CN202178724U - 槽式反射镜转型聚光发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种槽式反射镜转型聚光发电装置，包括反射驱动部和异质结发电部，反射驱动部包括槽式反射面和二次反射面，异质结发电部包括折射体及设置在其光射出面后部的异质结电池组件，入射光线从槽式反射面的开口端平行入射后在槽式反射面发生反射，经反射的光线射向二次反射面汇聚并再次被反射，形成平行光束射向折射体，光线在折射体上发生折射偏转，入射光按频率分布在不同偏转角度上，不同角度的相应频率的光射到异质结电池组件上完成发电。本实用新型应用抛物面及双曲面对光的反射原理，通过两个反射面将光汇聚到折射体产生折射。光折射后于折射体内部按频率在空间成不同角度散开，再照射到不同接收频率的异质结电池片上产生电能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种异质结聚光发电装置，尤其是一种槽式反射镜转型聚光发电装置。
背景技术
聚光发电装置的核心是聚光效率和光电池，包括研发成本和性价比。而聚光设备和电池工艺的制造成本起着关键作用。
在光热发电方面，槽式聚光热发电的设备在世界的一些国家和地区已在使用当中。其中槽式抛物反射镜的跟踪和操控技术成熟而已基本商品化。因此，转化应用于其他专业用途的优势明显，尤为重要的是开发成本相对较低，周期短且可靠性好。
按半导体材料的构成单一性分为同质结、异质结两种。最早的光电池为同质结结构。异质结虽是后来发展起来的，技术工艺也具有相当的特点。而目前的现状是：异质结发电系统大都采用了聚光形式，其中以用菲涅耳透镜结构较普遍，此透镜结构较一般透镜复杂，光学加工有一定难度，成本也随之有相应增加；此外，对阳光跟踪的精度要求也很高，为普及、配套加工、操作添加了一定难度，还需要一定的制造成本。设备的维修与保养比普通透镜复杂，不利于系统稳定性。从光汇聚的方式来看，一般技术是用一束汇聚的太阳光直接照射异质结，通过吸收和透射利用不同深度的异质结吸收不同波长的光来产生电能，光成垂直角度入射，光能密度集中发热量大又不利于散热。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种相对简洁的光路设置，来创造异质结电池发电的必备条件的槽式反射镜转型聚光发电装置。
为实现上述目的，本实用新型槽式反射镜转型聚光发电装置，包括反射驱动部和异质结发电部，其中，反射驱动部包括槽式反射面和二次反射面，异质结发电部包括折射体及设置在其光射出面后部的异质结电池组件，入射光线从槽式反射面的开口端平行入射后在槽式反射面发生反射，经反射的光线射向二次反射面汇聚并再次被反射，并形成一个平行光束射向折射体，光线在折射体上发生折射偏转，入射光按频率分布在不同偏转角度上，不同角度的相应频率的光射到异质结电池组件上完成发电。
进一步，所述折射体和异质结电池组件之间设置有连接层，两者通过该连接层相互连接固定，连接层的材料为与所述折射体折射率相同且热稳定性高的材质。
进一步，所述连接层与所述折射体和异质结电池组件之间采用烧结、真空等离子体沉积、粘接、化学沉积的物理及化学制备方法制成。
进一步，所述折射体的光入射面表面设置有减反射膜结构。
进一步，所述折射体设置为半圆柱、圆弧柱体或棱柱结构，材料选择为光透率高热稳定性好的材质，与所述异质结电池组件之间是所述连接层。
进一步，所述槽式反射面为抛物线拉伸面的截取面，其凹面设置为反射面，所述入射光线沿抛物线对称轴从开口端平行入射；所述二次反射面为双曲线拉伸面的截取面，其凸面设置为反射面；槽式反射面和二次反射面共一个焦点，两者具有反射功能的面相对设置。
进一步，所述异质结电池组件包括若干个异质结电池，若干个异质结电池按接收频率沿其表面切向分布，异质结电池采用硬性或柔性质地材料。
进一步，所述反射驱动部包括控制俯仰转动用的驱动设备，驱动设备上设置有上支撑架，所述槽式反射面和二次反射面固定设置在上支撑架上。
进一步，所述异质结发电部通过射角微调器安装在所述上支撑架上。
进一步，所述驱动设备上还设置有下支撑架，该下支撑架的下部与基座固定连接。
本实用新型应用抛物面及双曲面对光的反射原理，通过两个反射面将光汇聚到折射体产生折射。根据折射的色散原理，光折射后于折射体内部按频率在空间成不同角度散开，分别通过中间层照射到不同接收频率的异质结电池片上产生电能。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型的光路设计示意图。
具体实施方式
下面，参考附图，对本实用新型进行更全面的说明，附图中示出了本实用新型的示例性实施例。然而，本实用新型可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本实用新型全面和完整，并将本实用新型的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。
为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。
本实用新型的工作原理为：
一：以双曲线为界，从焦点另一侧对焦点射来的光线经双曲面反射后平行于该曲线的对称轴。
二：光线平行于抛物线对称轴从开口端入射经其曲线反射后汇聚于焦点。
综合上述两点可得：如果抛物线和双曲线开口方向相同、共用一个焦点及对称轴且双曲线在内侧，则有：由开口外射入、平行于对称轴的光线束经抛物线反射到双曲线，再经双曲线反射后形成一束更窄的平行于对称轴且与入射光同向的光线。
三：光经由光疏媒质射入光密媒质时会发生折射现象，在媒质交界面上将发生方向偏转，偏转角度与光频率成正比。
