CN212413112U - 立式太阳能装置 - Google Patents

Abstract

一种立式太阳能装置，其包括聚光装置、光能利用装置、第一引光件及第二引光件。该光能利用装置竖向设置于聚光装置的进光口处，其具有第一光能利用部和第二光能利用部。该光能利用装置上端和下端与聚光装置的内槽壁之间均具有间隙，整个进光口比常规聚光装置更大，可以增加太阳光射入面积。一部分太阳光能够直接照射到第二光能利用部，一部分太阳光能够从上下两个间隙进入内槽壁内，从而经内槽壁反射而射入第一光能利用部。而且，光能利用装置上端还设有第一引光件和第二引光件，经过该第一引光件、第二引光件以及内槽壁引导作用，可使从聚光装置进光口处射入的太阳光尽可能多的传递至第一光能利用部和第二光能利用部，提高装置的光能利用效率。

Description

立式太阳能装置

技术领域

本申请涉及光能转换利用装置。

背景技术

随着光伏板的成本的降低和效率的增加，太阳能系统得到越来越多的应用。但，随着太阳能系统被广泛应用，相关问题也接踵而至，比如，土地成本的增加，电站的维护(包括灰尘的清洗和冰雪打扫)成本问题以及光伏板的回收困难问题。

发明内容

本申请主要提供一种占地面积小、效率更高的立式太阳能装置。

本申请一种实施例中提供一种立式太阳能装置，包括：

聚光装置，所述聚光装置成槽状，其以进光口朝向侧方的方式竖向设置，所述聚光装置的内槽壁包括下槽壁、上槽壁以及连接在所述上槽壁和下槽壁之间的中槽壁，其中，所述下槽壁、中槽壁和上槽壁为反射面；

光能利用装置，所述光能利用装置竖向设置于聚光装置的进光口处，其具有第一光能利用部和第二光能利用部，所述第一光能利用部朝向聚光装置的内槽壁设置，其能够吸收由所述内槽壁反射的太阳光，所述第二光能利用部以背离内槽壁的方式朝外设置，其能够吸收从所述聚光装置的进光口方向射入的太阳光，所述光能利用装置上端与所述上槽壁之间具有能够供太阳光射入的第一间隙，所述光能利用装置下端与所述下槽壁之间具有能够供太阳光射入的第二间隙；

第一引光件，所述第一引光件至少部分位于第一间隙内，所述第一引光件自所述光能利用装置所在一侧向所述光能利用装置的外侧倾斜设置；

以及第二引光件，所述第二引光件位于所述第二光能利用部的外侧；

其中，所述第一引光件用于将太阳光引导至所述光能利用装置、聚光装置的反射面和第二引光件中至少一个，所述第二引光件用于将太阳光引导至所述第二光能利用部，所述反射面用于将太阳光反射至所述第一光能利用部。

一种实施例中，所述上槽壁和下槽壁分别自所述中槽壁向上下两侧张开，使所述进光口呈扩口形状。

一种实施例中，所述上槽壁与第二光能利用部形成第一夹角，所述第一夹角为钝角；和/或，所述下槽壁与第二光能利用部形成第二夹角，所述第二夹角为钝角。

一种实施例中，所述聚光装置沿竖直方向设置，其进光口朝向水平方向设置。

一种实施例中，所述第一引光件具有第一反射面和第二反射面，所述第一反射面朝向所述内槽壁设置，用于将太阳光反射至所述聚光装置的反射面，所述第二反射面朝向第二引光件设置，用于将太阳光反射至所述第二引光件。

一种实施例中，所述第二引光件具有第一反射面和第二反射面，所述第一反射面朝向所述第二光能利用部，用于将来自第一引光件的太阳光反射至所述第二光能利用部。

一种实施例中，还包括第三引光件，所述第三引光件位于第一引光件和上槽壁之间，其用于将太阳光引导至所述内槽壁的反射面和/或第一引光件；和/或，

还包括第四引光件，所述第四引光件位于所述第二光能利用部的外侧，并位于所述第二引光件的下方，其用于将太阳光引导至所述第二光能利用部、第二引光件和内槽壁的反射面中至少一个。

