阳能电池箱采用倒置的四棱台结构设置，其四个 侧面与底面分别放置了太阳能电池板。

进一步而言，所述太阳能电池箱的外层设有冷却循环水层。

进一步而言，所述太阳能电池板包括太阳能电池板覆盖层与太阳能电 池板布置层，太阳能电池板覆盖层设于太阳能电池箱内表面，太阳能电池 板布置层通过冷却循环水层包裹。

本发明有益效果：

本发明采用这样的结构设置，通过反射装置将太阳光线进行反射至折射装 置上，再通过折射装置将太阳光线折射至均匀散光装置上，最后通过均匀散光 装置将太阳光线散射至太阳能电池箱接收，有效避免了由于光照不均匀而引起 的太阳能电池板热斑效应，从而提高了太阳能的利用率。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是太阳光线的传导路径图；

图3是太阳能电池箱的剖面图。

1.一级反光镜；2.二级反光镜；3.可伸缩支撑杆；4.半球形均匀光线分 散镜；5.太阳能电池箱；6.冷却循环水层；7.装置支架；8.太阳能电池板覆 盖层；9.太阳能电池板布置层；10.主聚光板；α.一级反射角；β.二级反射 角。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1至图3所示，本发明所述一种高效太阳能聚光装置，包括反射 装置、折射装置、均匀散光装置与太阳能电池箱5，反射装置通过装置支 架7固定于地面上，折射装置通过可伸缩支撑杆3设于反射装置上方位置， 均匀散光装置设于反射装置底部，均匀散光装置与太阳能电池箱5对应设 置。

本发明采用这样的结构设置，其工作原理：通过反射装置将太阳光线进行 反射至折射装置上，再通过折射装置将太阳光线折射至均匀散光装置上，最后 通过均匀散光装置将太阳光线散射至太阳能电池箱5接收，有效避免了由于光 照不均匀而引起的太阳能电池板热斑效应，从而提高了太阳能的利用率。

实际应用中，本发明可以通过调节可伸缩支撑杆3来调节反射装置与折射 装置之间距离，即可以改变光线的折射角度，来保证大部分光线正好打在均匀 散光装置上。

更具体而言，所述反射装置包括主聚光板10，主聚光板10上设有多个以 菲涅尔反射原理排列摆放的一级反光镜1。采用这样的结构设置，在利用最少 材料的条件下，最大程度地聚集光线，聚光率更高，从而有效提高了太阳能的 利用率。

更具体而言，所述一级反光镜1的表面上设有抛光氧化镜面铝。采用这样 的结构设置，可使一级反光镜1的的反光率高达90％左右，规则反射率为 70～80％，是经济性与实用性的理想材料，有效提高一级反光镜1的反光率。

更具体而言，所述折射装置包括二级反光镜2，二级反光镜2的表面上设 有抛光氧化镜面铝。采用这样的结构设置，可使二级反光镜2的的反光率高达 90％左右，规则反射率为70～80％，是经济性与实用性的理想材料，有效提高二 级反光镜2的反光率。

更具体而言，所述均匀散光装置包括半球形均匀光线分散镜4，半球形均 匀光线分散镜4采用透光率较高的硅酸盐玻璃。采用这样的结构设置，通过半 球形均匀光线分散镜4可以实现均匀的将太阳光线进行散射。

更具体而言，所述太阳能电池箱5采用倒置的四棱台结构设置，其四个侧 面与底面分别放置了太阳能电池板。采用这样的结构设置，便于充分接收由均 匀散光装置散射的太阳光线，从而避免了由于光照不均匀而引起的太阳能电池 板热斑效应。

更具体而言，所述太阳能电池箱5的外层设有冷却循环水层6。采用这样 的结构设置，当太阳能电池板的表面温度升高时则会自动启动该冷却循环水层 6以达到给电池板降温的目的，以延长太阳能电池板使用寿命。

实际应用中，本发明所述的冷却循环水层6采用循环日用水，在家用 一次境下，冷却循环水层6可与室内的储水箱进行连接，在冷却的同时， 加热储水箱中的水以用作生活用水，实现了光能与热能的同时利用。

更具体而言，所述太阳能电池板包括太阳能电池板覆盖层8与太阳能 电池板布置层9，太阳能电池板覆盖层8设于太阳能电池箱5内表面，太 阳能电池板布置层9通过冷却循环水层6包裹。

如图2所示，当太阳光照射到一级反光镜1上时，该光线与该镜面的 法线夹角α为一级反射角，该光线的反射光线与反射装置的夹角β为二级 反射角，通过调节反射装置伸缩杆的长度来确定反射装置的高度以及β角 的大小，来保证大部分光线正好打在均匀散光装置上。在选择二级反光镜 2合适高度时，可考虑该装置的使用地区，在考虑太阳相对于该地区的运 动规律而进行一系列的简单计算后，调节合适的二级反光镜2高度。

以上对本发明实施例中的技术方案进行了描述，但本发明并不局限于 上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制 性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和 权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的 保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高效太阳能聚光装置，其特征在于：包括反射装置、折射装置、均匀散光装置与太阳能电池箱(5)，所述反射装置通过装置支架(7)固定于地面上，所述折射装置通过可伸缩支撑杆(3)设于反射装置上方位置，所述均匀散光装置设于反射装置底部，所述均匀散光装置与太阳能电池箱(5)对应设置。

2.根据权利要求1所述的一种高效太阳能聚光装置，其特征在于：所述反射装置包括主聚光板(10)，所述主聚光板(10)上设有多个以菲涅尔反射原理排列摆放的一级反光镜(1)。

3.根据权利要求2所述的一种高效太阳能聚光装置，其特征在于：所述一级反光镜(1)的表面上设有抛光氧化镜面铝。

4.根据权利要求1所述的一种高效太阳能聚光装置，其特征在于：所述折射装置包括二级反光镜(2)，所述二级反光镜(2)的表面上设有抛光氧化镜面铝。

5.根据权利要求1所述的一种高效太阳能聚光装置，其特征在于：所述均匀散光装置包括半球形均匀光线分散镜(4)，所述半球形均匀光线分散镜(4)采用透光率较高的硅酸盐玻璃。

6.根据权利要求1所述的一种高效太阳能聚光装置，其特征在于：所述太阳能电池箱(5)采用倒置的四棱台结构设置，其四个侧面与底面分别放置了太阳能电池板。

7.根据权利要求6所述的一种高效太阳能聚光装置，其特征在于：所述太阳能电池箱(5)的外层设有冷却循环水层(6)。

8.根据权利要求6所述的一种高效太阳能聚光装置，其特征在于：所述太阳能电池板包括太阳能电池板覆盖层(8)与太阳能电池板布置层(9)，所述太阳能电池板覆盖层(8)设于太阳能电池箱(5)内表面，所述太阳能电池板布置层(9)通过冷却循环水层(6)包裹。