如图1所示，本实用新型槽式反射镜转型聚光发电装置，包括反射驱动部2和异质结发电部1，其中，反射驱动部包括槽式反射面21、二次反射面22、驱动设备24和上支撑架23，驱动设备24上设置有上支撑架23，槽式反射面21和二次反射面22固定设置在上支撑架23上，驱动设备24上还设置有下支撑架25，下支撑架25的下部与基座固定连接。驱动设备24连接并控制上支撑架上设置的槽式反射面、二次反射面及异质结发电部一体俯仰转动。
槽式反射面21为抛物线拉伸面的截取面，其凹面设置为反射面，入射光线沿抛物线对称轴从开口端平行入射；二次反射面22为双曲面拉伸面的截取面，其凸面设置为反射面；槽式反射面21和二次反射面22共一个焦点，两者具有反射功能的面相对设置。
异质结发电部1包括折射体11、连接层12、异质结电池组件13和射角微调器14。折射体11和异质结电池组件13之间通过连接层12相互连接固定，三者相互连接成一体结构，相互位置相对固定。射角微调器14调节异质结发电部1的俯仰角度，射角微调器14可采用步进电机装置。
异质结发电部1通过射角微调器14安装在上支撑架23上。连接层12的材料为与折射体11折射率相同且热稳定性高的材质，连接层12与折射体11和异质结电池组件13之间采用烧结、真空等离子体沉积、粘接、化学沉积等相应的物理及化学制备方法制成。
折射体11的光入射面表面设置有减反射膜结构，异质结电池组件13设置在折射体11光射出面的一侧。折射体11可设置为半圆柱、圆弧柱体或棱柱结构等，其材料选择为光透率高热稳定性好的材质。异质结电池组件13包括若干个异质结电池，若干个异质结电池按接收频率沿其表面切向分布，异质结电池采用硬性或柔性质地材料。
如图2所示，本实用新型光线的收集线路及工作原理如下：箭头50表示光线照射方向。根据相关原理中的叙述，槽式反射面21为抛物线拉伸面的截取面，光线沿抛物线对称轴从开口端平行入射后在槽式反射面21发生反射。经反射的光线向二次反射面22汇聚并再次被反射，而后就形成一个平行光束射向折射体11，随即在折射体11上又发生折射偏转，入射光按频率分布在不同偏转角度上，频率与偏转角度成正比。不同角度的相应频率的光再经过连接层直接射到异质结电池组件13上所对应的不同接收频率的异质结电池上，来完成发电。由于太阳是动态的，所以分别由驱动设备24、射角微调器14负责调节整体及折射体的光入射角度即俯仰角度以便跟踪修正光路，使其保持稳定。
本实用新型槽式反射镜转型聚光发电装置借鉴槽式光热发电结构、光学加工工艺成熟简单、成本低、对阳光跟踪的精度高、设备的维修与保养简单，散热性能好、系统稳定性高。通过利用不同折射角度的异质结吸收不同波长的光来产生电能，充分发挥了异质结电池的特性，具有很高的发电效率。
Claims (10)
1.槽式反射镜转型聚光发电装置，其特征在于，该装置包括反射驱动部和异质结发电部，其中，反射驱动部包括槽式反射面和二次反射面，异质结发电部包括折射体及设置在其光射出面后部的异质结电池组件，入射光线从槽式反射面的开口端平行入射后在槽式反射面发生反射，经反射的光线射向二次反射面汇聚并再次被反射，并形成一个平行光束射向折射体，光线在折射体上发生折射偏转，入射光按频率分布在不同偏转角度上，不同角度的相应频率的光射到异质结电池组件上完成发电。
2. 如权利要求1所述的槽式反射镜转型聚光发电装置，其特征在于，所述折射体和异质结电池组件之间设置有连接层，两者通过该连接层相互连接固定，连接层的材料为与所述折射体折射率相同且热稳定性高的材质。
3. 如权利要求2所述的槽式反射镜转型聚光发电装置，其特征在于，所述连接层与所述折射体和异质结电池组件之间采用烧结、真空等离子体沉积、粘接、化学沉积的相应物理及化学制备方法制成。
4. 如权利要求3所述的槽式反射镜转型聚光发电装置，其特征在于，所述折射体的光入射面表面设置有减反射膜结构。
5. 如权利要求4所述的槽式反射镜转型聚光发电装置，其特征在于，所述折射体设置为半圆柱、圆弧柱体或棱柱结构，材料选择为光透率高热稳定性好的材质，与所述异质结电池组件之间是所述连接层。
6. 如权利要求1所述的槽式反射镜转型聚光发电装置，其特征在于，所述槽式反射面为抛物线拉伸面的截取面，其凹面设置为反射面，所述入射光线沿抛物线对称轴从开口端平行入射；所述二次反射面为双曲线拉伸面的截取面，其凸面设置为反射面；槽式反射面和二次反射面共一个焦点，两者具有反射功能的面相对设置。
7. 如权利要求1所述的槽式反射镜转型聚光发电装置，其特征在于，所述异质结电池组件包括若干个异质结电池，若干个异质结电池按接收频率沿其表面切向分布，异质结电池采用硬性或柔性质地材料。
8. 如权利要求1所述的槽式反射镜转型聚光发电装置，其特征在于，所述反射驱动部包括控制俯仰转动用的驱动设备，驱动设备上设置有上支撑架，所述槽式反射面和二次反射面固定设置在上支撑架上。
9. 如权利要求8所述的槽式反射镜转型聚光发电装置，其特征在于，所述异质结发电部通过射角微调器安装在所述上支撑架上。
10.如权利要求8所述的槽式反射镜转型聚光发电装置，其特征在于，所述驱动设备上还设置有下支撑架，该下支撑架的下部与基座固定连接。
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Owner name: RAYSPOWER ENERGY GROUP CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: NEW ENERGY POWER CO., LTD. IN HAI DUONG |
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