一种实施例中，所述第三引光件具有第三反射面和第四反射面，所述第三反射面朝向所述内槽壁设置，用于将太阳光反射至所述聚光装置的反射面，所述第四反射面朝向第一引光件设置，用于将太阳光反射至所述第一引光件；和/或，

所述第三引光件为菲涅尔透镜。

一种实施例中，所述第四引光件朝向所述第二光能利用部的一面为反光面，用以将太阳光反射至所述第二光能利用部；和/或，

所述第四引光件为菲涅尔透镜。

依据上述实施例的立式太阳能装置，其包括聚光装置、光能利用装置、第一引光件以及第二引光件。该聚光装置成槽状，其进光口朝向侧方，用于太阳光进入。该光能利用装置竖向设置于聚光装置的进光口处，其具有第一光能利用部和第二光能利用部。该光能利用装置上端和下端与聚光装置的内槽壁之间均具有间隙，整个进光口比常规聚光装置更大，可以增加太阳光射入面积。一部分太阳光能够直接照射到第二光能利用部，一部分太阳光能够从上下两个间隙进入内槽壁内，从而经内槽壁反射而射入第一光能利用部。而且，光能利用装置上端还设有第一引光件和第二引光件，第一引光件能够将太阳光引导至聚光装置的反射面和/或第二引光件上，第二引光件用于将太阳光引导至第二光能利用部(或引导至第四引光件，当设有第四引光件的时候)。经过该第一引光件、第二引光件以及内槽壁引导作用，可使从聚光装置进光口处射入的太阳光尽可能多的传递至第一光能利用部和第二光能利用部，提高装置的光能利用效率。

附图说明

图1为本申请一种实施例中立式太阳能装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

本申请提供一种立式太阳能装置，用于对太阳能进行转换利用，例如可以用于光电转换应用、光热转换应用等等。

请参考图1，该立式太阳能装置包括聚光装置100、光能利用装置200、第一引光件300以及第二引光件400。

该聚光装置100成槽状，其开口部分为进光口101，并以进光口101朝向侧方的方式竖向设置，面向阳光，以便于太阳光(图中箭头所示为太阳光)从该进光口101进入到聚光装置100内。例如，如图1所示，该聚光装置100沿竖直方向设置，其进光口101朝向水平方向设置。当然，在其他实施例中，该竖向设置也包括聚光装置100与垂直方向呈一定角度倾斜的方式，该角度在45°以内均可视为竖向设置。

该聚光装置100具有内槽壁，该内槽壁包括下槽壁110、上槽壁120以及连接在上槽壁120和下槽壁110之间的中槽壁130。图1所示结构为本装置沿竖直方向剖切而形成的剖切结构示意图。其中，下槽壁110、中槽壁130和上槽壁120为反射面。当然，某些实施例中，整个内槽壁都可设置为反射面。而在其他一些实施例中，该反射面也可仅为内槽壁的一部分。

该光能利用装置200竖向设置于聚光装置100的进光口101处。光能利用装置200具有第一光能利用部210和第二光能利用部220，第一光能利用部210朝向聚光装置100的内槽壁设置，其能够吸收包括但不限于由内槽壁反射的太阳光，第二光能利用部220以背离内槽壁的方式朝外设置，其能够吸收包括但不限于从聚光装置100的进光口101方向射入的太阳光，光能利用装置200上端与上槽壁120之间具有能够供太阳光射入的第一间隙，光能利用装置200下端与下槽壁110之间具有能够供太阳光射入的第二间隙。

一种实施例中，第一光能利用部210和第二光能利用部220可大致沿竖直方向设置。当然，某些实施例中，也可以倾斜一定的角度。

该光能利用装置200可以为各种能够对太阳光进行转换应用的装置，该装置可具有一种或两种以上光能转换模块，例如，光电转换、光热转换等。一种实施例中，该第一光能利用部210为光电转换装置或光热转换装置，第二光能利用部220为光电转换装置或光热转换装置。

