CN112204878A - 用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜、聚光器光伏系统、以及制造用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜的方法 - Google Patents
用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜、聚光器光伏系统、以及制造用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜的方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜(32f)，包括：具有圆形的第一角部(613、618)的玻璃基板部(61)；以及覆盖在玻璃基板部(61)的一个表面上并且具有圆形的第二角部(623、628)的合成树脂部(62)，第二角部的半径等于第一角部(613、618)的半径并且与第一角部(613、618)同轴地重叠。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜、聚光器光伏系统、以及制造用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜的方法。本申请要求2018年6月4日提交的日本专利申请No.2018-107130的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
背景技术
在聚光器光伏设备中，菲涅耳透镜用于汇聚阳光。专利文献1公开了一种菲涅耳透镜，其中，在作为平玻璃板的支撑基板的一个表面上设置有由硅酮树脂形成的菲涅耳透镜模制层。菲涅耳透镜的精细图案形成在菲涅耳透镜模制层上。专利文献2公开了一种菲涅耳透镜，该菲涅耳透镜是一种光学元件，其包括：玻璃基板；以及由丙烯酸树脂形成的片状模制体，其一个表面上具有菲涅耳透镜图案，以及另一表面粘附至玻璃基板。
引文列表
[专利文献]
专利文献1：日本特开专利公开No.2007-271857
专利文献2：国际公开No.WO2015/102093
发明内容
根据本公开的一方面的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜包括：具有圆形的第一角部的玻璃基板部；以及覆盖在玻璃基板部的一个表面上并且具有圆形的第二角部的合成树脂部，该第二角部的半径等于第一角部的半径并且与第一角部同轴地重叠。
根据本公开的一方面的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜包括：玻璃基板部，该玻璃基板部在其一个表面上具有第一菲涅耳形状，该第一菲涅耳形状具有同心圆形的多个第一凸部；以及合成树脂部，其覆盖在玻璃基板部的一个表面上并且在其一个表面上具有第二菲涅耳形状，该第二菲涅耳形状具有同心圆形的多个第二凸部，该多个第二凸部具有分别与多个第一凸部的半径相等的半径，并且分别与多个第一凸部同轴地重叠。
根据本公开的一方面的聚光器光伏系统包括：多个聚光器光伏设备；以及逆变器设备，其被配置为将从多个聚光器光伏设备输出的直流电力转换为交流电力，并且每个聚光器光伏设备包括聚光器光伏面板，该聚光器光伏面板包括上述用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜。
根据本公开的一方面的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜的制造方法包括以下步骤：通过压制或切割，制造玻璃基板部，该玻璃基板部在其一个表面上包括具有同心圆形的多个第一凸部的菲涅耳形状；将玻璃基板部装配到具有同心圆形的多个凹部的模具中，使得多个第一凸部分别被容纳在多个凹部中；用加热且熔融的合成树脂填充玻璃基板部和模具之间的空间；并且通过冷却合成树脂来形成合成树脂部，该合成树脂部覆盖在玻璃基板的一个表面上，并具有同心圆形的多个第二凸部，该多个第二凸部具有分别与多个第一凸部的半径相等的半径，并且分别与多个第一凸部同轴地重叠。
附图说明
图1是示出根据实施例的聚光器光伏设备的配置的立体图。
图2是示出根据实施例的聚光器光伏模块的配置的示例的立体图。
图3是表示根据实施例的聚光器光伏设备的光学系统的最小基本配置的截面图的示例。
图4是示出根据实施例的菲涅耳透镜的配置的示例的侧视截面图。
图5是根据实施例的菲涅耳透镜的局部放大侧视截面图。
图6A是用于描述根据实施例的菲涅耳透镜的制造方法的示例的图。
图6B是用于描述根据实施例的菲涅耳透镜的制造方法的示例的图。
图6C是用于描述根据实施例的菲涅耳透镜的制造方法的示例的图。
