CN213072566U - 太阳能利用装置 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能利用装置，其包括聚光装置以及光能利用装置。该光能利用装置位于聚光装置内。该光能利用件为至少两个，光能利用件之间起伏设置，其中，一部分光能利用件较另一部分光能利用件更远离聚光装置的开口且更靠近聚光装置的内部，光能利用装置与所述开口的口壁之间留有进光区域，用以使太阳光能够从进光区域进入到聚光装置中。该光能利用件具有相对设置的第一光能利用部和第二光能利用部，使其从正反两面都可以吸收太阳光并进行利用。而光能利用件的数量增多，且光能利用件之间以起伏设置方式的排布，加上聚光装置的聚光作用，可以使光能利用件接收到更多的太阳光，提高光能利用效率。

Description

太阳能利用装置
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新型的太阳能利用装置。
为此，本申请一种实施例中提供一种太阳能利用装置，包括：
聚光装置，所述聚光装置成槽状，其具有开口，所述聚光装置的内槽壁具有反光面；
以及光能利用装置，所述光能利用装置具有至少两个光能利用件，所述光能利用件具有第一光能利用部和第二光能利用部，所述光能利用装置位于所述聚光装置内，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所述开口一侧向外设置，其能够吸收从所述聚光装置的开口方向射入的太阳光，所述光能利用件之间起伏设置，其中，一部分光能利用件较另一部分光能利用件更远离所述开口且更靠近所述聚光装置的内部，所述光能利用装置与所述开口的口壁之间留有进光区域，用以使太阳光能够从所述进光区域进入到聚光装置中。
一种实施例中，相邻所述光能利用件之间通过双面反射件连接，所述双面反射件用于将太阳光反射至所述光能利用件和/或内槽壁上。
一种实施例中，所述光能利用件为至少三个，其中，至少有三个光能利用件之间呈三角形排布，位于所述三角形中一个顶点位置的光能利用件位于所述开口处，位于所述三角形中其他两个顶点位置的光能利用件处于所述聚光装置的内部。
一种实施例中，呈三角形排布的所述三个光能利用件中每个光能利用件两端分别设有双面反射件和透光件中的一个，所述三个光能利用件和与其对应的双面反射件或透光件形成W形。
一种实施例中，还包括透光外盖，所述透光外盖罩盖在所述开口上；呈三角形排布的所述三个光能利用件中，位于中间的光能利用件的两端分别通过双面反射件与两侧的光能利用件连接，位于两侧的两个光能利用件的外端连接透光件；所述透光外盖、所述三个光能利用件、透光件和双面反射件形成封闭的封闭腔，所述封闭腔内填充有透明液体。
一种实施例中，所述聚光装置的内槽壁呈W形，或内槽壁中设置有W形的反射件。
一种实施例中，所述光能利用装置位于所述聚光装置的开口的中部，所述光能利用装置两侧分别与所述开口的口壁之间形成所述进光区域；或，
所述光能利用装置的一侧与所述聚光装置的开口的一侧口壁连接，所述光能利用装置的另一侧与所述开口的另一侧口壁之间形成所述进光区域。
一种实施例中，所述聚光装置竖向或倾斜设置，其开口朝向侧方设置；或，所述聚光装置以开口向上的方式设置。
一种实施例中，所述进光区域设有引光件，其用于将太阳光引导至所述光能利用装置和/或聚光装置的内槽壁。
一种实施例中，还包括透光外盖，所述透光外盖罩盖在所述开口上，其与所述聚光装置形成封闭的安装腔，所述光能利用装置安装在所述安装腔内，所述安装腔内填充有用于冷却的透明液体，所述光能利用装置至少部分浸泡在所述透明液体中。
一种实施例中，至少两个相邻光能利用件之间形成封闭腔体，所述封闭腔体内填充有用于冷却的透明液体。
一种实施例中，所述光能利用装置还包括光热转换装置，所述第一光能利用部和第二光能利用部为光伏板，所述光热转换装置用以吸收和利用太阳光的热量。
依据上述实施例的太阳能利用装置，其包括聚光装置以及光能利用装置。该光能利用装置位于聚光装置内。该光能利用件为至少两个，光能利用件之间起伏设置，其中，一部分光能利用件较另一部分光能利用件更远离聚光装置的开口且更靠近聚光装置的内部，光能利用装置与所述开口的口壁之间留有进光区域，用以使太阳光能够从进光区域进入到聚光装置中。该光能利用件具有相对设置的第一光能利用部和第二光能利用部，使其从正反两面都可以吸收太阳光并进行利用。而光能利用件的数量增多，且光能利用件之间以起伏设置方式的排布，加上聚光装置的聚光作用，可以使光能利用件接收到更多的太阳光，提高光能利用效率。
