KR20120120014A - concentrating lens for solar heat generator - Google Patents

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KR20120120014A
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신한포토닉스 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A condensing lens for solar power generation is provided to be applied to various solar heat collecting units as aspheric lenses are connected each other. CONSTITUTION: A condensing lens(100) for solar power generation comprises one or more blocks. The surface of the block, exposed to the outside is a plat surface and made of transparent tempered glass(10). The aspheric lenses(20) are attached to the back side of the transparent tempered glass, and one block is formed. One or more rows of the aspheric lenses are attached to the block.

Description

태양열 발전용 집광렌즈{concentrating lens for solar heat generator}Concentrating lens for solar heat generator

본 발명은 집광렌즈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양열 발전 시스템에 이용되는 집광렌즈에 관한 것이다.The present invention relates to a light collecting lens, and more particularly to a light collecting lens used in a solar power generation system.

일반적으로 태양광을 이용한 발전은 솔라 셀(solar cell)을 이용한 태양광 발전과 집광렌즈를 이용한 태양열 발전을 들 수 있다. 상기 솔라 셀을 이용한 태양광 발전은 반도체 공정에 의해 제조된 소자인 솔라 셀에 광을 직접 조사하여 광전변환 효과에 의해 전력을 발생시키는 것이다. 또한, 상기 집광렌즈를 이용한 태양열 발전은 일정 면적을 갖는 집광렌즈로 집열을 하여 전력을 생성하는 것이다.In general, the solar power generation may include solar power generation using solar cells and solar power generation using condensing lenses. Photovoltaic power generation using the solar cell is to generate power by the photoelectric conversion effect by directly irradiating light to the solar cell which is a device manufactured by a semiconductor process. In addition, solar power generation using the condenser lens is to generate power by condensing with a condenser lens having a predetermined area.

종래의 태양광 발전에서는 대면적의 솔라 셀을 모듈로 제조하여 조사되는 광에 의해 광전변환을 하였다. 이는 단위 셀의 경우에는 높은 효율을 보이지만, 모듈 형태로 하였을 경우에는 태양광에 직접 노출되기 때문에 모듈의 열화현상이 발생한다. 또한, 먼지와 같은 외부 이물질에 의해 모듈 표면에 차폐 현상이 일어나 광전변환 효율이 현저하게 저하된다. 이 때문에 주기적으로 모듈 표면을 물로 세척하게 되므로, 수분에 의한 부식이 일어나는 단점이 있었다. In the conventional photovoltaic power generation, a large area solar cell is manufactured as a module and photoelectric conversion is performed by light irradiated. In the case of a unit cell, this shows high efficiency, but in the case of the module cell, the module is directly exposed to sunlight and thus deteriorates the module. In addition, a shielding phenomenon occurs on the surface of the module due to foreign matter such as dust, and the photoelectric conversion efficiency is significantly reduced. For this reason, since the surface of the module is periodically washed with water, there is a disadvantage that corrosion by moisture occurs.

게다가, 태양광 발전은 입사되는 빛의 투과, 반사와 같은 변수에 의해 광전변환 효율이 좌우하게 된다. 따라서 렌즈를 이용하는 경우에는 렌즈의 집광도와, 렌즈의 표면에 입혀져 빛을 투과하거나 반사시키는 반사방지막의 성능이 매우 중요하다. 그런데 반사방지막은 넓은 투과영역을 포함하므로, 낮은 반사율을 갖기 위해서는 매우 복잡한 기술이 요구되었다.In addition, photovoltaic power generation depends on photoelectric conversion efficiency depending on variables such as transmission and reflection of incident light. Therefore, in the case of using a lens, the concentration of the lens and the ability of the antireflection film to be transmitted or reflected on the surface of the lens is very important. However, since the antireflection film includes a wide transmission region, a very complicated technology is required to have a low reflectance.