图6D是用于描述根据实施例的菲涅耳透镜的制造方法的示例的图。
图7是示出根据实施例的聚光器光伏系统的配置示例的图。
图8是示出根据实施例的第一变形例的菲涅耳透镜的配置的侧视截面图。
图9是示出根据实施例的第二变形例的菲涅耳透镜的配置的侧视截面图。
图10A是根据实施例的第三变形例的菲涅耳透镜的中心部的放大主视图。
图10B是沿着图10A所示的线A-A截取的菲涅耳透镜的截面图。
图11是实施例的第四变形例的菲涅耳透镜的局部放大侧面剖视图。
图12是实施例的第五变形例的菲涅耳透镜的局部放大侧面剖视图。
图13是实施例的第六变形例的菲涅耳透镜的局部放大侧面剖视图。
具体实施方式
<本公开要解决的问题>
专利文献1和2中公开的菲涅耳透镜具有以下问题。首先，具有透明性的有机硅树脂和丙烯酸树脂昂贵，从而菲涅耳透镜的材料成本增加。另外，有机硅树脂和丙烯酸树脂由于热膨胀和湿度而具有大的位移，以及容易变形，并且因此发生由于温度和湿度而导致的焦距变化和冷凝特性的劣化，导致发电量的变化和总发电量的减少。此外，硅树脂和丙烯酸树脂在吸收紫外线时可能引起分解反应，以及透射率可能降低，这也可能导致发电量的变化和总发电量的减少。
<本公开的效果>
根据本公开，可以降低菲涅耳透镜的材料成本，以及还可以抑制发电量的变化和总发电量的减少。
<本公开的实施例的概述>
在下文中，列出并描述了本公开的实施例的概述。
(1)根据本实施例的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜，包括：具有圆形的第一角部的玻璃基板部；以及覆盖在玻璃基板部的一个表面上并且具有圆形的第二角部的合成树脂部，该第二角部的半径等于第一角部的半径并且与第一角部同轴地重叠。因此，第二角部被设置为覆盖第一角部，以及可以减小合成树脂部的体积。因此，可以减少昂贵的合成树脂的使用量，从而减少菲涅耳透镜的材料成本。另外，由于减小了合成树脂部的体积，所以抑制了合成树脂的热变形和劣化的影响，以及抑制了发电量的变化和总发电量的减少。术语“角”包括“凸出角”和“凹入角”。
(2)在根据本实施例的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜中，第一角部可以是具有凸出角形状的第一凸部，第二角部可以是具有凸出角形状的第二凸部，第二凸部的端部可以比第一凸部的端部尖锐。玻璃的可塑性低，难以由玻璃形成尖锐的凸部。利用上述配置，可以减小第一凸部的尖锐度，从而易于模制玻璃基板部。另外，由于合成树脂部的可塑性高，因此能够容易地成型尖锐的第二凸部。因此，可以容易地模制具有良好光学特性的菲涅耳透镜。
(3)在根据本实施例的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜中，第一凸部的端部的宽度可以等于或大于0.1mm且等于或小于1mm。因此，可以减小第一凸部的尖锐度，从而易于模制玻璃基板部。
(4)在根据本实施例的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜中，第一角部可以是具有凹入角形状的第一凹部，第二角部可以是具有凹入角形状的第二凹部，并且第二凹部的底部可以比第一凹部的底部尖锐。玻璃的可塑性低，难以由玻璃形成尖锐的凹部。利用上述配置，可以减小第一凹部的尖锐度，从而易于模制玻璃基板部。另外，由于合成树脂部的可塑性高，因此能够容易地模制尖锐的第二凹部。因此，可以容易地模制具有良好光学特性的菲涅耳透镜。
(5)在根据本实施例的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜中，第一凹部的底部的宽度可以等于或大于0.1mm且等于或小于1mm。因此，可以减小第一凹部的尖锐度，从而易于模制玻璃基板部。
(6)在根据本实施例的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜中，玻璃基板部可以在其中心部具有第一平坦表面，并且合成树脂部可以在其中心部具有与第一平坦表面重叠的第二平坦表面。因此，在将菲涅耳透镜和作为光伏元件的电池对准时，可以通过第一平坦表面和第二平坦表面容易地观看或清晰地成像该电池，从而易于将电池和菲涅耳透镜彼此对准。
(7)在根据本实施例的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜中，玻璃基板部可以具有厚度恒定的外周部，以及外周部在第二凸部凸出的凸出方向上可以比第二凸部的端部的位置凸出。因此，在运输等期间，防止了另一个物体与第二凸部接触，从而可以防止污物对菲涅耳透镜的损坏和粘附。
