CN204216835U - 非跟踪聚光光伏系统用导光元件 - Google Patents

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石丽芬
彭程
崔介东
沈洪雪
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Bengbu Glass Industry Design and Research Institute
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Abstract

一种非跟踪聚光光伏系统用导光元件，所述导光元件为由多片片状光学玻璃叠成的四方透镜，所述多片片状光学玻璃具有同等厚度但具有不同的折射率。所述多片片状光学玻璃按照所述折射率由下而上依次减小的顺序叠加。本实用新型利用光线由折射率小的介质向折射率大的介质偏转的原理，捕捉各个方向入射的太阳光并导入到菲涅尔透镜，经过菲涅尔透镜将光汇聚到太阳能电池，达到理想的聚光发电的效果，替代传统的对日跟踪装置，有效地降低系统成本。

Description

非跟踪聚光光伏系统用导光元件
技术领域
本实用新型涉及太阳能聚光光伏领域，尤其是非跟踪式太阳能聚光光伏领域，尤其涉及一种非跟踪式太阳能聚光光伏系统用导光元件，替代现有太阳能聚光技术中所采用的对日跟踪系统。
背景技术
聚光光伏发电是通过采用廉价的聚光系统将太阳光会聚到面积很小的高性能光伏电池上，从而大幅度地降低系统的成本及昂贵的太阳电池材料用量。
聚光光伏发电的能力与太阳光的充分利用有重大的联系。接收太阳光的能量越多，发电量越大，发电能力越持久。聚光光伏电池由于聚光电池片面积小，为了更加充分地利用太阳光，聚光光伏发电系统必须辅以精确的对日跟踪装置。传统对日跟踪系统有一维跟踪和二维跟踪，都需要复杂的机电控制系统，这就增加了系统重量，不易安装且设计维护成本较高，跟踪设备和以后的维护费用在CPV系统中占据将近70％的成本。
为了更好的降低成本和利用太阳光的能量，如何不借助于机械跟踪系统，将太阳光充分收集和利用成为光伏领域的一大研究热点。
实用新型内容
本实用新型旨在提供导光元件，其可以捕捉不同角度的太阳光并将太阳光按照一定传输路径导到菲涅尔透镜，替代对日跟踪系统，有效降低光伏发电系统的成本。
为了达成上述目的，本实用新型的提供了一种非跟踪聚光光伏系统用导光元件，所述导光元件为由多片片状光学玻璃叠成的四方透镜，所述多片片状光学玻璃具有同等厚度但具有不同的折射率。所述多片片状光学玻璃按照所述折射率由下而上依次减小的顺序叠加。
一些实施例中，所述导光元件的顶面为光入射面，底面为聚光面，侧面为反射面。
一些实施例中，所述导光元件经熔制成四方透镜。
一些实施例中，所述四方透镜经过切割磨抛。
一些实施例中，所述片状光学玻璃的折射率为1.5-2.2。
一些实施例中，所述片状光学玻璃的厚度为1-5mm。
一些实施例中，其特征在于，其侧面形状为等腰梯形。
一些实施例中，所述等腰梯形底端角度范围为90°～150°。
一些实施例中，所述侧面覆有银或铝薄膜作为反射面。
一些实施例中，所述银或铝膜的厚度为0.5～1μm。
本实用新型通过将同等厚度不同折射率片状燧石玻璃按照折射率由小到大的顺序依次将这些玻璃板叠层排列，其中折射率小的为顶面，折射率大的为底面，熔制形成四方梯度折射率透镜，并经切割磨抛成侧面为等腰梯形的四棱台，并在侧面镀制铝膜或银膜。利用光线由折射率小的介质向折射率大的介质偏转的原理，捕捉各个方向入射的太阳光并导入到菲涅尔透镜，经过菲涅尔透镜将光汇聚到太阳能电池，达到理想的聚光发电的效果，替代传统的对日跟踪装置，有效地降低系统成本。
附图说明
结合附图，通过下文的详细说明，可更清楚地理解本实用新型的上述及其他特征和优点，其中：
图1本实用新型实施例的非跟踪聚光光伏系统用导光元件示意图。
具体实施方式
参见本实用新型具体实施例的附图，下文将更详细地描述本实用新型。然而，本实用新型可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本实用新型的范围。
