CN202256730U - 聚光光伏模块用二次光学匀光镜结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种聚光光伏模块用二次光学匀光镜结构，该匀光镜为上大下小的方锥形，且该方锥形匀光镜的上表面具有突出的球面，阳光通过二次光学匀光镜和球面时，能够折射太阳光至二次光学匀光镜内底部，而形成一聚光区，聚光区位于方锥形的底部，这样该匀光镜结构能够有效地提高聚光效果，能够将阳光均匀折射到底部的芯片上。

Description

聚光光伏模块用二次光学匀光镜结构

技术领域

 本实用新型涉及太阳能光伏发电模块，具体地说是一种将太阳光完整折射至光伏发电模块底部芯片的光学匀光镜结构。

背景技术

太阳能光伏发电技术让我们享受到太阳给予的清洁可再生能源，而太阳能高倍聚光光伏发电模块内之收光组件采二次光学匀光镜结构，可将追日系统之允许误差角度从0.2度提升至1.2度，且提升太阳能芯片面积利用率几乎达100%，达到均匀散热之目的。

专利申请200810042090.5所描述的是一种高倍聚光跟踪光伏发电模块，它包括太阳能电池片、散热底板、镜面聚光器、钢化玻璃盖板和边框，所述各太阳能电池片均匀设置，它们通过绝缘导热粘接层均匀粘结于散热底板上，并通过汇流带串联连接；每个太阳能电池片上设置一个镜面聚光器，所述镜面聚光器为无底斗状体，斗状体的较小尺寸的下底开口与太阳能电池片形状相匹配，较大尺寸的上底开口为矩形或正方形，且被钢化玻璃盖板覆盖；散热底板、镜面聚光器与钢化玻璃盖板通过边框固定在一起。这种结构具有成本低、性能可靠、使用方便的优点。

但是上述的结构，系采用漏斗形二次光学匀光镜结构，由于追日系统角度有了偏差，容易造成漏光、太能光聚光光斑过小，会造成太阳能高倍聚光光伏发电模块芯片温度过高、效能下降、芯片温度过高与芯片有效面积利用率不足等缺点。

发明内容

基于此，本实用新型的目的是提供一种聚光光伏模块用二次光学匀光镜结构，该匀光镜结构能够有效提高聚光效果，均匀将阳光折射至底部芯片。

本实用新型的另一个目的在于提供一种聚光光伏模块用二次光学匀光镜结构，该匀光镜结构使太阳能芯片有效面积利用率高、易于散热，增加追日系统之允许误差角度，有利于提升整体太阳能高倍聚光光伏发电效能，且结构简单，易于实现。

为达到上述目的，本实用新型是这样实现的。

一种聚光光伏模块用二次光学匀光镜结构，其特征在于该匀光镜为上大下小的方锥形，且该方锥形匀光镜的上表面具有突出的球面，阳光通过二次光学匀光镜和球面时，能够折射太阳光至二次光学匀光镜内底部，而形成一聚光区，聚光区位于方锥形的底部，这样该匀光镜结构能够有效地提高聚光效果，能够将阳光均匀折射到底部的芯片上。

所述的二次光学匀光镜通常以玻璃材质(二氧化硅)所制成，且其为上大下小之方锥形，突出的球面为半圆球面，便于将光线折射到方锥形底部的聚光区，且上部的方锥形表面有一半圆球面和方锥形相交所形成的二次光学匀光镜结构，阳光通过二次光学匀光镜表面之半圆球面时，能够折射太阳光至二次光学匀光镜的底部，而形成一聚光区；一太阳能芯片，配置于该聚光区内，增加其所应用的追日系统允许误差角度，使底部芯片的面积利用率达100%，达到均匀散热之目的，使芯片效能提升。

所述二次光学匀光镜结构系为上大下小之方锥形，且上部方锥形表面有一半圆球面结构；且方锥形的横截面为正方形，便于光线在方锥形匀光镜内的折射。

更进一步，所述方锥形的横截面为正四方形。

所述半圆球面，其下表面与方锥形的上表面固定在一起。

上述半圆球面，其底面的直径与方锥形上表面的最短的长度或宽度一致。

所述方锥形，其系以玻璃材质(二氧化硅)或压克力等类似材质所制成之上大下小的方锥形，且方锥形为实心结构。该二次光学匀光镜由高透光材料制成。半圆球面通常也是由高透光材料制作。方锥形的底面大小通常是根据太阳能芯片的大小决定，而方锥形的高度则是根据具体条件或设计要求制作。