(8)在根据本实施例的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜中，玻璃基板部可以具有厚度恒定的外周部，该外周部可以具有面向其中第二凸部凸出的凸出方向的端部表面，以及端部表面的凸出方向上的高度可以等于或小于形成在彼此相邻的两个第一凸部之间的凹槽的凸出方向上的高度。因此，减少了玻璃的使用量，从而可以降低成本。另外，当将菲涅耳透镜安装到光伏面板的壳体上时，可以通过将壳体装配到形成在外周部和菲涅耳透镜表面之间的边界处的台阶部来将菲涅耳透镜和壳体彼此对准。
(9)在根据本实施例的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜中，合成树脂部可以由基于苯基的硅树脂形成。基于苯基的硅树脂具有低的耐热性和紫外线耐受性，但是具有反射率接近于玻璃的优异的光学特性。通过由基于苯基的硅树脂形成小体积的合成树脂部，可以减小合成树脂的热变形和劣化的影响，从而可以形成光学特性优异的菲涅耳透镜。
(10)根据本实施例的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜，包括：玻璃基板部，在其一个表面上具有第一菲涅耳形状，该第一菲涅耳形状具有同心圆形的多个第一凸部；以及覆盖在玻璃基板部的一个表面上并且在其一个表面上具有第二菲涅耳形状的合成树脂部，该第二菲涅耳形状具有同心圆形的多个第二凸部，该多个第二凸部具有分别与多个第一凸部的半径相等的半径，并且分别与第一凸部同轴地重叠。因此，设置第二凸部以覆盖第一凸部，并且能够减小合成树脂部的体积。因此，可以减少昂贵的合成树脂的使用量，从而减少菲涅耳透镜的材料成本。另外，由于减小了合成树脂部的体积，所以抑制了合成树脂的热变形和劣化的影响，以及抑制了发电量的变化和总发电量的减少。
(11)根据本实施例的聚光器光伏系统包括：多个聚光器光伏设备；以及逆变器设备，其被配置为将从多个聚光器光伏设备输出的直流电力转换为交流电力，并且每个聚光器光伏设备包括聚光器光伏面板，该聚光器光伏面板包括根据以上(1)至(10)的任一项所述的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜。因此，可以降低整个聚光器光伏系统的成本，以及可以抑制发电量的变化和总发电量的减少。
(12)根据本实施例的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜的制造方法包括以下步骤：通过压制或切割，制造玻璃基板部，该玻璃基板部在其一个表面上包括具有同心圆形的多个第一凸部的菲涅耳形状；将玻璃基板部装配到具有同心圆形的多个凹部的模具中，使得多个第一凸部分别被容纳在多个凹部中；用加热且熔融的合成树脂填充玻璃基板部和模具之间的空间；并且通过冷却合成树脂形成合成树脂部，该合成树脂部覆盖在玻璃基板的一个表面上，并具有同心圆形的多个第二凸部，该多个第二凸部具有分别与多个第一凸部的半径相等的半径，并分别与多个第一凸部同轴地重叠。因此，可以减少昂贵的合成树脂的使用量，从而减少菲涅耳透镜的材料成本。另外，由于减小了合成树脂部的体积，所以抑制了合成树脂的热变形和劣化的影响，以及抑制了发电量的变化和总发电量的减少。
<本公开的实施例的细节>
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。
[1-1.聚光器光伏设备的配置]
在下文中，将描述根据本实施例的聚光器光伏设备的配置。
图1是示出根据本实施例的聚光器光伏设备的配置的立体图。聚光器光伏设备100包括：阵列1，其形状在上侧连续并且在下侧分成左右部分；以及用于支撑阵列1的支撑装置2。阵列1是根据实施例的聚光器光伏面板的示例。阵列1通过将聚光器光伏模块1M排列在背面侧的安装基座(未示出)上而形成。在图1所示的示例中，阵列1形成为由总共200个模块1M组成的组件，即，形成左右翼的192个(96(＝12×8)×2)模块1M和形成在中心处的连接部的8个模块1M。
支撑装置2包括支柱21、基座22、双轴驱动部23和用作驱动轴的水平轴24。支柱21的下端固定到基座22，以及支柱21的上端设置有双轴驱动部23。在柱21的下端部附近设置有用于电连接和容纳电路的盒(未示出)。
基座22牢固地埋入地下，达到仅示出了其上表面的程度。在将基座22埋入地下的状态下，支柱21垂直地延伸，水平轴24水平地延伸。双轴驱动部23能够使水平轴24在方位角(围绕作为中心轴的支柱21的角度)和仰角(围绕作为中心轴的水平轴24的角度)的两个方向上旋转。水平轴24固定在安装基座上。因此，如果水平轴24沿方位角或仰角方向旋转，则阵列1也沿该方向旋转。
图1示出了通过单个支柱21支撑阵列1的支撑装置2。然而，支撑装置2的配置不限于此。即，可以采用能够支撑阵列1以使得阵列1可在两个轴(方位角，仰角)上移动的任何支撑装置。