请参考图1，一种实施例中，该光能利用装置200为双面光伏板，即第一光能利用部210和第二光能利用部220均为光伏板，或，第一光能利用部210和第二光能利用部220分别为一块双面感光的光伏板的两个面，该光伏板泛指任何直接将光能转换为电能的器件，包括各种半导体光伏板、光伏薄膜、量子点光电转换器件等。

在另一种实施例中，该光能利用装置200可以为双面光伏板，同时还可具有吸热工质(如水、熔盐等)，用于吸收太阳光的热能。该光能利用装置200用来发电以外，还可以做热能利用。该光能利用装置200可具有透明的容器，该吸热工质可设置在该透明容器内。

在其他实施例中，该光能利用装置200可以一面为光电转换装置，另一面为光热转换装置。或者该光能利用装置200两面均为光热转换装置或其他装置。

如图1所示，该第一引光件300至少部分位于第一间隙内，第一引光件300自光能利用装置200所在一侧向聚光装置100的外侧倾斜设置。该第二引光件400位于第二光能利用部220的外侧。

其中，第一引光件300用于将太阳光引导至光能利用装置200、聚光装置100的反射面和第二引光件400中至少一个，第二引光件400用于将太阳光引导至第二光能利用部220，反射面用于将太阳光反射至第一光能利用部210。

在本立式太阳能装置中，该光能利用装置200上端和下端与聚光装置100的内槽壁之间均具有间隙，该聚光装置100的进光口101比常规聚光装置100更大，可以增加太阳光射入面积。一部分太阳光能够直接照射到第二光能利用部220，一部分太阳光能够从上下两个间隙进入聚光装置100内，从而经内槽壁或者其他导光结构引导而射入第一光能利用部210。而且，该第一引光件300能够将太阳光引导至光能利用装置200、聚光装置100的反射面和第二引光件400中至少一个，第二引光件400用于将太阳光，直接或间接地(如通过下面所述的第四引光件)，引导至第二光能利用部220。经过该第一引光件300、第二引光件400以及内槽壁引导作用，可使从聚光装置100进光口101处射入的太阳光尽可能多的传递至第一光能利用部210和第二光能利用部220，提高装置的光能利用效率，进而提高光能转换效率，降低光能利用装置200的成本，便于回收利用。以光伏板为例，本装置聚光效率高，所需光伏板更小，大部分的材料为玻璃、塑胶和金属，其绝大部分材料可直接回收，从而减少垃圾的产生。

此外，该光能利用装置200竖向设置，整体占地面积更小，对土地面积的需求，大幅减少，可与建筑物集成或紧贴在一起，该装置结构更加简单，也基本没有灰尘清洗和冰雪打扫的需求，也便于清理和维护。

请参考图1，一种较好的实施例中，该上槽壁120和下槽壁110分别自中槽壁130向上下两侧张开，使进光口101呈扩口形状，即进光口101最外侧尺寸大于其内部的尺寸，从而进一步地增大进光口101的尺寸，增加进光量，提高聚光比(即系统受光面积与光伏板面积的比值，该系统受光面积为该进光口101的面积)。

请参考图1，一种较好的实施例中，上槽壁120与第二光能利用部220形成第一夹角，第一夹角为钝角。该第一夹角可以由上槽壁120所在平面和第二光能利用部220所在平面相交而形成。该结构也能够增大进光口101的尺寸，使进光口101形成扩口形状。

同理地，一种较好的实施例中，该下槽壁110与第二光能利用部220形成第二夹角，第二夹角为钝角。该第二夹角可以由下槽壁110所在平面和第二光能利用部220所在平面相交而形成。

