CN201637869U - 一种透镜及太阳能设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于透镜领域，公开了一种透镜及太阳能设备，所述透镜包括一主透镜，所述主透镜表面阵列多个尺寸小于所述主透镜的小透镜，本实用新型提供的透镜通过在一个较大的主透镜的表面设置多个小透镜，由主透镜对光线进行聚光后，主透镜表面的小透镜进一步的进行聚光，增强了光线的聚集程度，极大的提高了透镜对光线的利用率。

Description

一种透镜及太阳能设备

技术领域

本实用新型属于透镜领域，尤其涉及一种透镜及太阳能设备。

背景技术

随着全球经济的发展，污染越来越严重，全球气候也在逐渐的变暖，由于煤炭、石油、天然气等能源不断的被利用，导致地球资源越来越少。如何更好的开发节能环保型新能源，是人类需要解决的问题之一。

随着太阳能技术的不断发展，各个国家对太阳能的需求越来越高。由于太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。

光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、故障率低、维护简单方便的优点。但是，在光伏发电领域，太阳能的应用一直得不到大量的推广，最主要的原因是太阳能利用的成本过高，以及对太阳能的利用效率过低，其中，造成上述两个问题的主要原因就是：太阳能电池板接收太阳能的面积和太阳光的强度。

增加太阳能电池板电池面积可以提高太阳能的利用效率，但这给太阳能电池板的空间带来了很大的麻烦，给利用太阳能电池板收集能量的应用带来了很大的制约因素，并且由于现有的太阳能电池板技术比较低下，导致太阳能电池板在阴天或者室内等光线不强的环境下，太阳能的利用效率很低。

现有技术中，提高太阳能利用率的另一种方法就是使用透镜的方式进行太阳能的聚光，请参阅图1，透镜11″用来汇聚太阳光，将汇聚的太阳光聚焦到太阳能板13″上，间接的提高太阳能的光线强度，但是由于聚光镜的透镜直径大、焦距远，直径小，聚光效果并不好。

如何更好的提高透镜对光线的聚光性能，更好的利用照射在透镜上的光线，是透镜领域研究的方向之一。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种透镜，旨在提高透镜对光线的聚光性能，更好的利用照射在透镜上的光线。

本实用新型是这样实现的，一种透镜，包括一主透镜，所述主透镜表面设置有多个尺寸小于所述主透镜的小透镜。

本实用新型提供的透镜，其中，所述小透镜通过镶嵌的方式连接在所述主透镜的表面。

本实用新型提供的透镜，其中，所述主透镜为平面透镜或球面透镜。

本实用新型提供的透镜，其中，所述小透镜为平面透镜或球面透镜。

本实用新型提供的透镜，其中，所述透镜的内表面为曲面锯齿形结构。

本实用新型还提供一种太阳能设备，包括太阳能电池板，所述设备还包括有一透镜，所述透镜包括一主透镜，所述主透镜表面设置有多个尺寸小于所述主透镜的小透镜。

本实用新型提供的太阳能设备，其中，所述小透镜通过镶嵌的方式连接在所述主透镜的表面。

本实用新型提供的太阳能设备，其中，所述主透镜为平面透镜或球面透镜。

本实用新型提供的太阳能设备，其中，所述小透镜为平面透镜或球面透镜。

本实用新型提供的太阳能设备，其中，所述透镜的内表面为曲面锯齿形结构。

本实用新型提供的透镜通过在一个较大的主透镜的表面设置多个尺寸小于所述主透镜的小透镜，由主透镜对光线进行聚光后，主透镜表面的小透镜进一步的进行聚光，增强了光线的聚集程度，极大的提高了透镜对光线的利用率。

附图说明

图1是现有技术中太阳能透镜的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的太阳能设备中其中一种透镜的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的太阳能设备中透镜聚焦光线示意图；

图4是现有技术中对去材料优化透镜的剖视图；

图5是本实用新型实施例提供的透镜经过优化处理后的剖视图

图6是本实用新型实施例提供的太阳能设备中其中一种透镜中的示意图；

图7是本实用新型实施例提供的太阳能设备中其中一种透镜的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图2是本实用新型实施例提供的太阳能设备中其中一种透镜的示意图。图3为本实用新型提供的太阳能设备与透镜相组合的示意图。

其中，所述太阳能设备包括有一透镜，所述透镜包括一主透镜11，所述主透镜11表面设置有多个小透镜12，所述主透镜下方还设置有太阳能电池板13(图3)，所述小透镜12的尺寸小于所述主透镜11。