[1-2.模块的配置示例]
图2是示出模块1M的配置的示例的立体图。在该示例中，模块1M是聚光器光伏模块。在附图中，模块1M包括：壳体31，其例如由金属制成并且具有矩形的平底容器形状；以及聚光部32，其像盖一样地安装在壳体31上。聚光部32由排列成矩阵的多个菲涅耳透镜32f形成。例如，每个所示的正方形部分(14个正方形×10个正方形)是用作聚光器透镜的菲涅耳透镜32f，以及可以使太阳光会聚在焦点处。
柔性印刷电路33布置在壳体31的底表面31b上。每个保持电池(发电元件)的电池包34安装在柔性印刷电路33上的预定位置处。在图中，由交替一长两短线描绘的由“○”围绕的是光接收部R的放大图。在光接收部R中，在电池包34上设有副透镜35，在副透镜35周围设有保护板36。副透镜35例如是球透镜。保护板36例如是环状的金属体，以及可以使用市售的垫圈作为保护板36。当会聚的太阳光偏离副透镜15时，保护板36防止会聚的光引起对电池周围的热损坏。即使当所有会聚的光都入射到副透镜35时，保护板36也接收壳体31中的散射光并且反射该散射光。
设置光接收部R以分别通过相同的数目和相同的间隔对应于菲涅耳透镜32f。在光接收部R与聚光部32之间设有遮蔽板37。在遮蔽板37中，在与各个菲涅耳透镜32f对应的位置处形成有与一个菲涅耳透镜32f的外形相似的正方形的开口37a。由菲涅耳透镜32f会聚的光穿过开口37a。当太阳光的入射方向大大偏离光接收部R的光轴时，被聚集到偏离位置的光到达遮光板37。
图3是表示光学系统的最小基本配置的截面图的示例。在图3中，太阳光的入射方向垂直于聚光部32的菲涅耳透镜32f，并且入射方向AS与光轴AX彼此平行(即，入射方向AS与光轴AX彼此一致)。此时，由菲涅耳透镜32f会聚的光穿过遮蔽板37的开口37a，并入射到副透镜35上。副透镜35将入射光引导至电池38。电池38保持在电池包34中。保护板36被安装成放置在电池包34的上端。在副透镜35和电池38之间封入有透光性树脂39。如图3所示，当连接菲涅耳透镜32f和电池38的光轴AX与太阳光的入射方向AS一致时，由菲涅耳透镜32f收集的所有光被引导到电池38。电池38将接收到的大部分光转换为电能并输出电力。
[1-3,菲涅耳透镜的配置示例]
如图2所示，在一个聚光部32中，在矩阵(10×14透镜)中设置有多个菲涅耳透镜32f。图4是示出根据本实施例的菲涅耳透镜的配置的示例的侧视截面图。在图4中，示出了设置在聚光部32中的一个菲涅耳透镜32f，而未示出其他菲涅耳透镜。如图4所示，菲涅耳透镜32f包括玻璃基板部61和合成树脂部62。
玻璃基板部61在其一个表面上具有第一菲涅耳形状612。第一菲涅耳形状612具有多个第一凸部613。多个第一凸部613是具有彼此不同的半径的同心圆形凸出，并且各自具有朝向其端部逐渐变细的尖头形状。每个第一凸部613是第一角部的示例。第一菲涅耳形状612还具有多个第一凹部618。多个第一凹部618是具有彼此不同的半径的同心圆形凹槽，以及每个都具有宽度朝着其底部变窄的形状。每个第一凹部618是第一角部的示例。第一凸部613和第一凹部618交替地设置成彼此同心。即，一个第一凹部618由彼此相邻的两个第一凸部613形成。换句话说，一个第一凸部613由彼此相邻的两个第一凹部618形成。即，第一菲涅耳形状612在截面图中具有锯齿形状。第一菲涅耳形状612是通过将凸透镜表面划分成同心圆形的多个区域并且将每个区域平面地布置使得厚度减小而获得的形状。即，每个第一凸部613具有环形透镜表面，该环形透镜表面具有与从凸透镜表面切出的环形区域相同的形状。在以下的描述中，将第一凸部613凸出的凸出方向称为“Z方向”，将玻璃基板部61的Z方向上的一个表面，即提供有第一菲涅耳形状612的表面，称为“第一菲涅耳表面”。
合成树脂部62覆盖在玻璃基板部61的第一菲涅耳表面上。合成树脂部62在其沿Z方向的一个表面上具有第二菲涅耳形状622。第二菲涅耳形状622具有多个第二凸部623。多个第二凸部623是具有彼此不同的半径的同心圆形凸出，并且每个均具有朝向其端部逐渐变细的尖头形状。每个第二凸部623是第二角部的示例。第二菲涅耳形状622还具有多个第二凹部628。多个第二凹部628是具有彼此不同的半径的同心圆形凹槽，并且每个都具有宽度朝着其底部变窄的形状。每个第二凹部628是第二角部的示例。第二凸部623和第二凹部628交替地设置成使得彼此同心。即，一个第二凹部628由彼此相邻的两个第二凸部623形成。换句话说，一个第二凸部623由彼此相邻的两个第二凹部628形成。即，第二菲涅耳形状622在截面图中具有锯齿形状。与每个第一凸部613相似，每个第二凸部623具有环形透镜表面，该环形透镜表面具有与从凸透镜表面切出的环形区域相同的形状。