更进一步，在半圆球面与方锥形结合的过程中，可以采用在方锥形表面以任何材质黏贴一半圆球面的方法，也可以直径制作成一体结构，或者是其它的固定方式。

本实用新型采用方锥形匀光镜结合球面，阳光通过二次光学匀光镜和球面时，能够折射太阳光至二次光学匀光镜内底部，形成一聚光区，而聚光区位于方锥形的底部，这样能够有效地提高聚光效果，能够将阳光均匀折射到底部的芯片上。

因而，在追日系统的应用中，聚光区完全覆盖在太阳能芯片上，使太阳能芯片有效面积利用率高、易于散热，增加追日系统之允许误差角度，有利于提升整体太阳能高倍聚光光伏发电效能，且结构简单，易于实现。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一部描述

图1为本实用新型实际结构详细2D示意图。

图2为整体结构3D立体示意图。

图3为作动示意图。

图4为追日系统与阳光垂直受光面偏移1.2度，折射示意图。

其中:1为二次光学匀光镜，2为半圆球面，3为上方锥形表面，4为下方锥形，5为太阳能芯片，6为基板，7为菲涅尔透镜，8为钢化玻璃，9为太阳能聚光光伏模块受光面阳光行进方向，10、太阳光绕射行进方向。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所实现的二次光学匀光镜通常应用于太阳能高倍聚光光伏发电模块内，该光伏发电模块包括有匀光镜1、半圆球面2、太阳能芯片5和基板6，结合图2所示，匀光镜1为上大下小之方锥形结构，其上方锥形表面3大，下方锥形表面4小，太阳能芯片5设置于下方锥形表面4的底部，太阳能芯片6再固定在基板6上。

匀光镜1的横截面为正四方形，便于进行光线折射；上方锥形表面3所覆盖的半圆球面2，其底部的直径与上方锥形表面3的直径长度和宽度一致，这样半圆球面2能够完全覆盖并固定于上方锥形表面3上，至于上方锥形表面3的大小通常根据设计要求确定。

二次光学匀光镜通常以玻璃制成，其以上大下小方式形成方锥体，便于光线入射后进行折射，在匀光镜的下方锥形表面4形成一个小的聚光区。上大方锥表面3和半圆球面2的结合通常采用粘贴的方式，下方锥形表面4也黏贴于太阳能芯片上5，太阳光9垂直照射于钢花玻璃8后，经菲涅尔透镜7聚光后，光斑聚焦于半圆球体2表面中心上，以半圆球面之球形折射阳光，均匀将阳光折射至底部太阳能芯片5上如图3所示。

当追日系统垂直阳光受光面角度偏差了1.2度时，太阳光9倾斜照射于钢化玻璃8后，经菲涅尔透镜7聚光后，光斑聚焦于半圆球面2表面上，但光斑位置偏移于半圆球面2的中心，阳光再经由半圆球面2和匀光镜1依然可将阳光完整折射至太阳能芯片5上，如图4所示。

总之，本实用新型制作简单，容易实现，能够均匀将阳光折射至底部芯片、增加追日系统之允许误差角度，从而有利于提升整体太阳能高倍聚光光伏发电效能。

总之，以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型实施例的范围。即凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化及修饰，皆在本实用新型的专利范围内。

Claims (7)

1.一种聚光光伏模块用二次光学匀光镜结构，其特征在于该匀光镜为上大下小的方锥形，且该方锥形匀光镜的上表面具有突出的球面。

2.如权利要求１所述的聚光光伏模块用二次光学匀光镜结构，其特征在于二次光学匀光镜通其为上大下小之方锥形，所述突出的球面为半圆球体。

3.如权利要求１所述的聚光光伏模块用二次光学匀光镜结构，其特征在于所述方锥形的横截面为正方形。

4.如权利要求3所述的聚光光伏模块用二次光学匀光镜结构，其特征在于所述方锥形的横截面为正四方形。

5.如权利要求１所述的聚光光伏模块用二次光学匀光镜结构，其特征在于所述半圆球面，其下表面与方锥形的上表面固定在一起。

6.如权利要求5所述的聚光光伏模块用二次光学匀光镜结构，其特征在于上述半圆球面，其底面的直径与方锥形上表面的最短的长度或宽度一致。

7.如权利要求１所述的聚光光伏模块用二次光学匀光镜结构，其特征在于所述方锥形，为实心结构。

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