附图说明
图1为本申请第一种实施例中太阳能利用装置的纵向截面示意图；
图2为本申请第二种实施例中太阳能利用装置的纵向截面示意图；
图3为本申请第三种实施例中太阳能利用装置的纵向截面示意图。
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)。
本申请提供一种太阳能利用装置，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至3，该太阳能利用装置包括聚光装置100以及光能利用装置200。该聚光装置100成槽状，其具有开口101，该开口101面向太阳设置，以便于接收太阳光。该聚光装置100的内槽壁110具有反光面，用以将太阳光反射到光能利用装置200上。当然，某些实施例中，整个内槽壁110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110的一部分。
该光能利用装置200具有至少两个光能利用件210。光能利用件210具有第一光能利用部和第二光能利用部。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，该第一光能利用部为光电转换装置或光热转换装置，第二光能利用部为光电转换装置或光热转换装置。
该光能利用装置200位于聚光装置100内，第一光能利用部朝向聚光装置100的内槽壁110设置，其能够吸收由内槽壁110反射的太阳光。第二光能利用部以背离内槽壁110的方式朝开口101一侧向外设置，其能够吸收从聚光装置100的开口101方向射入的太阳光。
一种实施例中，该光能利用件210之间起伏设置。如图1至3所示，其中，一部分光能利用件210较另一部分光能利用件210更远离开口101且更靠近聚光装置100的内部。光能利用装置200与开口101的口壁之间留有进光区域，用以使太阳光能够从进光区域进入到聚光装置100中。被聚光装置100的内槽壁110反射的太阳光可能为各种不同方向，该起伏设置的方式使光能利用件210光接收范围增加，光能利用件210可以吸收更多不同方向的反射光，进而增加光能利用件210所接收的太阳光量，提高光能利用件210的光能利用效率。
请参考图1至3，一种实施例中，该光能利用装置200为双面光伏板，即第一光能利用部和第二光能利用部均为光伏板，或，第一光能利用部和第二光能利用部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。
为了进一步增加对太阳光的聚光，请参考图1至3，一种实施例中，该相邻光能利用件210之间通过双面反射件220连接，双面反射件220用于将太阳光反射至光能利用件210和/或内槽壁110上。该双面反射件220可将更多无法到达光能利用件210上的太阳光和反射光进行反射，从而使其反射后直接或经聚光装置100的内槽壁110等再次反射后照射到光能利用件210，进而进一步增加光能利用件210对太阳光的吸收。
一种较为具体的实施例中，请参考图1至3，该光能利用件210为至少三个。其中，至少有三个光能利用件210之间呈三角形排布，位于三角形中一个顶点位置的光能利用件210位于开口101处，位于三角形中其他两个顶点位置的光能利用件210处于聚光装置100的内部。该三个光能利用件210中，中间光能利用件210的背面可通过两侧的双面反射件220将太阳光更多的汇集至其上，提高光能利用件210的光能利用效率。相同光能利用效率下，该三个光能利用件210的整体光接收面积更小，进一步节约成本。
一种较为具体的实施例中，请参考图1至3，呈三角形排布的三个光能利用件210中每个光能利用件210两端均设有双面反射件220和透光件中的一个，三个光能利用件210和与其对应的双面反射件220或透光件形成W形。该结构中，每个光能利用件210的第一光能利用部或第二光能利用部都可形成一个外张式开口的导光结构，以便将更多的太阳光汇集至第一光能利用部或第二光能利用部上，进一步提高光能利用效率。当然，在其他实施例中，这些光能利用件210也可形成其他形状的起伏结构。
为了与该W形光能利用件210结构对应，一种实施例中，请参考图1，该聚光装置100的底壁120也可形成对应的W形结构。当然，在其它的实施例中，聚光装置100也可以为普通的凹形槽，其槽面可以是曲面，也可以由多个折面形成等，或内槽壁中设置有W形的反射件。