合成树脂部62被薄地形成以覆盖第一凸部613的表面。即，合成树脂覆盖在第一菲涅耳形状612上，以匹配第一凸部613和第一凹部618的形状，从而形成第二凸部623和第二凹部628。如上所述，第一凸部613和第二凸部623一对一地彼此对应。第一凹部618和第二凹部628也一对一地彼此对应。彼此对应的第一凸部613和第二凸部623具有相同的半径并且彼此同轴地重叠。彼此对应的第一凹部618和第二凹部628具有相同的半径并且彼此同轴地重叠。即，第一菲涅耳形状612的中心与第二菲涅耳形状622的中心彼此一致。由于这种配置，可以减少昂贵的合成树脂的使用量，从而减少菲涅耳透镜的材料成本。另外，由于减小了合成树脂部62的体积，所以抑制了合成树脂部62的热变形和劣化(变色)的影响，以及抑制了发电量的变化和总发电量的减少。
图5是第一菲涅耳形状612和第二菲涅耳形状622的局部放大侧视截面图。玻璃基板部61可以通过对玻璃进行压制或切割来形成。从处理成本的观点出发，玻璃基板部61优选通过玻璃的压制形成。在压制中，第一菲涅耳形状612通过模具被转化成软化玻璃。在这种玻璃压制中，由于玻璃的材料特性，难以形成尖锐的形状。
合成树脂部62由硅树脂或丙烯酸树脂形成。合成树脂部62可以通过注射成型来成型。在这种注模中，将模制的玻璃基板部61装配到用于转化和模制第二菲涅耳形状622的模具，使得第一菲涅耳表面面对模具，模具和第一菲涅耳表面之间的空间被填充有加热且熔化的合成树脂，然后冷却合成树脂，从而形成合成树脂部62。与玻璃的压制相比，在注射成型中，可以容易地形成尖锐的形状。
将详细描述用于制造菲涅耳透镜32f的方法的示例。图6A至图6D是用于描述根据本实施例的菲涅耳透镜32f的制造方法的示例的图。
<玻璃基板的制造步骤>
首先，在玻璃基板制造步骤中，制造玻璃基板部61。在图6A1所示的示例中，通过压制来制造玻璃基板部61。具体地，将通过加热软化的玻璃板装配到用于形成第一菲涅耳表面的模具71上。模具71设置有用于形成第一菲涅耳形状612的图案表面710。图案表面710具有与第一菲涅耳形状612相反的形状。也就是说，图案表面710具有对应于第一凸部613的同心圆形的多个凹部。将玻璃板压制抵靠模具71并且在其一个表面上形成第一菲涅耳形状612。由此，制造出玻璃基板部61。冷却所制造的玻璃基板部61，然后将其从模具71移除。
<模具装配步骤>
如图6B所示，用于注射成型的模具72被装配到玻璃基板部61。模具72设置有用于形成第二菲涅耳形状622的图案表面721。图案表面721具有与第二菲涅耳形状622相反的形状。即，图案表面721具有与第二凸部623相对应的同心圆形的多个凹部720。玻璃基板部61被装配到模具72，使得玻璃基板部61的多个第一凸部613分别被容纳在多个凹部720中。
<合成树脂填充步骤>
如图6C所示，玻璃基板部61和模具72之间的空间填充有加热且熔融的合成树脂620。由于玻璃的材料特性，玻璃基板61的每个第一凸部613的端部是圆形的，以及彼此相邻的第一凸部613之间的凹部也是圆形的。另一方面，模具72的每个凹部720是尖锐的，以及彼此相邻的凹部720之间的凸部也是尖锐的。模具72和具有这种形状的玻璃基板部61之间的空间被液体形式的合成树脂620填充。
<合成树脂部形成步骤>
合成树脂部62通过冷却合成树脂620而形成，玻璃基板部61和模具72之间的空间被填充有合成树脂620。如上所述，具有尖锐的第二凸部623的合成树脂部62是使用具有尖锐的凹部720的模具72通过注射成型而形成的。合成树脂620被固化，然后，菲涅耳透镜32f(半成品)被从模具72移除。菲涅耳透镜32f是通过移除由注射成型产生的毛刺并执行诸如抛光的后处理而完成的。
合成树脂部62可以由基于苯基的有机硅树脂形成。通过由基于苯基的硅树脂形成小体积的合成树脂部62，可以减小合成树脂部62的热变形和劣化(黄变等)的影响，从而可以形成具有优异的光学特性的菲涅耳透镜32f。
在根据本实施例的菲涅耳透镜32f中，每个第二凸部623的端部比每个第一凸部613的端部尖锐。如图5所示，每个第一凸部613的端部的宽度W11大于每个第二凸部623的端部的宽度W21。具体地，宽度W11等于或大于0.1mm且等于或小于1mm，宽度W21等于或大于1μm且等于或小于10μm。因此，可以减小每个第一凸部613的尖锐度，从而易于模制玻璃基板部61。另外，合成树脂部62具有高的可塑性，因此可以容易地模制尖锐的第二凸部623。因此，可以容易地模制具有良好光学特性的菲涅耳透镜32f。更优选地，宽度W11等于或大于0.3mm并且等于或小于0.7mm，以及宽度W21等于或大于1μm并且等于或小于10μm。因此，可以获得更优异的光学特性。然而，上述数值范围是示例，以及宽度W11和W21可以是除上述之外的尺寸。