한편, 태양열 발전은 태양광 발전과 같이 광전변환에 이용되는 솔라 셀이 필요하지 않기 때문에 기초비용이 적게 소요된다. 또한, 집광렌즈에 의한 집열에 의거하여 발전을 하기 때문에 상대적으로 유지, 보수 등의 관리가 용이하다는 장점이 있다. 그런데 일반적으로 태양열 발전에 사용되는 집광렌즈는 고정형으로 사용되는 경우가 대부분이다. 이 경우에는 태양의 이동에 따라 렌즈가 움직이지 않기 때문에 집광점이 원하는 부분에서 벗어나게 되었다. 이에 따라 태양의 이동 시에 집열 효율을 높이기 위해서는 렌즈의 하단부에는 비구면 렌즈를 이용하지만, 외부에 노출되는 상단부의 표면은 엠보싱 형태나 구면 형상을 갖게 된다. 따라서 상단부의 표면에 쌓이는 이물질이나 미세 먼지 등을 제거하는데 어려움이 있었다. 또한, 집광렌즈가 점광원의 형태를 취하고 있거나, 그 길이가 제한되어 집광의 효율이 떨어지는 단점이 있었다.On the other hand, since solar power generation does not require a solar cell used for photoelectric conversion, such as photovoltaic power generation, the basic cost is low. In addition, since the power is generated based on the heat collected by the condensing lens, there is an advantage that it is relatively easy to maintain, repair, and the like. In general, however, condensing lenses used for solar power generation are mostly used in a fixed type. In this case, because the lens does not move as the sun moves, the focusing point is out of the desired area. Accordingly, in order to increase the heat collection efficiency during the movement of the sun, an aspherical lens is used at the lower end of the lens, but the surface of the upper end exposed to the outside has an embossed shape or a spherical shape. Therefore, it was difficult to remove foreign matter or fine dust accumulated on the surface of the upper end. In addition, the condenser lens has a form of a point light source, or the length thereof is limited, so that the condensing efficiency is lowered.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 집광렌즈의 표면에 쌓이는 이물질의 제거가 용이하며, 집광렌즈를 태양의 위치에 따라 이동 가능한 태양광 추적형에 이용되도록 제조하여 집광 및 집열 효율을 높일 수 있는 태양열 발전용 집광렌즈를 제공하는데 있다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is easy to remove foreign matters accumulated on the surface of the condenser lens, and the solar heat can improve the condensing and heat collection efficiency by manufacturing the condenser lens to be used in the solar tracking type that can be moved according to the position of the sun The present invention provides a condenser lens for power generation.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 태양열 발전용 집광렌즈는 외부로 노출되는 표면은 평면이며 투명한 기재를 사용하고, 상기 기재의 이면에는 비구면 렌즈가 부착되어 이루어진 블록(block)이 적어도 1개 이상 배열된 구조를 갖는다. 이때, 상기 블록에는 적어도 1열 이상의 비구면 렌즈가 부착되어 있을 수 있다.In order to solve the above problems, the condensing lens for solar power generation of the present invention uses a flat and transparent substrate exposed to the outside, and at least one block formed by attaching an aspherical lens to the rear surface of the substrate is arranged. Has a structure. In this case, at least one row of aspherical lenses may be attached to the block.

또한, 상기 비구면 렌즈는 중앙부는 그 중심에서 바깥쪽으로 갈수록 두께가 얇아지는 볼록 렌즈 형상을 가지며, 상기 중앙부를 중심으로 하여 양쪽으로는 서로 평행하는 다수의 직선 형태의 열이 톱니가 마주보는 형태를 이루는 직선형 비구면 렌즈일 수 있다. 또한, 상기 비구면 렌즈는 다수의 동심원 형태의 골을 가지며, 반원 형태를 이루는 반원형 비구면 렌즈일 수 있다.In addition, the aspherical lens has a convex lens shape in which the thickness of the central portion becomes thinner from the center toward the outside thereof, and a plurality of straight lines parallel to each other on both sides of the center portion form a sawtooth facing shape. It may be a straight aspherical lens. In addition, the aspherical lens may be a semicircular aspherical lens having a plurality of concentric valleys and forming a semicircle.

