CN201788979U - 一种太阳能瓦形槽式柱面聚光器 - Google Patents

一种太阳能瓦形槽式柱面聚光器 Download PDF

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太阳能瓦形槽式柱面聚光器包括：多组彼此连在的柱面菲涅尔透镜，槽式聚光漏斗，太阳能光伏电池片。在一块超白玻璃板上形成圆弧形的玻璃瓦，玻璃瓦拱形的内表面雕刻出直线形条纹，形成一个个间距不等，大小不一的小棱镜，使太阳的入射光线，通过折射后成为一个光焦带，形成一个柱面菲涅尔透镜，随着太阳光的方位角的不断变化，一旦聚光焦带偏离电池片，则该焦带会落在下部的槽式聚光漏斗的反光面上，经过反光面的发射后，该焦带依然落在底部的太阳能电池板上。槽式聚光漏斗的反光面与竖直面有一定的夹角，通过调整该夹角大小，来保证是落在放射面上的聚光焦带经过反光后，依然落在底部的光伏电池片上，达到聚光效果。

Description

一种太阳能瓦形槽式柱面聚光器 
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能聚光器，具体涉及一种太阳能瓦形槽式柱面聚光器。 
背景技术
能源是人类面临经济发展和环境维护平衡时需要解决的最根本最重要的问题。能源储存的有限量问题促使人类去开发、寻找、应用新的替代能源。太阳能是一种极为丰富的清洁能源，地球每年接受的太阳能总量为1×1018kWh，相当于5×1014桶原油(是探明原油储量的近千倍)，是世界年耗总能量的一万多倍。由于通常最普遍的而且最方便使用的是电能，太阳光伏发电技术能将太阳能直接转换为电能，因而是最有应用前景的太阳能利用方式。目前，太阳光伏发电在航天技术上已发挥了很大作用，成为航天器的重要电源，在地面上的应用也愈来愈广泛。但光伏发电的成本太高，还无法与常规能源发电相竞争。因此降低光伏发电的成本，对于提高光伏发电的竞争力，促进光伏发电的推广应用具有重要意义。通过改进电池制造工艺、采用新技术提高转换效率，可以降低光伏发电的成本，但降低的步伐比较缓慢。采取聚光方法，设计出合理的聚光器，可以使太阳电池工作在几倍乃至几百倍的光强条件下，从而可以大大降低光伏发电的成本，具有良好的应用前景。但目前聚光光伏发电技术还很不成熟，如跟踪式聚光光伏发电技术抛物面形聚光器，免跟踪的球形聚光器，反射聚光技术的槽式聚光器等虽然能起到一定的聚光效果，但安装不 便，维护困难且成本较高，无法大面积推广，从而限制了这一技术的广泛应用，以上难题亟待解决。 
发明内容
为了克服现有太阳能光伏发电聚光器存在的问题，本实用新型提供一种太阳能瓦形槽式柱面聚光器，采用柱面菲涅尔透镜与槽式聚光漏斗相结合，建立了聚光光伏发电系统的数学模形，使柱面菲涅尔透镜的焦带直接落在底部的光伏电池板上或该焦带落在下部槽式聚光漏斗的反光壁上，通过反光后，仍使该焦带落在底部的光伏电池板上，同时，使该聚光器的设计为瓦形，从而使太阳能聚光器与建筑物相结合，实现太阳能光伏发电与建筑结构的完美组合。 
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：太阳能瓦形槽式柱面聚光器包括：多组彼此连在的柱面菲涅尔透镜，槽式聚光漏斗，太阳能光伏电池片。在一块超白玻璃板上，玻璃板厚2.8-3.2毫米，形成若干个100毫米宽相当于四分之一圆弧形的玻璃瓦，玻璃瓦拱形的内表面雕刻出直线形条纹，形成一个个间距不等，大小不一的小棱镜，是太阳的入射光线，通过小棱镜折射后汇集成一个焦线，若干个焦线汇集在一起就成为一个焦带，形成一个柱面菲涅尔透镜，随着太阳光的方位角的不断变化，通过柱面透镜汇聚的焦带可能偏离底部的太阳能光伏电池片，一旦聚光焦带偏离电池片，则该焦带会落在下部的槽式聚光漏斗的反光面上，经过反光面的发射后，该焦带依然落在底部的太阳能电池板上。槽式聚光漏斗的反光面与竖直面有一定的夹角，通过调整该夹角大小，来保证是落在放射面上的聚光焦带经过反光后，依然落在底部的光伏电池片上，达到聚光效果。 
一种太阳能瓦形槽式柱面聚光器，其特征在于所的述槽式聚光漏斗的反光面可以是镀膜铝板或平面镜，槽式聚光漏斗的上、下边分别于柱面菲涅尔透镜的玻璃边和其下部的太阳能光伏电池片的背板密封连接。 
太阳能瓦形槽式柱面聚光器玻璃瓦部分，其特征在于所述多组彼此连在的柱面菲涅尔透镜，是在一块超白玻璃板上，玻璃板厚2.0-3.2毫米，形成若干个100-120毫米宽相当于四分之一圆弧形的玻璃瓦，玻璃瓦拱形的内表面雕刻出直线形条纹，形成一个个间距不等，大小不一的小透镜，使入射到柱面菲涅尔透镜太阳光线汇集成一个光焦带。 
太阳能瓦形槽式柱面聚光器透镜部分，其特征在于所述的多组彼此连在的柱面菲涅尔透镜每段圆弧的内弧长100-120mm弦长90-105mm，按中间对称共雕刻22-32个线形透镜，柱面透镜正上方的玻璃曲面有30-40mm为光滑曲面，线性小透镜均匀分布于光滑曲面两侧。 
太阳能瓦形槽式柱面聚光器的反光面部分，其特征在于所述的槽式聚光漏斗的反光面与水平面的夹角为±30-75°。 
本实用新型的有益效果：由于采用了柱面透镜的聚光原理，是透镜焦点形成一个狭长焦带，与太阳能光伏电池片的形状相匹配，增加了光伏组件的发光效率，降低了光伏发电成本，便于安装和应用。 
附图说明
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明； 
图1为本实用新型一种太阳能瓦形槽式柱面聚光器结构示意图； 
图中：1、多组连在一起的柱面菲涅尔透镜，2、聚光漏斗，3、太阳能光伏电池片，4、太阳，5、太阳光入射光线。 
具体实施方式
一种太阳能瓦形槽式柱面聚光器包括：1、多组连在一起的柱面菲涅尔透镜，2、聚光漏斗，3、太阳能光伏电池片，4、太阳，5、太阳光入射光线。实施时，首先制作多组连在一起的柱面菲涅尔透镜1，在一块超白玻璃板上，玻璃板厚2.8-3.2毫米，应用滚动轴压延成形方法，形成若干个100-120毫米宽相当于四分之一圆弧形的玻璃瓦，玻璃瓦拱形的内表面雕刻出直线形条纹，形成一个个间距不等，大小不一的小棱镜，使入射到柱面菲涅尔透镜1的太阳能光线5，汇集成一个光焦带，随着太阳4的方位角的不断变化，通过柱面菲涅尔透镜1汇聚的焦带可能偏离底部的太阳能光伏电池片3，一旦聚光焦带偏离太阳能光伏电池片3，则该焦带会落在下部的槽式聚光漏斗2的反光面上，经过反光面的反射后，该焦带依然落在底部的太阳能光伏电池片3上。槽式聚光漏斗2的反光面可以是镀膜铝板或平面镜，槽式聚光漏斗2的上、下边分别于柱面菲涅尔透镜1的玻璃边和下部的太阳能光伏电池片3的背板密封连接。槽式聚光漏斗2的反光面与水平面有一定的夹角，该夹角的大小保证入射到反光面上的聚光焦带经过反射后，照射在槽式聚光漏斗2下部的太阳能光伏电池片3上，使太阳4无论在哪个方位角位置上，经过多组连在一起的柱面菲涅尔透镜1的太阳光入射光线5经过折射和反射后，其汇聚的光焦带都照射在槽式聚光漏斗2下部的太阳能光伏电池片3上。 

