CN110677117A - 一种太阳能光伏聚焦系统 - Google Patents

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盛立志
曹捷
张国琦
李林森
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Abstract

本发明公开了一种太阳能光伏聚焦系统，利用光的全反射原理，通过旋转抛物面结构和球面结构将入射太阳光聚焦后，入射至光密介质中，聚焦后的太阳光在光密介质中产生全反射，最终传导至位于中心的太阳能电池板处，以增加太阳能收集效率和转换效率。本发明包括抛物面结构、出射球面结构、入射球面结构，上反射面、下反射面、太阳能光伏板、冷却系统。所述抛物面结构位于聚焦系统最上方，太阳光入射后镜抛物面结构聚焦并反射至出射球面结构处。所述出射球面结构与抛物面结构共焦点，位于抛物面结构下方，其作用是将抛物面反射后的太阳光传导至入射球面结构。所述入射球面结构与抛物面、出射球面结构为共焦结构，位于出射球面结构下方。

Description

一种太阳能光伏聚焦系统
技术领域
本发明属于太阳能光伏技术领域，涉及一种太阳能光伏聚焦系统。
背景技术
太阳能光伏产业是一种新能源产业，是将太阳能转换为电能的一种清洁能源方式，一直以来，太阳能光伏转换效率是限制太阳能光伏产业的技术瓶颈，特别是随着能源危机越来越近，其关键技术的发展尤为重要，多年来，各国科学家通过各种方法来提高太阳能光伏的转换效率，以减少其产业成本，但由于原材料等各种问题，光伏产业的成本一直居高不下，得不到大面积推广。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种太阳能光伏聚焦系统，利用光的全反射原理，通过旋转抛物面结构和球面结构将入射太阳光聚焦后，入射至光密介质中，聚焦后的太阳光在光密介质中产生全反射，最终传导至位于中心的太阳能电池板处，以增加太阳能收集效率和转换效率。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种太阳能光伏聚焦系统，所述太阳能光伏聚焦系统包括抛物面结构、出射球面结构、入射球面结构，上反射面、下反射面、太阳能光伏板、冷却系统。
所述抛物面结构位于聚焦系统最上方，太阳光入射后镜抛物面结构聚焦并反射至出射球面结构处；
所述出射球面结构与抛物面结构共焦点，位于抛物面结构下方，其作用是将抛物面反射后的太阳光传导至入射球面结构。
所述入射球面结构与抛物面、出射球面结构为共焦结构，位于出射球面结构下方，其作用是将出射球面结构的出射光入射至上下反射面之间，进而产生全反射。
所述上、下反射面位于出射结构下方，其作用是将经入射球面结构入射的太阳光利用全反射原理，传导至位于系统中心的太阳能光伏板处。
所述太阳能光伏板位于整个系统中心，其作用是将入射的太阳光利用光伏作用转换为电能。
所述冷却系统位于太阳能光伏板下方，其作用是实时冷却太阳能光伏板，避免系统产生不可逆损坏。
基于上述基本技术方案，本发明还作出如下优化限定：
上述系统中，抛物面结构将平行入射的太阳光聚焦，以尽可能最大程度的收集太阳能能量。
上述系统中，出射球面结构与入射球面结构为同心结构，并与抛物面结构共焦，从而保证所有被收集的太阳光能顺利进入光密介质。
上述系统中，上、下反射板(面)属于平行结构，从而使进入光密介质并满足全反射丁路的太阳光能在上、下反射板中顺利传导至太阳能光伏板上。
上述系统所述的太阳能光伏聚焦系统，其特征在于此系统包括几种变换形势，上、下反射板(面)也可以一定角度放置。
本发明有益效果是：
综上所述，我们研制的一种太阳能光伏聚焦系统，利用抛物面反射和全反射原理，将太阳能通过抛物面聚焦后，利用全反射原理将光能传导至太阳能光伏板处，以光学手段弥补光电转换效率的不足，从而提高整个光伏产业的转换效率。其具体原理如图1所示，太阳光进入聚焦系统后，通过旋转抛物面结构1和球面结构2将入射太阳光聚焦后，入射至光密介质中，聚焦后的太阳光在光密介质中产生全反射，最终传导至位于中心的太阳能电池板6处，以增加太阳能收集效率和转换效率。
附图说明
图1为本发明结构图；
图2为本发明局部放大图；
图3为本发明光路原理图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：
如图1～3所示，其示出了本发明的具体实施方式，如图1所示，本发明公开的一种抬眼光伏聚焦系统，包括抛物面结构1、出射球面结构2、入射球面结构3，上反射面4、下反射面5、太阳能光伏板6、冷却系统7。
抛物面结构1位于聚焦系统最上方，太阳光入射后镜抛物面结构1聚焦并反射至出射球面结构2处。
出射球面结构2的圆心与与抛物面结构1焦点重合，位于抛物面结构1下方，其作用是将抛物面结构1反射后的太阳光传导至入射球面结构3，。
入射球面结构3位于出射球面结构2下方，其作用是将出射球面结构2的出射光入射至上4、下5反射面之间，进而产生全反射。抛物面1的焦点与出射球面结构2、入射球面结构3的圆心重合，其作用是经抛物面反射后的出射光线在传导至下反射板的过程中传导方向不发生变化；
上4、下5反射面位于出射结构下方，其作用是将经入射球面结构3入射的太阳光利用全反射原理，传导至位于系统中心的太阳能光伏板处6。
太阳能光伏板6位于整个系统中心，其作用是将入射的太阳光利用光伏作用转换为电能。
冷却系统7位于太阳能光伏板下方，其作用是实时冷却太阳能光伏板，避免系统产生不可逆损坏。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术，这些都落入本发明专利的保护范围。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (5)

1.一种太阳能光伏聚焦系统，其特征在于：
包括抛物面结构、出射球面结构、入射球面结构，上反射面、下反射面、太阳能光伏板、冷却系统；
所述抛物面结构位于聚焦系统最上方，太阳光入射后经抛物面结构聚焦并反射至出射球面结构处；
所述出射球面结构与抛物面结构共焦点，位于抛物面结构下方；
所述入射球面结构与抛物面结构、出射球面结构为共焦结构，位于出射球面结构下方；
所述上反射面、下反射面位于出射球面结构下方；
所述太阳能光伏板位于整个系统中心；
所述冷却系统位于太阳能光伏板下方。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏聚焦系统，其特征是：通过抛物面结构将入射太阳光聚焦后，利用全反射原理传导至位于系统中心的太阳能光伏板处。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能光伏聚焦系统，其特征在于：抛物面结构、出射球面结构和入射球面结构为同心共焦结构。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能光伏聚焦系统，其特征在于：上反射面、下反射面属于平行结构。
5.根据权利要求3所述的一种太阳能光伏聚焦系统，其特征在于：上反射面、下反射面不平行。
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