본 발명에 있어서, 상기 블록은 집열부의 크기 및 형태에 따라 서로 연결하여 조합할 수 있으며, 상기 집광렌즈는 직선형 비구면 렌즈가 부착된 블록과 반원형 비구면 렌즈가 부착된 블록을 함께 나열하여 조합시킨 구성을 갖을 수 있다. 또한, 상기 집광렌즈는 S자 형태로 배열되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the blocks may be connected to each other according to the size and shape of the heat collecting portion, and the condensing lens may be arranged by combining a block with a linear aspherical lens and a block with a semi-circular aspherical lens. It can have In addition, the condensing lens may be arranged in an S shape.

본 발명의 태양열 발전용 집광렌즈에 의하면, 평면으로 된 강화유리의 이면에 비구면 렌즈를 부착하여 블록화하고, 블록화된 비구면 렌즈를 서로 연결하여 조합함으로써, 다양한 크기 및 형태를 갖는 집열부의 집광에 모두 적용할 수 있을 뿐만 아니라 같은 면적에 많은 수의 집광선을 집적할 수 있으므로, 집열 및 집광의 효율을 높일 수 있다. 또한, 집열부의 배열 구조에 따라 블록의 배열을 정렬시킴으로써, 집광렌즈가 차지하는 체적을 감소시켜서 집광부의 배열 밀도를 높일 수 있다.According to the solar power condensing lens of the present invention, by attaching and blocking an aspherical lens to the back surface of the flat tempered glass, and by combining and combining the blocked aspherical lens, the condensing part having various sizes and shapes are all condensed Not only can be applied, but also a large number of condensing rays can be integrated in the same area, thereby increasing the efficiency of condensing and condensing. In addition, by arranging the arrangement of the blocks according to the arrangement of the heat collecting portion, the volume of the light collecting lens can be reduced to increase the arrangement density of the light collecting portion.

도 1은 본 발명에 따른 집광렌즈를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 직선형의 비구면 렌즈를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 집광렌즈 블록의 초점 분포를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 반원형의 비구면 렌즈를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 집광렌즈의 변형 예를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing a light collecting lens according to the present invention.
2 is a perspective view of a linear aspherical lens according to the present invention.
3 is a perspective view illustrating a focus distribution of a light collecting lens block according to the present invention.
Figure 4 is a perspective view of a semi-circular aspherical lens according to the present invention.
5 is a perspective view showing a modification of the condenser lens according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

본 발명에서는 강화유리의 이면에 비구면 렌즈(aspherics lens)가 부착된 렌즈가 하나의 블록(block)으로 이루어지며, 상기 블록들의 조합으로 구성되는 집광렌즈를 제시할 것이다. 여기서 비구면 렌즈는 프레넬 패턴(fresnel pattern)이 형성된 것으로, 경량의 투명 폴리카보네이트, 아크릴 등으로 제작한 얇은 시트의 한쪽 표면에 다수의 미세한 평행 직선 형태의 골을 갖는 직선형 프레넬 렌즈와 다수의 미세한 동심원 형태의 골을 갖는 곡선형 프레넬 렌즈가 있다. 이하에서는 본 발명의 집광렌즈에 대해서 상세하게 설명할 것이다.In the present invention, a lens having an aspheric lens attached to the rear surface of tempered glass is provided as a single block, and a condensing lens composed of a combination of the blocks will be presented. Here, the aspherical lens has a fresnel pattern formed thereon, and a straight Fresnel lens having a plurality of fine parallel straight lines on one surface of a thin sheet made of lightweight transparent polycarbonate, acrylic, etc. There is a curved Fresnel lens with concentric valleys. Hereinafter, the light collecting lens of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 따른 집광렌즈(100)를 나타내는 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 집광렌즈(100)는 평면으로 된 강화유리(10)의 이면에 비구면 렌즈(20)가 부착되어 이루어진 블록(501~50N)이 적어도 하나 이상 배열된 구조를 갖는다. 도면에서는 하나의 블록(501~50N)에 비구면 렌즈(20)가 2열로 구성된 구조가 도시되어 있지만, 필요에 따라 적어도 1열 이상으로 배열될 수 있다. 이때, 블록의 크기는 필요에 따라 다양하게 제작할 수 있으며, 예를 들면 5㎝ㅧ 5㎝ 등으로 작게 제작하는 것이 바람직하다.1 is a perspective view showing a light collecting lens 100 according to the present invention. As shown in FIG. 1, in the condenser lens 100 of the present invention, at least one block 50 1 to 50 N formed by attaching the aspherical lens 20 to the rear surface of the tempered glass 10 in a plane is arranged. Has a structure. Although the structure in which the aspherical lens 20 is formed in two blocks in one block 50 1 to 50 N is illustrated, it may be arranged in at least one column as necessary. At this time, the size of the block can be produced in various ways as needed, for example, it is preferable to produce small, such as 5 cm 5 cm.