该光能利用装置200通常位于聚光装置100的开口101处，请参考图1和3，一种实施例中，该光能利用装置200位于聚光装置100的开口101的中部，光能利用装置200两侧分别与开口101的口壁之间形成进光区域，使太阳光能够从光能利用装置200的两侧进入到聚光装置100内，增加进光量。尤其是，如图1和3所示，当聚光装置100以开口101向上的方式设置时，该两侧的进光区域使太阳光更容易进入到聚光装置100内。
一种实施例中，该光能利用装置200通常位于聚光装置100的开口101的中央，整个太阳能利用装置大致呈对称结构。当然，该太阳能利用装置并非必须形成对称结构，在其他实施例也可呈不对称结构。
当然，在某些实施例中，该聚光装置100也可能竖向或倾斜设置，其开口101朝向侧方设置。此时，该光能利用装置200的一侧与聚光装置100的开口101的一侧口壁连接，光能利用装置200的另一侧与开口101的另一侧口壁之间形成进光区域。请参考图2，较好地，由于太阳光从斜上方射入，因此，该光能利用装置200的下侧与聚光装置100的开口101的下侧口壁连接，光能利用装置200的上侧与开口101的上侧口壁之间形成进光区域，这样便于接收太阳光。
进一步地，相对于单纯依靠聚光装置100的聚光作用来说，还可以增加引光件来引导更多太阳光向光能利用装置200汇集。如图1和2所示，一种实施例中，进光区域设有引光件300，其用于将太阳光引导至光能利用装置200和/或聚光装置100的内槽壁110。
请参考图1和2，一种实施例中，该引光件300具有第一反射面和第二反射面。第一反射面朝向内槽壁110设置，用于将太阳光反射至内槽壁110的反射面，再由内槽壁110的反射面将太阳光反射到光能利用装置200。第二反射面朝向光能利用装置200设置，用于将太阳光反射至光能利用装置200或双面反射件220。当然，某些实施例中，该引光件300也可能为单面反光件或能够对太阳光折射的透镜。
一种实施例中，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，能够通过一次或一次以上的反射，达到光能利用装置200。
在其他实施例中，该引光件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110、光能利用件210和双面反射件220中至少一个。
进一步地，为了起到防尘和易于清洁的作用，请参考图1至3，一种实施例中，还包括透光外盖400，透光外盖400罩盖在开口101上，其与聚光装置100形成封闭的安装腔，光能利用装置200安装在安装腔内。
一种实施例中，该透光外盖400可以为普通的透明玻璃、塑料，也可以是菲涅尔聚光透镜或其他透光材料。
进一步地，请参考图3，一种实施例中，该密封的安装腔内填充有用于冷却的透明液体500，光能利用装置200至少部分浸泡在透明液体500中。该透明液体500可作为冷却介质，对光能利用装置200以及聚光装置100进行降温。
在另一种实施例中，该至少两个相邻光能利用件210之间形成封闭腔体，封闭腔体内填充有用于冷却的透明液体500。请参考图1，该实施例中三个光能利用件210与透光外盖400之间围成一个冷却腔，具体可在中间光能利用件210的下方设置一个透明件230，从而围成一个冷却腔。该冷却腔中加入用于冷却的透明液体500。在其它的实施例中，光能利用件210也可以开放式的，不设置透明液体500。
该透明液体500可以是水，或者防结冰的透明冷却液(如盐水、水和酒精的混合液)等，该透明液体500能降低光能利用装置200的温度，从而提高光伏板的光电转化效率。
请参考图1，另一种实施例中，还包括透光外盖400，透光外盖400罩盖在开口101上。呈三角形排布的三个光能利用件210中，位于中间的光能利用件210的两端分别通过双面反射件220与两侧的光能利用件210连接，位于两侧的两个光能利用件210的外端连接透光件(将图1中两侧的两个双面反射件220替换为透光件)。透光外盖400、三个光能利用件210、透光件和中间两个双面反射件220形成封闭的封闭腔，该形成封闭腔包括在必要时加入对应的端盖等辅助连接部件，以起到对某些开放空间的封闭。封闭腔内填充有透明液体500。在此实施例中，射到两端透明器件的光，可能因为全反射而被折射到外侧两个光能利用件210的正面，也可能被透射到聚光装置100的内槽壁110，然后被内槽壁110反射到三个光能利用件210的背面。