在根据本实施例的菲涅耳透镜32f中，由彼此相邻的第二凸部623形成的凹槽的每个第二凹部628，比由彼此相邻的第一凸部613形成的凹槽的每个第一凹部618尖锐。即，在图5中，每个第一凹部618的底部的宽度W12大于每个第二凹部628的底部的宽度W22。具体地，宽度W12等于或大于0.1mm且等于或小于1mm，宽度W22等于或大于1μm且等于或小于10μm。因此，可以减小每个第一凹部618的尖锐度，从而易于模制玻璃基板部61。另外，可以容易地在合成树脂部62上模制尖锐的第二凹部628。因此，可以容易地模制具有良好光学特性的菲涅耳透镜32f。更优选地，宽度W12等于或大于0.3mm且等于或小于0.7mm，以及宽度W22等于或大于1μm且等于或小于10μm。因此，可以获得更优异的光学特性。然而，以上数值范围是示例，以及宽度W12和W22可以是除以上之外的尺寸。
再次参考图4。第一菲涅耳形状612在其中心部具有圆形的第一平坦表面614。第二菲涅耳形状622在其中心部具有圆形的第二平坦表面624。第一平坦表面614和第二平坦表面624在Z方向上彼此重叠。第一平坦表面614和第二平坦表面624用作窗口。在组装模块1M的工作中，可以通过第一平坦表面614和第二平坦表面624容易地观看或清晰地成像电池，使得容易将电池和菲涅耳透镜32f彼此对准。
在一个聚光部32的一个表面上，在矩阵中设置上述菲涅耳透镜32f。玻璃基板部61的外周部615被设置在设在一个聚光部32上的菲涅耳透镜32f的周围。即，玻璃基板部61包括在矩阵中设置的第一菲涅耳形状612周围的外周部615。在一个聚光部32中，最外侧的菲涅耳透镜32f与外周部615相邻。在图4中，示出了在聚光部32的端部处的菲涅耳透镜32f。
外周部615是具有恒定厚度(Z方向上的长度)的矩形环形部分，并且用作连接到模块1M的壳体31的连接部。合成树脂部62没有覆盖在外周部615上，并且外周部615的表面是玻璃表面。应当注意，合成树脂部62可以覆盖在外周部615的表面上。
外周部615的厚度H2小于菲涅耳透镜32f的第二菲涅耳形状622的最大厚度(每个第二凸部623的端部的厚度)H1。即，外周部615的面向第二凸部623的凸出方向(Z方向)的端部表面(即与壳体31连接的连接表面616)在Z方向中比第二凸部623的末端位置低。
外周部615的厚度H2大于玻璃基板部61的第一菲涅耳形状612中的最小厚度(第一凹槽的底部的厚度)H3。即，外周部615的面向第二凸部的凸出方向(Z方向)的端部表面(即与壳体31连接的连接表面616)在Z方向上比第一凹槽高。
[1-4.聚光器光伏系统的配置]
可以配置包括如上所述配置的多个聚光器光伏设备100的聚光器光伏系统。图7是示出根据本实施例的聚光器光伏系统的配置示例的图。图7示出了从上方观察时布置了聚光器光伏设备100的状态。
多个聚光器光伏设备100安装在安装区域500中，该安装区域500设置在操作聚光器光伏系统600的组织的场所中。在图7所示的示例中，将35个聚光器光伏设备100安装成5列和7行的矩阵。每个聚光器光伏设备100在跟踪太阳使得阵列1的光接收表面面向太阳的同时，产生电力。因此，彼此相邻的聚光器光伏设备100以预定间隔彼此间隔开，使得各个聚光器光伏设备100在太阳跟踪期间不彼此接触。
在安装区域500中，设置了将直流电力转换成交流电力的逆变器设备200。聚光器光伏设备100和逆变器设备200通过直流电缆300连接。逆变器设备200通过MPPT(最大功率点跟踪)控制使连接的聚光器光伏设备100执行高效的发电。
设置在安装区域500中的逆变器设备200的数量可以是一个或可以是多个。另外，逆变器设备200的数量可以等于聚光器光伏设备100的数量，或者可以小于光伏设备的数量。即，可以通过一个逆变器设备200或通过多个逆变器设备200将来自多个聚光器光伏设备100的直流电力转换成交流电力。
交流电缆310的一个端部连接到逆变器设备200的输出侧。在安装区域500中，安装了变电站设备400。交流电缆310的另一端部连接到变电站设备400的输入侧。
从逆变器设备200输出的交流电力通过交流电缆310输入到变电站设备400。变电站设备400转换输入的交流电压。输电电缆320从变电站设备400的输出侧延伸，以及输出的交流电力通过输电电缆320被发送到电力系统。
[2.变形例]
在下文中，将描述实施例的变形例。
[2-1.第一变形例]
图8是示出根据实施例的第一变形例的菲涅耳透镜的配置的侧视截面图。在根据第一变形例的菲涅耳透镜32f中，外周部615的厚度H2等于或大于菲涅耳透镜32f的第二菲涅耳形状622的最大厚度(每个第二凸部623的端部的厚度)H1。即，外周部615的连接表面616在Z方向上比第二凸部623的端部位置高。