외부로 노출되는 블록(501~50N)은 빛의 투과율이 높고 투명한 평면으로 이루어진 기재를 사용한다. 이들 기재로서는 유리, 아크릴, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트 또는 기타 엔지니어링 플라스틱 등이 사용될 수 있다. 그러나 이들 중에서도 빛의 투과율이 높고 먼지, 비 등의 외부 환경 변화에 대한 내후성이 강한 유리를 사용하는 것이 좋으며, 특히 강화유리를 사용하는 것이 가장 바람직하다. Blocks 50 1 to 50 N exposed to the outside use a substrate made of a transparent plane having high light transmittance. As these substrates, glass, acrylic, polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate, or other engineering plastics can be used. However, among these, it is preferable to use glass having high light transmittance and weather resistance against external environmental changes such as dust and rain, and in particular, tempered glass is most preferable.

블록(501~50N)의 이면에는 비구면 렌즈(20)가 부착된다. 다시 말하면, 외부로 노출되는 블록(501~50N)의 표면은 빛을 투과시키는 강화유리(10)로 하고, 강화유리(10)의 뒷면에는 사출성형 기술을 이용하여 비구면 렌즈(20)가 부착된다. 여기서, 비구면 렌즈(20)는 경량의 투명 폴리카보네이트, PMMA, 아크릴, 기타 엔지니어링 플라스틱 등으로 제작한 얇은 시트의 한쪽 면에 경사진 다수의 미세한 동심원 형태의 골 또는 평행하는 직선 형태의 골을 형성한 프레넬 렌즈이다. 비구면 렌즈(20)의 재료는 투명하고 빛의 투과율이 높은 것이면 종류에 상관없이 사용될 수 있지만, 본 발명에서는 실리콘 조성물을 사용한다. An aspherical lens 20 is attached to the back surface of the blocks 50 1 to 50 N. In other words, the surface of the blocks 50 1 to 50 N exposed to the outside is made of tempered glass 10 that transmits light, and the aspherical lens 20 is formed on the back of the tempered glass 10 by using injection molding technology. Attached. Here, the aspherical lens 20 is formed by forming a plurality of fine concentric or inclined parallel bones on one side of a thin sheet made of lightweight transparent polycarbonate, PMMA, acrylic, other engineering plastics, etc. Fresnel lens. The material of the aspherical lens 20 can be used regardless of the type as long as the material is transparent and the light transmittance is high, but the present invention uses a silicone composition.

상술한 바와 같이, 본 발명의 집광렌즈(100)는 외부에 노출되는 표면은 투과율이 높은 평면의 강화유리(10)를 사용하고, 그 이면에는 얇은 비구면 실리콘 렌즈(20)를 접착한 형태로 구성된다. 따라서 비구면 렌즈(20)의 표면에 먼지 등의 이물질이 부착되지 않으며, 렌즈의 구조를 단순화할 수 있다. 아울러, 비구면 렌즈(20)의 직접 노출로 인한 열화현상을 줄일 수 있어 렌즈의 수명을 향상시킬 수 있다. As described above, the condensing lens 100 of the present invention uses a flat tempered glass 10 having a high transmittance on the surface exposed to the outside, and a thin aspherical silicon lens 20 is adhered to the rear surface thereof. do. Therefore, foreign matter such as dust is not attached to the surface of the aspherical lens 20, and the structure of the lens can be simplified. In addition, deterioration due to the direct exposure of the aspherical lens 20 can be reduced, thereby improving the life of the lens.