现参考附图，详细说明根据本实用新型实施例的非跟踪聚光光伏系统用导光元件。
聚光光伏发电的能力与太阳光的充分利用有重大的联系。接收太阳光的能量越多，发电量越大，发电能力越持久。聚光光伏电池由于聚光电池片面积小，为了更加充分地利用太阳光，聚光光伏发电系统必须辅以精确的对日跟踪装置。传统对日跟踪系统有一维跟踪和二维跟踪，都需要复杂的机电控制系统，这就增加了系统重量，不易安装且设计维护成本较高，跟踪设备和以后的维护费用在CPV系统中占据将近70％的成本。
根据本实用新型实施例的非跟踪聚光光伏系统用导光元件，所述导光元件为由多片片状光学玻璃叠成的四方透镜，所述多片片状光学玻璃具有同等厚度但具有不同的折射率。所述多片片状光学玻璃按照所述折射率由下而上依次减小的顺序叠加。
所述导光元件的顶面为光入射面，底面为聚光面，侧面为反射面。所述导光元件经熔制成四方透镜。所述四方透镜经过切割磨抛。所述片状光学玻璃的折射率为1.5-2.2。所述片状光学玻璃的厚度为1-5mm。
所述导光元件的侧面形状为等腰梯形。所述等腰梯形底端角度范围为90°～150°。所述侧面覆有银或铝薄膜作为反射面。所述银或铝膜的厚度为0.5～1μm。
如图1所示，导光元件的形状为顶面大、底面小的四棱台，其中顶面为光入射面1，底面为聚光面2，顶面折射率最小，底面折射率最大，折射率自下而上呈依次减小的梯度分布，为使入射到内壁的光线更好地反射并会聚于聚光面，导光元件的四个侧面覆有银或铝薄膜作为反射面3。入射光线依次经过n1、n2、n3、n4、n5，偏转输出。
本实用新型通过将同等厚度不同折射率片状燧石玻璃按照折射率由下而上由大到小的顺序依次将这些玻璃板叠层排列，其中折射率小的为顶面，折射率大的为底面，熔制形成四方梯度折射率透镜，并经切割磨抛成侧面为等腰梯形的四棱台，并在侧面镀制铝膜或银膜。利用光线由折射率小的介质向折射率大的介质偏转的原理，捕捉各个方向入射的太阳光并导入到菲涅尔透镜，经过菲涅尔透镜将光汇聚到太阳能电池，达到理想的聚光发电的效果，替代传统的对日跟踪装置，有效地降低系统成本。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种非跟踪聚光光伏系统用导光元件，其特征在于，所述导光元件为由多片片状光学玻璃叠成的四方透镜，所述多片片状光学玻璃具有同等厚度但具有不同的折射率，其中，所述多片片状光学玻璃按照所述折射率由下而上依次减小的顺序叠加。
2.根据权利要求1所述的非跟踪聚光光伏系统用导光元件，其特征在于，所述导光元件的顶面为光入射面，底面为聚光面，侧面为反射面。
3.根据权利要求2所述的非跟踪聚光光伏系统用导光元件，其特征在于，所述导光元件经熔制成四方透镜。
4.根据权利要求3所述的非跟踪聚光光伏系统用导光元件，其特征在于，所述四方透镜经过切割磨抛。
5.根据权利要求书1所述的非跟踪聚光光伏系统用导光元件，其特征在于，所述片状光学玻璃的折射率为1.5-2.2。
6.根据权利要求2所述的非跟踪聚光光伏系统用导光元件，其特征在于，所述片状光学玻璃的厚度为1-5mm。
7.根据权利要求2所述的非跟踪聚光光伏系统用导光元件，其特征在于，其特征在于，其侧面形状为等腰梯形。
8.根据权利要求7所述的非跟踪聚光光伏系统用导光元件，其特征在于，所述等腰梯形底端角度范围为90°～150°。
9.根据权利要求2所述的非跟踪聚光光伏系统用导光元件，其特征在于，所述侧面覆有银或铝薄膜作为反射面。
10.根据权利要求9所述的非跟踪聚光光伏系统用导光元件，其特征在于，所述银或铝膜的厚度为0.5～1μm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104300894A (zh) * 2014-10-30 2015-01-21 中国建材国际工程集团有限公司 非跟踪聚光光伏系统用导光元件

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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