因此，由于外周部615在Z方向上比第二凸部623凸出更多，所以在运输等期间抑制了其他物体与第二菲涅耳形状622的一部分接触，从而可以抑制污物对菲涅耳透镜32f的损坏和粘附。
[2-2.第二变形例]
图9是示出根据实施例的第二变形例的菲涅耳透镜的配置的侧视截面图。在根据第二变形例的菲涅耳透镜32f中，外周部615的厚度H2等于或小于玻璃基板部61的第一菲涅耳形状612中的最小厚度(第一凹槽的底部的厚度)H3。即，外周部615的连接表面616在Z方向上比第一凹槽低。
因此，减小了玻璃基板部61的体积，以及减少了玻璃的使用量。因此，可以降低成本和重量。另外，当将菲涅耳透镜32f安装到模块1M的壳体31时，可以通过将壳体31装配到形成在外围部分615和第二菲涅耳形状622的一部分之间的边界处的台阶部617来使菲涅耳透镜32f和壳体31彼此对准。
[2-3.第三变形例]
图10A是实施例的第三变形例的菲涅耳透镜的中心部的放大主视，并且图10B是沿着图10A所示的线A-A截取的截面图。在根据第三变形例的菲涅耳透镜32f的中心部(即第一平坦表面614和第二平坦表面624的一部分)上，设置有在正视图下为具有十字形状的凹部的标记部63。标记部63在Z方向上具有预定深度D。标记部63具有与玻璃基板部61的第一菲涅耳表面相反的端部表面，即，平行于垂直于Z方向的平面的底表面63a。底表面63a是平坦表面。因此，当阵列1的光接收表面通过太阳跟踪从正面直接面对太阳时，底表面63a变得垂直于太阳光的入射方向，以及光学损失被抑制。
标记部63可用于在组装模块1M的工作中将电池和菲涅耳透镜32f彼此对准。在将具有十字形状等的标记设置到电池的情况下，可以通过图像处理或目视检查使电池和菲涅耳透镜32f彼此对准，使得标记和标记部63的中心彼此重合。
[2-4.第四变形例]
在以上实施例中，已经描述了覆盖在第一菲涅耳表面上的薄层形合成树脂部62，但是合成树脂部不限于此。根据该变形例的合成树脂部沿着第一凸部613或第一凹部618以环形形状设置。
图11是实施例的第四变形例的菲涅耳透镜的局部放大侧面剖视图。根据该变形例的菲涅耳透镜32f包括合成树脂部64和65。合成树脂部64设置在每个第一凸部613的端部。即，在根据本变形例的菲涅耳透镜32f中，多个合成树脂部64设置成彼此同心。每个合成树脂部64具有第二凸部633。第二凸部633是第二角部的示例。第二凸部633具有朝向其端部渐缩的尖头形状。第二凸部633的端部比第一凸部613的端部尖。
合成树脂部65设置在每个第一凹部618的底部。即，在根据该变形例的菲涅耳透镜32f中，多个合成树脂部65设置为彼此同心。每个合成树脂部65具有第二凹部638。第二凹部638是第二角部的示例。第二凹部638具有宽度朝着其底部减小的形状。第二凹部638的底部比第一凹部618的底部尖。
[2-5.第五变形例]
菲涅耳透镜32f可仅包括合成树脂部64和65中的任何一个。图12是实施例的第五变形例的菲涅耳透镜的局部放大侧面剖视图。在根据本变形例的菲涅耳透镜32f中，玻璃基板部61具有第一凹部618，该第一凹部618每个具有凹槽形状和尖锐的底部。因此，没有必要设置由合成树脂制成的第二凹部。在每个第一凸部613的端部，设置具有第二凸部633的合成树脂部64。
[2-6.第六变形例]
图13是实施例的第六变形例的菲涅耳透镜的局部放大侧面剖视图。在根据本变形例的菲涅耳透镜32f中，玻璃基板部61具有第一凸部613，每个第一凸部613是具有尖锐的端的凸出。因此，没有必要设置由合成树脂制成的第二凸部。在每个第一凹部618的底部，设置具有第二凹部638的合成树脂部65。
[2-7.另一个变形例]
在以上实施例中，合成树脂部62覆盖在第一平坦表面614上以设置第二平坦表面624，但是配置不限于此。第一平坦表面614不必被合成树脂部62覆盖，以及可以被暴露。
[3.补充说明]
上面的实施例在所有方面仅是示例性的，以及不应被认为是限制性的。本公开的范围由权利要求的范围限定，以及意图包括等同于权利要求的范围的含义以及该范围内的所有变形例。
参考标记列表
100 聚光器光伏设备
1 阵列
2 支撑装置
1M 聚光器光伏模块
21 支柱
22 基座
23 轴驱动部
24 水平轴
31 壳体
32 聚光部
32f 菲涅耳透镜
33 柔性印刷电路
34 电池包
35 副透镜
36 保护板
37 屏蔽板
37a 开口
38 电池
39 树脂
200 逆变器设备
300 直流电缆
310 交流电缆
320 输电电缆
400 变电站设备
500 安装区域
600 聚光器光伏系统
61 玻璃基板部
612 第一菲涅耳形状
613 第一凸部
614 第一平坦表面
615 外周部
616 连接表面
617 台阶部
618 第一凹部