또한, 도 1과 같은 형태의 작은 블록들을 서로 조합하면 같은 면적에 많은 수의 집광선을 집적할 수 있으므로, 집열 및 집광의 효율을 높일 수 있다. 게다가, 적어도 1열 이상의 비구면 렌즈(20)가 부착된 블록(501~50N)을 서로 연결하여 배열할 수 있으므로, 필요에 따라 집광렌즈의 길이를 자유롭게 늘이거나 줄일 수 있다. 이에 따라 집광렌즈를 필요에 따라 간단하게 제조할 수 있다. In addition, when a plurality of small blocks of the same type as shown in FIG. 1 are combined with each other, a large number of light collecting lines may be integrated in the same area, thereby increasing efficiency of collecting and collecting. In addition, since at least one or more rows of aspheric lenses 20 to which the blocks 50 1 to 50 N are attached can be arranged to be connected to each other, the length of the condensing lens can be freely extended or shortened as necessary. Thereby, a condensing lens can be manufactured simply as needed.

도 2는 도 1에서 강화유리(10)의 이면에 부착된 비구면 렌즈(20)를 확대하여 나타낸 사시도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 비구면 렌즈(20)는 직선형의 비구면 렌즈(20)로서, 중앙부(2)를 중심으로 하여 양쪽으로 서로 평행하는 다수의 직선 형태의 열(4)이 골을 이루며 형성되어 있다. 이때, 중앙부(2)는 그 중심에서 바깥쪽으로 갈수록 두께가 얇아지는 볼록한 형상을 가지며, 서로 미세한 차이의 두께를 갖는 각 열(4)은 중앙부(2)를 기준으로 하여 톱니가 마주보는 형태를 이룬다. 즉, 중앙부(2)는 큰 곡률반경의 중심부와 매우 작은 반경의 가장자리부를 갖는 볼록렌즈 형상을 갖는다. 이러한 구조에 의하면, 각 열(4)의 두께에 의해 실리콘의 굴절률이 서로 다르기 때문에, 강화유리를 통과한 빛이 비구면 렌즈(20)를 통하여 굴절되면서 한 점에 모이게 된다.FIG. 2 is an enlarged perspective view of the aspherical lens 20 attached to the rear surface of the tempered glass 10 in FIG. 1. Referring to FIG. 2, the aspherical lens 20 of the present invention is a linear aspherical lens 20, and a plurality of straight rows 4 parallel to each other with a central portion 2 as a center are formed. Formed. At this time, the center portion 2 has a convex shape in which the thickness becomes thinner toward the outside from the center thereof, and each row 4 having the thickness of the fine difference with each other forms a form where the teeth face each other based on the center portion 2. . That is, the center portion 2 has a convex lens shape having a central portion of a large radius of curvature and an edge portion of a very small radius. According to this structure, since the refractive indices of silicon are different from each other by the thickness of each row 4, light passing through the tempered glass is collected at one point while being refracted through the aspherical lens 20.

일반적인 구면렌즈는 광이 입사할 때 색수차 및 구면수차에 의해 렌즈의 가장자리 부분의 광의 경로가 짧아져서 정확하게 한 점에 모이는 것이 쉽지 않다. 이 때문에 여러 장의 렌즈를 사용하게 되고 렌즈의 두께가 두꺼워진다. 그러나 도 2에 도시된 바와 같이 톱니 형태를 갖는 비구면 렌즈(20)를 사용하면, 렌즈 가장자리 부분의 광의 경로가 길어져 한 점에 모이는 것이 가능해진다.In general, a spherical lens has a short path due to chromatic aberration and spherical aberration when the light is incident, so that it is not easy to gather at a point exactly. This results in the use of multiple lenses and thicker lenses. However, when the aspherical lens 20 having a sawtooth shape as shown in Fig. 2 is used, the path of light at the edge of the lens becomes long, and it is possible to collect at one point.

