CN205159345U - 一种球形聚光器以及该聚光器的安装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种球形聚光器以及该聚光器的安装结构，包括呈圆球形的二次聚光器、太阳电池、二次聚光器支架以及电器底板，所述太阳电池以及二次聚光器支架分别固定设置在电器底板上，在所述二次聚光器支架上设置有用于安装固定二次聚光器的透光孔，所述太阳电池设置在透光孔下方且与其对位整齐，所述二次聚光器设置在透光孔处并与二次聚光器支架连接固定。本实用新型采用呈圆球形的二次聚光器，其加工方法简单，成本仅为棱锥形二次聚光器的10%，由于圆球形各向同性，因此，在装配时不需要考虑安装方向，圆球形的二次聚光器在与二次聚光器支架接触后实现自动对中，不用担心其倾斜的问题，大大提高了安装效率。

Description

一种球形聚光器以及该聚光器的安装结构

技术领域

本实用新型属于太阳能利用技术领域，特别涉及一种球形聚光器以及该聚光器的安装结构。

背景技术

目前的二次聚光器(SOE)多采用棱锥形状，如图1所示，该形状的二次聚光器1通过玻璃冷磨进行加工，成本高，而且装配时对中难度大，同时由于其自身高度较大，容易发生倾斜，粘接效率低，不适合于高密度铺贴。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种加工方便，制作成本低，装配时无需考虑安装方向，也不会发生倾斜，安装效率高的球形聚光器以及该聚光器的安装结构。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种球形聚光器，其特征在于：所述聚光器为呈圆球形的二次聚光器。

一种采用所述球形聚光器的安装结构，其特征在于：包括所述二次聚光器、太阳电池、二次聚光器支架以及电器底板，所述太阳电池以及二次聚光器支架分别固定设置在电器底板上，在所述二次聚光器支架上设置有用于安装固定二次聚光器的透光孔，所述太阳电池设置在透光孔下方且与其对位整齐，所述二次聚光器设置在透光孔处并与二次聚光器支架连接固定，所述二次聚光器将经过其上方对应设置的聚光透镜汇聚后的光线进行二次汇聚后全部照射在其下方对应设置的太阳电池上。

本实用新型所述的球形聚光器的安装结构，其所述透光孔呈倒置的锥形，所述二次聚光器置于透光孔内，所述二次聚光器与二次聚光器支架的接触点通过硅胶粘接在一起。

本实用新型采用呈圆球形的二次聚光器，其加工方法简单，成本仅为棱锥形二次聚光器的10％，由于圆球形各向同性，因此，在装配时不需要考虑安装方向，圆球形的二次聚光器在与二次聚光器支架接触后实现自动对中，不用担心其倾斜的问题，大大提高了安装效率。

附图说明

图1是现有二次聚光器的形状示意图。

图2是本实用新型中球形聚光器的形状示意图。

图3是本实用新型中球形聚光器的装配结构示意图。

图4是本实用新型入射光线经过两次折射的原理图。

图中标记：1为二次聚光器，2为太阳电池，3为二次聚光器支架，4为电器底板，5为透光孔，6为聚光透镜。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

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。

如图2所示，一种球形聚光器，所述聚光器为呈圆球形的二次聚光器1。

如图3所示，一种上述球形聚光器的安装结构，包括所述二次聚光器1、太阳电池2、二次聚光器支架3以及电器底板4，所述太阳电池2以及二次聚光器支架3分别固定设置在电器底板4上，在所述二次聚光器支架3上设置有用于安装固定二次聚光器1的透光孔5，所述太阳电池2设置在透光孔5下方且与其对位整齐，所述透光孔5呈倒置的锥形，所述二次聚光器1置于透光孔5内，所述二次聚光器1与二次聚光器支架3的接触点通过硅胶粘接在一起，所述二次聚光器1将经过其上方对应设置的聚光透镜6汇聚后的光线进行二次汇聚后全部照射在其下方对应设置的太阳电池2上。