在具体实施过程中，所述小透镜12通过镶嵌的方式连接在所述主透镜11的表面。其中，所述主透镜为平面透镜或球面透镜，所述小透镜为平面透镜或球面透镜。

本实用新型实施例的透镜通过在主透镜11表面镶嵌一系列合适焦距d的阵列小透镜12，与太阳能电池板13相互配合，主透镜11和若干个小透镜12汇聚太阳光线，并聚焦到太阳能电池板13上，不仅提高了单位面积内太阳能板13接收太阳光的强度，同时也提高太阳电池板13对太阳能的利用效率。

其中，主透镜11和小透镜12的焦距可以根据与太阳能电池板13之间的距离来确定，而且，主透镜11和小透镜12的大小也根据实际情况进行优化。

在具体实施过程中，本实用新型实施例提供的透镜通过以下方式方法设计：

请参阅图4，首先将主透镜11″的曲线部分平均分为若干等分，将主透镜11″中间斜线标注部位的材料挖去，将主透镜11″的底平面平移到等分点上，由于两个平面平行，因此不会影响透镜的汇聚作用。

之后，对图4中主透镜11″有以下两种处理方式：

第一种方式是将图4中透镜的曲线分别垂直地平移到同一个平面，透镜表面形成了一系列的曲面锯齿形，得到一种菲涅尔透镜截面，见图5所示。

第二种方式是将图4中透镜的曲线拉成一个平面，透镜表面形成了一系列的曲面锯齿形，得到另一种菲涅尔透镜截面，见图5所示。图5为透镜的截面，平行光线经过图5所示的截面时对太阳光具有汇聚作用。

将图5所示透镜绕中心轴旋转后，如图6所示，透镜表面的小透镜也经过同样的方法处理，透镜整体结构如图6所示，图6所示透镜适合与圆形的太阳能电池板13组合。更进一步叙述，图6所示的透镜的厚度可以根据实际情况调整，但该透镜的形状对其应用有所限制。

将图5透镜的截面沿着截面垂直方向扫描成一个柱形透镜11，再在此透镜11上增加一系列小透镜12，形成图7所示的柱形组合透镜，图7所示的柱形组合透镜可以将太阳光均匀汇聚在一个平面，也可以适合方形或其他任意形状的太阳能电池板13组合。

不管是图6中的圆形透镜，还是图7中的柱形组合透镜，其主透镜的内表面为曲面锯齿形结构，更有利于对光线的聚合。

而且，图7所示的柱形组合透镜的厚度和外形可以根据实际环境进行结构设计，既可以增加太阳能的有效利用，又不会给产品结构设计带来很大的限制，同时还可以为加工成太阳能瓦，为屋顶或玻璃墙的太阳能利用提供很大的方便，或为现有的太阳能电池表面增加聚光透镜提供技术支持。

本实用新型实施例还提供一种太阳能设备，所述太阳能设备包含有本实用新型实施例提供的透镜，鉴于该透镜在上文已有详细的描述，此处不再赘述。

本实用新型提供的透镜通过在一个较大的主透镜的表面设置多个小透镜，由多个小透镜对光线进行聚光后，主透镜进一步的进行聚光，扩大了光线的利用范围，极大的提高了透镜对光线的利用率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种透镜，包括一主透镜，其特征在于，所述主透镜表面设置有多个尺寸小于所述主透镜的小透镜。

2.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述小透镜通过镶嵌的方式连接在所述主透镜的表面。

3.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述主透镜为平面透镜或球面透镜。

4.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述小透镜为平面透镜或球面透镜。

5.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜的内表面为曲面锯齿形结构。

6.一种太阳能设备，包括太阳能电池板，其特征在于，所述设备还包括有一透镜，所述透镜包括一主透镜，所述主透镜表面设置有多个尺寸小于所述主透镜的小透镜。

7.如权利要求6所述的太阳能设备，其特征在于，所述小透镜通过镶嵌的方式连接在所述主透镜的表面。

8.如权利要求6所述的太阳能设备，其特征在于，所述主透镜为平面透镜或球面透镜。

9.如权利要求6所述的太阳能设备，其特征在于，所述小透镜为平面透镜或球面透镜。

10.如权利要求6所述的太阳能设备，其特征在于，所述透镜的内表面为曲面锯齿形结构。

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