본 발명의 비구면 렌즈(20)는 한 점으로 집광되는 비구면의 단면 형상을 직렬 형태로 한 것으로, 종래에서는 집광부가 점광원의 형태를 취하고 있거나 본 발명의 것과 유사한 형태라 할지라도 집광부의 길이가 제한되었다. 그러나 본 발명은 중앙부(2)가 볼록하고 중앙부(2)를 중심으로 양쪽으로 톱니가 마주보는 형태의 열(4)을 이루고 있는 비구면 렌즈(20)를 블록 형태로 제작하여 서로 조합하기 때문에 길이를 조절할 수 있고, 같은 면적에 많은 수의 집광선을 집적할 수 있으므로 집열 효율을 높일 수 있다. The aspherical lens 20 of the present invention has a cross-sectional shape of an aspherical surface condensed at a single point, and conventionally, even if the light collecting part is in the form of a point light source or similar in shape to that of the present invention, Limited. However, in the present invention, since the aspherical lens 20 is formed in the form of blocks in which the center portion 2 is convex and the teeth 4 are arranged to face each other about the center portion 2, the length is increased. It is possible to adjust, and because a large number of light collecting lines can be integrated in the same area, the heat collecting efficiency can be improved.

도 3은 본 발명에 따른 집광렌즈 블록(50)에 입사된 광의 초점 분포(6)를 나타내는 사시도이다. 도 3에서, 강화유리(10)를 통과한 빛은 비구면 렌즈(20)를 통과하면서 한 점에 모이게 된다. 따라서 도 2와 같이 중앙부(2)를 기준으로 톱니가 마주보는 형태의 열(4)을 갖는 직선형 비구면 렌즈(20)의 경우에는, 렌즈의 평행 직선과 평행하면서 폭이 매우 좁은 직선형의 초점 분포(6)를 갖게 된다. 이와 같이, 도 1, 2에 도시된 구조를 갖는 작은 블록들을 조합하면 같은 면적에서 많은 수의 집광선을 집적할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 태양의 황도선에 법선을 이루게 되면 축이 이동하지 않아도 집광원이 원하는 부분에서 크게 벗어나지 않는 장점이 있다.3 is a perspective view showing a focus distribution 6 of light incident on the condenser lens block 50 according to the present invention. In FIG. 3, light passing through the tempered glass 10 is collected at one point while passing through the aspherical lens 20. Accordingly, in the case of the linear aspherical lens 20 having the rows 4 of the teeth facing each other with respect to the center part 2 as shown in FIG. 2, the linear focal distribution of a very narrow and parallel width is parallel to the parallel straight line of the lens ( 6). As such, by combining small blocks having the structures shown in FIGS. 1 and 2, a large number of light collecting lines can be accumulated in the same area. In addition, the present invention has the advantage that the light source does not deviate significantly from the desired portion even if the axis is moved to normal to the zodiacal line of the sun.

도 4는 본 발명에 따른 반원형의 비구면 렌즈(30)를 나타내는 사시도이다. 도 4에서, 반원형 비구면 렌즈(30)는 다수의 미세한 동심원 형태의 골을 갖는 반원 형태를 이룬다. 반원형의 비구면 렌즈(30)는 도 2의 직선형 비구면 렌즈(20)와 마찬가지로, 볼록렌즈 형상을 갖는 중앙부(12)와 중앙부(12)를 기준으로 하여 톱니가 마주보는 형태를 이루는 열(14)로 구성된다. 또한, 도시하지는 않았지만, 반원형 비구면 렌즈(20)의 경우는 렌즈를 통과한 광선이 반원 형태의 초점 분포를 갖게 된다.4 is a perspective view showing a semi-circular aspherical lens 30 according to the present invention. In FIG. 4, the semicircular aspherical lens 30 forms a semicircular shape having a plurality of fine concentric circular valleys. The semi-circular aspherical lens 30 is a column 14 having a shape where the teeth face each other with respect to the center portion 12 and the center portion 12 having a convex lens shape, similar to the straight aspherical lens 20 of FIG. 2. It is composed. In addition, although not shown, in the case of the semi-circular aspherical lens 20, the light passing through the lens has a semi-circular focus distribution.