考虑到太阳光通常从上向下照射该立式太阳能装置，一种实施例中，可以使第一间隙大于第二间隙，从而使更多太阳光能够从第一间隙进入到聚光装置100中。

该第一引光件300主要用于将太阳光引导至内槽壁、光能利用装置200和/或第二引光件400上，其方式可采用但不限于反射和折射。

请参考图1，一种实施例中，该第一引光件300具有第一反射面和第二反射面。第一反射面朝向内槽壁设置，用于将太阳光反射至内槽壁的反射面，再由内槽壁的反射面将太阳光反射到第一光能利用部210。第二反射面朝向第二引光件400设置，用于将太阳光反射至第二引光件400，再由第二引光件400将太阳光引导至第二光能利用部220。

一种实施例中，第一引光件300可根据纬度的情况调整角度，使得从其上方进入的太阳光，能够通过2-3次反射，达到第一光能利用部210的背面，而入射到第一引光件300正面(背离内槽壁的一面)的太阳光，能够通过第二引光件400引导到第二光能利用部220。该第二引光件400可根据第一引光件300的位置而调整，以完成对太阳光的引导。

在其他实施例中，该第一引光件300也可采用折射的方式引导太阳光。例如一种实施例中，该第一引光件300为透镜(如菲涅尔透镜)，其能够将太阳光折射到内槽壁、光能利用装置200和第二引光件400中至少一个。

进一步地，该第二引光件400对太阳光的引导作用可采用但不限于反射和折射的方式实现，从而将太阳光引导至第二光能利用部220。

请参考图1，一种实施例中，该第二引光件400朝向第二光能利用部220的一面为反光面。该反光面可将太阳光反射至第二光能利用部220。该第二引光件400接收的太阳光包括但不限于来自第一引光件300的太阳光、从本装置外射入的太阳光以及内槽壁反射而来的太阳光。

当然，在其他实施例中，该第二引光件400也可采用透镜(如菲涅尔透镜)，其能够将太阳光折射到第二光能利用部220上。

进一步地，为了进一步扩大聚光比，一种实施例中，还包括第三引光件500，第三引光件500位于第一引光件300和上槽壁120之间，其用于将太阳光引导至内槽壁的反射面和/或第一引光件300。

有了第三引光件500的导引作用，使位于光能利用装置200上方的第一间隙可以做的更大，从而使聚光装置100的进光口101更大，增加进光面积，提高装置的聚光比。

同理，该第三引光件500也可采用但不限于反射和折射的方式来引导太阳光。

请参考图1，一种实施例中，该第三引光件500具有第三反射面和第四反射面。第三反射面朝向内槽壁设置，用于将太阳光反射至聚光装置100的反射面。第四反射面朝向第一引光件300设置，用于将太阳光反射至第一引光件300，从而再经过第一引光件300将太阳光引导至内槽壁、第二引光件400和/或光能利用装置200上。

除此之外，该第三引光件500也可采用透镜(如菲涅尔透镜)等结构来实现对太阳光的折射。

该第三引光件500也可如第一引光件300一样，自第一引光件300向外倾斜设置。一种实施例中，第三引光件500可以与第一引光件300有不同的倾角。具体地，该第三引光件500的角度、位置、长度可根据需要汇聚的太阳光的量而灵活设置。

进一步地，一种实施例中，为了进一步提高装置的聚光比，增加对光能利用装置200下方射入的太阳光的吸收。还包括第四引光件600，第四引光件600位于第二光能利用部220的外侧，并位于第二引光件400的下方。第四引光件600用于将太阳光引导至第二光能利用部220、第二引光件400和内槽壁的反射面中至少一个。

同理，该第四引光件600也可采用但不限于反射和折射的方式来引导太阳光。

请参考图1，一种实施例中，该第四引光件600朝向第二光能利用部220的一面为反光面，用以将太阳光反射至第二光能利用部220。

当然，另一种实施例中，该第四引光件600也可以为菲涅尔透镜，其用于将太阳光折射至第二光能利用部220。

在上述各种部件中的反射面均可采用但不限于反射镜、反射式菲涅尔透镜等。这些反射面可为折面、曲面、平面或者异形面等。

本申请一种实施例中，还可包括一个透明前盖700和两个透明或反射式端盖，透明前盖700与聚光装置100形成一个封闭闭式腔体，该光能利用装置200以及各种引光件被封闭于腔体之内，以减少灰尘和冰雪清扫的必要。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种立式太阳能装置,其特征在于，包括：