62、64、65 合成树脂部
622 第二菲涅耳形状
623、633 第二凸部
624 第二平坦表面
628、638 第二凹部
63 标记部
63a 底表面
Claims (12)
1.一种用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜，包括：
玻璃基板部，所述玻璃基板部具有圆形的第一角部；以及
合成树脂部，所述合成树脂部覆盖在所述玻璃基板部的一个表面上并且具有圆形的第二角部，所述第二角部的半径等于所述第一角部的半径并且与所述第一角部同轴地重叠。
2.根据权利要求1所述的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜，其中，
所述第一角部是具有凸出角形状的第一凸部，
所述第二角部是具有凸出角形状的第二凸部，以及
所述第二凸部的端部比所述第一凸部的端部尖锐。
3.根据权利要求2所述的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜，其中，所述第一凸部的所述端部的宽度等于或大于0.1mm且等于或小于1mm。
4.根据权利要求1所述的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜，其中，
所述第一角部是具有凹入角形状的第一凹部，
所述第二角部是具有凹入角形状的第二凹部，以及
所述第二凹部的底部比所述第一凹部的底部尖锐。
5.根据权利要求4所述的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜，其中，所述第一凹部的所述底部的宽度等于或大于0.1mm且等于或小于1mm。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜，其中，
所述玻璃基板部在其中心部处具有第一平坦表面，以及
所述合成树脂部在其中心部处具有与所述第一平坦表面重叠的第二平坦表面。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜，其中，
所述玻璃基板部具有厚度恒定的外周部，以及
在所述第二凸部凸出的凸出方向上，所述外周部比所述第二凸部的所述端部的位置更远地凸出。
8.根据权利要求1至6中的任一项所述的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜，其中，
所述玻璃基板部具有厚度恒定的外周部，
所述外周部具有面对所述第二凸部凸出的凸出方向的端部表面，以及
所述端部表面在所述凸出方向上的高度等于或小于形成在彼此相邻的两个所述第一凸部之间的凹槽在所述凸出方向上的高度。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜，其中，所述合成树脂部由基于苯基的硅树脂形成。
10.一种用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜，包括：
玻璃基板部，所述玻璃基板部在所述玻璃基板部的一个表面上具有第一菲涅耳形状，所述第一菲涅耳形状具有同心圆形的多个第一凸部；以及
合成树脂部，所述合成树脂部覆盖在所述玻璃基板部的所述一个表面上并且在所述合成树脂部的一个表面上具有第二菲涅耳形状，所述第二菲涅耳形状具有同心圆形的多个第二凸部，所述多个第二凸部具有分别与所述多个第一凸部的半径相等的半径，并且分别与所述多个第一凸部同轴地重叠。
11.一种聚光器光伏系统，包括：
多个聚光器光伏设备；以及
逆变器设备，所述逆变器设备被配置为将从所述多个聚光器光伏设备输出的直流电力转换成交流电力，其中，
所述聚光器光伏设备中的每一个包括聚光器光伏面板，所述聚光器光伏面板包括根据权利要求1至10中的任一项所述的用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜。
12.一种用于聚光器光伏设备的菲涅耳透镜的制造方法，所述方法包括以下步骤：
通过压制或切割来制造在其一个表面上包括菲涅耳形状的玻璃基板部，所述菲涅耳形状具有同心圆形的多个第一凸部；
将所述玻璃基板部装配到具有同心圆形的多个凹部的模具中，使得所述多个第一凸部分别被容纳在所述多个凹部中；
用加热且熔融的合成树脂填充所述玻璃基板部和所述模具之间的空间；并且
通过冷却所述合成树脂来形成合成树脂部，所述合成树脂部覆盖在所述玻璃基板的所述一个表面上，并具有同心圆形的多个第二凸部，所述多个第二凸部具有分别与所述多个第一凸部的半径相等的半径，并且分别与所述多个第一凸部同轴地重叠。
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