TW201319489A - 太陽能集光器及太陽能發電模組 - Google Patents

太陽能集光器及太陽能發電模組 Download PDF

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Abstract

一種太陽能集光器，其包括一個反射體和一個聚光透鏡，該反射體具有一個入光處、一個出光處以及一個位於該入光處和出光處之間的反射面，該聚光透鏡位於該反射體的出光處以接收和會聚直接入射至該聚光透鏡的光線及由該反射面反射至該聚光透鏡的光線。本發明還提供一種包括該太陽能集光器的太陽能發電模組。

Description

太陽能集光器及太陽能發電模組
本發明涉及太陽能應用領域，尤其涉及太陽能發電領域。
為提高太陽能電池的輸出電流強度，通常採用一個聚光元件來會聚光線至太陽能電池上，然，輸出電流依然較弱。
有鑒於此，提供一種能夠有效提升單位光強度的太陽能集光器和提升太陽能電池輸出功率的太陽能發電模組實為必要。
一種太陽能集光器，其包括一個反射體和一個聚光透鏡，該反射體具有一個入光處、一個出光處以及一個位於該入光處和出光處之間的反射面，該聚光透鏡位於該反射體的出光處以接收和會聚直接入射至該聚光透鏡的光線及由該反射面反射至該聚光透鏡的光線。
一種太陽能發電模組包括前述太陽能集光器和至少一個太陽能電池，該至少一個太陽能電池位於該聚光透鏡的聚光範圍內，用於將光能轉換為電能。
相對於先前技術，本發明提供的太陽能集光器將一部份太陽光經過反射和折射之后會聚到太陽能電池上，從而提升了照射到太陽能電池上的光強度和太陽能電池的輸出功率。
以下將結合圖式對本發明作進一步詳細說明。
請參閱圖1至圖2，本發明實施例提供一種太陽能集光器100以及包括該太陽能集光器100和至少一個太陽能電池200的太陽能發電模組300。
該太陽能集光器100包括一個反射體10和一個聚光透鏡20。該反射體10包括一個反射面101。本實施例中，該反射面101為一個圓臺體的內表面，該反射體10具有一個入光處11和一個出光處12。該入光處11和該出光處12分別包括一個圓形口徑，該入光處11的半徑大於該出光處12的半徑以接收更多的光線。該反射體10還可以采用別的形式，例如複合形拋物面聚光器（compound parabolic concentrator，CPC）。該反射面101用於將入射其上的光線反射至該聚光透鏡20。
該聚光透鏡20位於該出光處12，其半徑和該出光處12的半徑基本相等，用於將反射體10反射至該聚光透鏡20上的光線會聚至一個較小的範圍內。該聚光透鏡20可以為凸透鏡或者菲涅爾透鏡。在本實施例中采用菲涅爾透鏡，該菲涅爾透鏡的菲涅爾帶21朝上或者朝下均可。本實施例僅采用一個菲涅爾透鏡設置於該出光處12，而不需要其他光學元件。在其他實施例中，也可以采用兩個菲涅爾透鏡搭配使用，縮短焦距。
由於太陽光可當作是從無窮遠處入射的，所以入射的太陽光可以當作是平行光來看待，當太陽光入射到該太陽能集光器100的時候，打在反射面101上的太陽光會被平行反射到該聚光透鏡20上，再加上原本直接照射到該聚光透鏡20上的太陽光，形成第一階段的集光效果。
第二階段的集光效果則是將第一階段集中後的太陽光經過該聚光透鏡20之後會聚到太陽能電池200上。比起一般的凸透鏡，菲涅爾透鏡使多個方向的平行光會聚到一個焦點的誤差較小，集中度較高。由於太陽電池200的特性是會隨著太陽日照強度越大，其輸出功率也隨之放大，因此，將太陽光有效地集中到太陽能電池200之上，提升太陽能電池200的照射強度，即可達到提升太陽能電池200的輸出功率的目的。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100．．．太陽能集光器
200．．．太陽能電池
300．．．太陽能發電模組
10．．．反射體
20．．．聚光透鏡
101．．．反射面
11．．．入光處
12．．．出光處
21．．．菲涅爾帶
圖1係本發明實施例提供的太陽能集光器的俯視圖。
圖2係本發明實施例提供的太陽能發電模組的光路示意圖。
100．．．太陽能集光器
200．．．太陽能電池
300．．．太陽能發電模組
10．．．反射體
20．．．聚光透鏡
101．．．反射面
11．．．入光處
12．．．出光處
21．．．菲涅爾帶

Claims (10)

  1. 一種太陽能集光器，其包括一個反射體和一個聚光透鏡，該反射體具有一個入光處、一個出光處以及一個位於該入光處和出光處之間的反射面，該聚光透鏡位於該出光處以接收和會聚直接入射至該聚光透鏡的光線及由該反射面反射至該聚光透鏡的光線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的太陽能集光器，其中：該入光處和該出光處分別包括一個圓形口，該入光處的該圓形口的半徑大於該出光處的該圓形口的半徑。
  3. 如申請專利範圍第1或第2項所述的太陽能集光器，其中：該反射面為一個圓臺體的內表面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的太陽能集光器，其中：該聚光透鏡包括僅一個菲涅爾透鏡。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的太陽能集光器，其中：該聚光透鏡包括一個以上的菲涅爾透鏡。
  6. 一種包括如申請專利範圍第1項所述的太陽能集光器的太陽能發電模組，其改良在於：該太陽能發電模組還包括至少一個太陽能電池，該至少一個太陽能電池位於該聚光透鏡的聚光範圍內，用於將光能轉換為電能。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的太陽能發電模組，其中：該入光處和該出光處分別包括一個圓形口，該入光處的該圓形口的半徑大於該出光處的該圓形口的半徑。
  8. 如申請專利範圍第6或第7項所述的太陽能發電模組，其中：該反射面為一個圓臺體的內表面。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的太陽能發電模組，其中：該聚光透鏡包括僅一個菲涅爾透鏡。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的太陽能發電模組，其中：該聚光透鏡包括一個以上的菲涅爾透鏡。
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