이와 같은 반원형 비구면 렌즈(30)는 구부러진 집열부에 사용 가능하므로, 집열되는 관이나 부위가 구부러진 경우에도 집광이 가능하다. 다시 말해, 본 발명의 반원형 비구면 렌즈(30)를 이용하면 집열부가 반원 형태와 같이 굴곡진 경우뿐만 아니라 ㄷ자 또는 >와 같이 구부러진 경우에도 집광이 가능하게 된다. Since the semi-circular aspherical lens 30 can be used in the bent heat collecting portion, the light can be collected even when the pipe or the portion to be collected is bent. In other words, when the semicircular aspherical lens 30 of the present invention is used, condensing is possible not only when the heat collecting portion is bent like a semicircle but also when the c-shaped or> is bent.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 집광렌즈(200)를 나타내는 사시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 집광렌즈(200)는 직선형 비구면 렌즈(20)가 부착된 블록(50)과 반원형 비구면 렌즈(30)가 부착된 블록(60)을 서로 연결하여 조합된 구조를 갖는다. 이때, 직선형 비구면 렌즈(20)가 부착된 블록(50)은 적어도 1열 이상의 비구면 렌즈(20)가 부착될 수 있고, 집열부의 길이에 따라 블록(50)을 서로 연결하여 자유롭게 늘리거나 줄일 수 있다. 또한, 필요에 따라 이웃하는 블록(50)의 비구면 격자를 서로 수직하게 배열하거나 평행하게 배열할 수 있고, 구부러진 집열부의 경우에는 반원 모양의 비구면 렌즈(30)가 부착된 블록(60)을 적용하여 구부러진 부위에 대한 집광을 할 수 있다.5 is a perspective view illustrating a light collecting lens 200 according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the condensing lens 200 of the present invention is combined by connecting a block 50 to which a linear aspherical lens 20 is attached and a block 60 to which a semi-circular aspherical lens 30 is attached. Has a structure. In this case, the block 50 to which the linear aspherical lens 20 is attached may be attached to at least one aspherical lens 20, and may be freely extended or reduced by connecting the blocks 50 to each other according to the length of the heat collecting portion. have. In addition, aspheric lattice of neighboring blocks 50 may be arranged vertically or parallel to each other as needed, and in the case of the bent heat collecting portion, the block 60 to which the semicircular aspherical lens 30 is attached is applied. Condensation on the bent area can be achieved.

또한, 집열부의 형태에 따라 직선형 비구면 렌즈(20)가 부착된 블록(50)과 반원형 비구면 렌즈(30)가 부착된 블록(60)을 서로 조합하여 배열하면 도시한 바와 같이, S자 형태 또는 ㄷ자 및 > 모양 등 다양한 형태의 집열부에 사용 가능하다. 또한, 일정한 크기의 블록에 여러 개의 비구면 렌즈를 집약하여 제조할 경우에는 집열되는 부위의 밀집도를 높일 수 있으므로, 집열 효율을 더욱 증가시킬 수 있을 것이다.In addition, according to the shape of the heat collecting portion, the block 50 with the linear aspherical lens 20 and the block 60 with the semi-circular aspherical lens 30 are arranged in combination with each other, as shown in the S-shape or It can be used for various types of heat collecting parts such as U shape and> shape. In addition, in the case of manufacturing by assembling a plurality of aspherical lenses in a block of a certain size, it is possible to increase the density of the areas to be collected, it will be possible to further increase the heat collection efficiency.