另一方面，一种实施例中，该第一光能利用部和第二光能利用部为光伏板，同时，该光能利用装置200还包括光热转换装置，光热转换装置用以吸收和利用太阳光的热量。例如，一种实施例中，可以利用上述透明液体500来形成光热转换装置，例如透明液体500可以与外部的冷水管道做直接或间接的热循环(图中未示)，从而实现热利用。
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。而上述各部件中透光结构可采用但不限于普通透光材料和透镜(如菲涅尔透镜)。
该太阳能利用装置中，由于增加了聚光装置100，可以提高聚光效果，即提高受光表面积(即聚光装置100上开口101的面积)与光能利用装置200上吸收太阳光的面积之间的比值。尤其是，在设置了引光件300时，该聚光装置100的开口101可以更大，进而聚光效果更高。
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 (12)

1.一种太阳能利用装置,其特征在于，包括：
聚光装置，所述聚光装置成槽状，其具有开口，所述聚光装置的内槽壁具有反光面；
以及光能利用装置，所述光能利用装置具有至少两个光能利用件，所述光能利用件具有第一光能利用部和第二光能利用部，所述光能利用装置位于所述聚光装置内，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所述开口一侧向外设置，其能够吸收从所述聚光装置的开口方向射入的太阳光，所述光能利用件之间起伏设置，其中，一部分光能利用件较另一部分光能利用件更远离所述开口且更靠近所述聚光装置的内部，所述光能利用装置与所述开口的口壁之间留有进光区域，用以使太阳光能够从所述进光区域进入到聚光装置中。
2.如权利要求1所述的太阳能利用装置，其特征在于，相邻所述光能利用件之间通过双面反射件连接，所述双面反射件用于将太阳光反射至所述光能利用件和/或内槽壁上。
3.如权利要求2所述的太阳能利用装置，其特征在于，所述光能利用件为至少三个，其中，至少有三个光能利用件之间呈三角形排布，位于所述三角形中一个顶点位置的光能利用件位于所述开口处，位于所述三角形中其他两个顶点位置的光能利用件处于所述聚光装置的内部。
4.如权利要求3所述的太阳能利用装置，其特征在于，呈三角形排布的所述三个光能利用件中每个光能利用件两端分别设有双面反射件和透光件中的一个，所述三个光能利用件和与其对应的双面反射件或透光件形成W形。
5.如权利要求4所述的太阳能利用装置，其特征在于，还包括透光外盖，所述透光外盖罩盖在所述开口上；呈三角形排布的所述三个光能利用件中，位于中间的光能利用件的两端分别通过双面反射件与两侧的光能利用件连接，位于两侧的两个光能利用件的外端连接透光件；所述透光外盖、所述三个光能利用件、透光件和双面反射件形成封闭的封闭腔，所述封闭腔内填充有透明液体。
6.如权利要求1所述的太阳能利用装置，其特征在于，所述聚光装置的内槽壁呈W形，或所述内槽壁中设置有W形的反射件。
7.如权利要求1所述的太阳能利用装置，其特征在于，所述光能利用装置位于所述聚光装置的开口的中部，所述光能利用装置两侧分别与所述开口的口壁之间形成所述进光区域；或，
所述光能利用装置的一侧与所述聚光装置的开口的一侧口壁连接，所述光能利用装置的另一侧与所述开口的另一侧口壁之间形成所述进光区域。
8.如权利要求1所述的太阳能利用装置，其特征在于，所述聚光装置竖向或倾斜设置，其开口朝向侧方设置；或，所述聚光装置以开口向上的方式设置。
9.如权利要求1所述的太阳能利用装置，其特征在于，所述进光区域设有引光件，其用于将太阳光引导至所述光能利用装置和/或聚光装置的内槽壁。
10.如权利要求1所述的太阳能利用装置，其特征在于，还包括透光外盖，所述透光外盖罩盖在所述开口上，其与所述聚光装置形成封闭的安装腔，所述光能利用装置安装在所述安装腔内，所述安装腔内填充有用于冷却的透明液体，所述光能利用装置至少部分浸泡在所述透明液体中。
11.如权利要求1所述的太阳能利用装置，其特征在于，至少两个相邻光能利用件之间形成封闭腔体，所述封闭腔体内填充有用于冷却的透明液体。
12.如权利要求1-11任一项所述的太阳能利用装置，其特征在于，所述光能利用装置还包括光热转换装置，所述第一光能利用部和第二光能利用部为光伏板，所述光热转换装置用以吸收和利用太阳光的热量。
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