聚光装置，所述聚光装置成槽状，其以进光口朝向侧方的方式竖向设置，所述聚光装置的内槽壁包括下槽壁、上槽壁以及连接在所述上槽壁和下槽壁之间的中槽壁，其中，所述下槽壁、中槽壁和上槽壁为反射面；

光能利用装置，所述光能利用装置竖向设置于聚光装置的进光口处，其具有第一光能利用部和第二光能利用部，所述第一光能利用部朝向聚光装置的内槽壁设置，其能够吸收由所述内槽壁反射的太阳光，所述第二光能利用部以背离内槽壁的方式朝外设置，其能够吸收从所述聚光装置的进光口方向射入的太阳光，所述光能利用装置上端与所述上槽壁之间具有能够供太阳光射入的第一间隙，所述光能利用装置下端与所述下槽壁之间具有能够供太阳光射入的第二间隙；

第一引光件，所述第一引光件至少部分位于第一间隙内，所述第一引光件自所述光能利用装置所在一侧向所述光能利用装置的外侧倾斜设置；

以及第二引光件，所述第二引光件位于所述第二光能利用部的外侧；

其中，所述第一引光件用于将太阳光引导至所述光能利用装置、聚光装置的反射面和第二引光件中至少一个，所述第二引光件用于将太阳光引导至所述第二光能利用部，所述反射面用于将太阳光反射至所述第一光能利用部。

2.如权利要求1所述的立式太阳能装置，其特征在于，所述上槽壁和下槽壁分别自所述中槽壁向上下两侧张开，使所述进光口呈扩口形状。

3.如权利要求1所述的立式太阳能装置，其特征在于，所述上槽壁与第二光能利用部形成第一夹角，所述第一夹角为钝角；和/或，所述下槽壁与第二光能利用部形成第二夹角，所述第二夹角为钝角。

4.如权利要求1所述的立式太阳能装置，其特征在于，所述聚光装置沿竖直方向设置，其进光口朝向水平方向设置。

5.如权利要求1所述的立式太阳能装置，其特征在于，所述第一引光件具有第一反射面和第二反射面，所述第一反射面朝向所述内槽壁设置，用于将太阳光反射至所述聚光装置的反射面，所述第二反射面朝向第二引光件设置，用于将太阳光反射至所述第二引光件。

6.如权利要求1所述的立式太阳能装置，其特征在于，所述第二引光件将太阳光反射或折射至所述第二光能利用部。

7.如权利要求6所述的立式太阳能装置，其特征在于，所述第二引光件具有第一反射面和第二反射面，所述第一反射面朝向所述第二光能利用部，用于将来自第一引光件的太阳光反射至所述第二光能利用部。

8.如权利要求1-7任一项所述的立式太阳能装置，其特征在于，还包括第三引光件，所述第三引光件位于第一引光件和上槽壁之间，其用于将太阳光引导至所述内槽壁的反射面和/或第一引光件；和/或，

还包括第四引光件，所述第四引光件位于所述第二光能利用部的外侧，并位于所述第二引光件的下方，其用于将太阳光引导至所述第二光能利用部、第二引光件和内槽壁的反射面中至少一个。

9.如权利要求8所述的立式太阳能装置，其特征在于，所述第三引光件具有第三反射面和第四反射面，所述第三反射面朝向所述内槽壁设置，用于将太阳光反射至所述聚光装置的反射面，所述第四反射面朝向第一引光件设置，用于将太阳光反射至所述第一引光件；和/或，

所述第三引光件为菲涅尔透镜。

10.如权利要求8所述的立式太阳能装置，其特征在于，所述第四引光件朝向所述第二光能利用部的一面为反光面，用以将太阳光反射至所述第二光能利用部；和/或，

所述第四引光件为菲涅尔透镜。

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