이와 같이, 본 발명의 집광렌즈(200)는 블록화된 비구면 렌즈를 서로 연결하여 조합하면 다양한 크기 및 형태를 갖는 집열부의 집광에 모두 적용할 수 있다. 또한, 집열부의 배열 구조에 따라 블록의 배열을 정렬시킴으로써, 집광렌즈가 차지하는 체적을 감소시켜서 집광부의 배열 밀도를 높일 수 있다. 따라서 태양열 발전시스템에서 렌즈를 이용한 발전효율을 증가시킬 수 있을 것으로 기대된다.As described above, the condensing lens 200 of the present invention may be applied to condensing the light-collecting unit having various sizes and shapes by combining and combining the blocked aspherical lenses with each other. In addition, by arranging the arrangement of the blocks according to the arrangement of the heat collecting portion, the volume of the light collecting lens can be reduced to increase the arrangement density of the light collecting portion. Therefore, it is expected to increase the power generation efficiency using the lens in the solar power generation system.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It is possible.

2, 12; 중앙부 4, 14; 열
6; 초점 분포 10; 강화유리
20; 직선형 비구면 렌즈 30; 반원형 비구면 렌즈
501~50N; 직선형 비구면 렌즈가 부착된 블록
60; 반원형 비구면 렌즈가 부착된 블록
100, 200; 집광렌즈2, 12; Central 4, 14; Heat
6; Focal distribution 10; tempered glass
20; Straight aspherical lens 30; Semicircular Aspheric Lens
50 1 ~ 50 N; Block with straight aspherical lens
60; Block with semicircular aspherical lens
100, 200; Condenser

Claims (7)

외부로 노출되는 표면은 평면이며 투명한 기재를 사용하고, 상기 기재의 이면에는 비구면 렌즈가 부착되어 이루어진 블록(block)이 적어도 1개 이상 배열된 구조를 갖는 태양열 발전용 집광렌즈.The surface exposed to the outside is a planar and transparent substrate, the condensing lens for solar power generation having a structure in which at least one block formed by attaching an aspherical lens is arranged on the back surface of the substrate. 제1항에 있어서, 상기 블록에는 적어도 1열 이상의 비구면 렌즈가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 태양열 발전용 집광렌즈.The condensing lens for solar power generation according to claim 1, wherein at least one row of aspherical lens is attached to the block. 제1항에 있어서, 상기 비구면 렌즈는 중앙부는 그 중심에서 바깥쪽으로 갈수록 두께가 얇아지는 볼록 렌즈 형상을 가지며, 상기 중앙부를 중심으로 하여 양쪽으로는 서로 평행하는 다수의 직선 형태의 열이 톱니가 마주보는 형태를 이루는 직선형 비구면 렌즈인 것을 특징으로 하는 태양열 발전용 집광렌즈.According to claim 1, wherein the aspherical lens has a convex lens shape of the central portion becomes thinner toward the outside from the center portion, the plurality of straight rows parallel to each other on both sides of the center portion facing the teeth. Condensing lens for solar power, characterized in that the linear aspherical lens forming a visible shape. 제1항에 있어서, 상기 비구면 렌즈는 다수의 동심원 형태의 골을 가지며, 반원 형태를 이루는 반원형 비구면 렌즈인 것을 특징으로 하는 태양열 발전용 집광렌즈.The condensing lens for solar power generation according to claim 1, wherein the aspherical lens has a plurality of concentric valleys and a semicircular aspherical lens forming a semicircle. 제1항에 있어서, 상기 블록은 집열부의 크기 및 형태에 따라 서로 연결하여 조합할 수 있는 것을 특징으로 하는 태양열 발전용 집광렌즈.The condensing lens of claim 1, wherein the blocks are connected to each other according to the size and shape of the heat collecting portion. 제1항에 있어서, 상기 집광렌즈는 직선형 비구면 렌즈가 부착된 블록과 반원형 비구면 렌즈가 부착된 블록을 함께 나열하여 조합시킨 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 태양열 발전용 집광렌즈.The condensing lens of claim 1, wherein the condensing lens has a configuration in which a block with a linear aspherical lens and a block with a semicircular aspherical lens are arranged in a row. 제1항에 있어서, 상기 집광렌즈는 S자, ㄷ자 및 > 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 태양열 발전용 집광렌즈.The condensing lens for solar power generation according to claim 1, wherein the condensing lens is arranged in an S-shape, a c-shape, and a> shape.
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