如图4所示，每个聚光透镜与其对应的二次聚光器构成的结构均为轴对称结构，所述二次聚光器的球心与聚光透镜的轴心均在该对称轴上，且通过该对称轴的剖面满足如下方程：

$\left(h-y\right)\sqrt{1-n^2\frac{{\left(\frac{dy}{dx}\right)}^2}{1+{\left(\frac{dy}{dx}\right)}^2}*\tan \left(\mathrm{\ω}\right)}+n\sqrt{\frac{{\left(\frac{dy}{dx}\right)}^2}{1+{\left(\frac{dy}{dx}\right)}^2}}=\frac{k*\left(kr-kh+\sqrt{k^2{r}^2-h^2+2hr-2rb}\right)}{k^2+1-n^2*(1+(\frac{{\mathrm{dy}}^2}{dx}))}$ ………①

…………②

…………………………③

k＝tg(α)………………………………④

sin(θ)＝n*sin(β)………………………⑤

………………………………⑥

nsinθ'＝nsin(β'+θ')……………………⑦

$\mathrm{\α}=\frac{\mathrm{\π}}{2}-{\mathrm{\β}}^{\′}$ ………………………………⑧

其中，h为聚光透镜平面到光伏电池晶片平面的距离，r为二次聚光器半径，n为材料折射率，k为光线通过透镜折射后的光线斜率，b为第一条光线折射后与y轴的交点，对于第一点而言b＝ka，a为聚光透镜的半径；α为通过聚光透镜的光线与x轴的夹角，θ为光线在二次聚光器表面的入射角,β为光线通过二次聚光器后的折射角，ω为光线通过二次聚光器后与y轴的夹角，为二次聚光器圆心同光线与二次聚光器交点的连线与y轴的夹角，θ'为光线在聚光透镜表面的入射角，β'为通过聚光透镜表面的光线与y轴的夹角。通过上述方程组能够求解出二次聚光器的半径尺寸以及二次聚光器与聚光透镜的相对位置。

通过设置在聚光透镜下方的二次聚光器对经过聚光透镜汇聚后的光线进行二次汇聚，利用将光线等比压缩的设计方式，获得均匀的光斑，从而获得高效的光伏组件，而且通过二次聚光器的二次聚光作用，有助于增大系统的容错能力，降低工艺精度，提升装配效率，还能削弱色散等因素引起的光斑尺寸较大的问题，从而提高聚光倍数，降低电池用量，节约成本，同时还降低了封装厚度，提升了运输与安装的便捷性

上述球形聚光器的装配方法，具体为：首先在所述电器底板上安装二次聚光器支架，所述二次聚光器支架上开有呈锥形的透光孔，将所述透光孔与安装在电器底板上的太阳电池对位整齐后，在透光孔内、二次聚光器支架的表面点胶，然后将呈圆球形的二次聚光器放置在二次聚光器支架内，并通过硅胶与二次聚光器支架连接，最后待硅胶固化之后，完成二次聚光器的装配。

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 (3)

1.一种球形聚光器，其特征在于：所述聚光器为呈圆球形的二次聚光器（1）。

2.一种采用如权利要求1所述的球形聚光器的安装结构，其特征在于：包括所述二次聚光器（1）、太阳电池（2）、二次聚光器支架（3）以及电器底板（4），所述太阳电池（2）以及二次聚光器支架（3）分别固定设置在电器底板（4）上，在所述二次聚光器支架（3）上设置有用于安装固定二次聚光器（1）的透光孔（5），所述太阳电池（2）设置在透光孔（5）下方且与其对位整齐，所述二次聚光器（1）设置在透光孔（5）处并与二次聚光器支架（3）连接固定，所述二次聚光器（1）将经过其上方对应设置的聚光透镜（6）汇聚后的光线进行二次汇聚后全部照射在其下方对应设置的太阳电池（2）上。

3.根据权利要求2所述的球形聚光器的安装结构，其特征在于：所述透光孔（5）呈倒置的锥形，所述二次聚光器（1）置于透光孔（5）内，所述二次聚光器（1）与二次聚光器支架（3）的接触点通过硅胶粘接在一起。