Claims (4)

1.一种太阳能瓦形槽式柱面聚光器包括：多组彼此连在的柱面菲涅尔透镜，槽式聚光漏斗，太阳能光伏电池片，其特征在于所的述槽式聚光漏斗的反光面可以是镀膜铝板或平面镜，槽式聚光漏斗的上、下边分别于柱面菲涅尔透镜的玻璃边和其下部的太阳能光伏电池片的背板密封连接。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能瓦形槽式柱面聚光器，其特征在于所述多组彼此连在的柱面菲涅尔透镜，是在一块超白玻璃板上，玻璃板厚2.0-3.2毫米，形成若干个100-120毫米宽相当于四分之一圆弧形的玻璃瓦，玻璃瓦拱形的内表面雕刻出直线形条纹，形成一个个间距不等，大小不一的小透镜，使入射到柱面菲涅尔透镜太阳光线汇集成一个光焦带。
3.根据权利要求1或2所述的一种太阳能瓦形槽式柱面聚光器，其特征在于所述的多组彼此连在的柱面菲涅尔透镜每段圆弧的内弧长100-120mm弦长90-105mm，按中间对称共雕刻22-32个线形透镜，柱面透镜正上方的玻璃曲面有30-40mm为光滑曲面，线性小透镜均匀分布于光滑曲面两侧。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能瓦形槽式柱面聚光器，其特征在于所述的槽式聚光漏斗的反光面与水平面的夹角为±30-75°。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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