TW201905396A

TW201905396A - 用於高倍率聚光化合物太陽能模組的交錯對位反射鏡結構

Info

Publication number: TW201905396A
Application number: TW106121928A
Authority: TW
Inventors: 王紀盛
Original assignee: 大陸商深圳銀萱盛科技有限公司
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2019-02-01
Also published as: TWI651501B

Abstract

一種用於高倍率聚光化合物太陽能模組的交錯對位反射鏡結構，包括第一交錯對位孔、第二交錯對位孔、多個散熱器定位點、第一反射面及第二反射面。第一及第二反射面是相連接並具有夾角，形成類似V形的外觀，且第一及第二反射面的相對面側邊各形成彎折部，其中第一及第二交錯對位孔是分別位於第一及第二反射面的彎折部。尤其，第二反射面的反射焦點位於第一交錯對位孔，而第一反射面的反射焦點脆於第二交錯對位孔。因此，被第一及第二反射面反射的太陽光會聚焦而分別投射到第二及第一交錯對位孔，進而達成高倍率聚光效應。

Description

用於高倍率聚光化合物太陽能模組的交錯對位反射鏡結構

本發明係有關於一種交錯對位反射鏡結構，尤其是用於高倍率聚光化合物太陽能模組。

太陽能是最潔淨的能源，只要能獲得充足的日照，便可利用太陽能板產生電力，因此，業者無不傾力開發轉換效率更高的太陽能模組，其中高倍率聚光化合物太陽能模組因利用聚光效應提高光能量密度而逐漸成為相當具潛力的解決方案。

目前，習知技術一般是使用菲涅爾鏡當作聚光鏡，但是菲涅爾聚光鏡需要特定的光路，使得相對應的對位問題無法獲得改善。

具體而言，菲涅爾聚光鏡的光路原理會導致一次光學與二次光學無法正確對位，進而導致發電效率低，不容易生產，此外，還需要昂貴的定位生產設備以輔助解決對位問題。同時，菲涅爾聚光鏡的缺點還包括材質問題，比如透光率低，耐候性也差，嚴重影響整體發電成本的經濟效益。因此，非常需要一種創新的用於高倍率聚光化合物太陽能模組的交錯對位反射鏡結構，藉以解決上述習用技術的所有問題。

本發明之主要目的在於提供一種用於高倍率聚光化合物太陽能模組的交錯對位反射鏡結構，是由反射鏡基材所構成的反射鏡，主要是包括第一交錯對位孔、第二交錯對位孔、多個散熱器定位點、第一反射面及第二反射面，用以達成高倍率聚光效應。具體而言，第一反射面及第二反射面是相連接並具有夾角，形成類似V形的外觀，而且第一反射面及第二反射面的相對面側邊各形成彎折部，其中第一交錯對位孔是位於第一反射面的彎折部，且第二交錯對位孔是位於第二反射面的彎折部。

此外，第一反射面及第二反射面分別具有反射焦點，尤其，第一交錯對位孔的位置是第二反射面的反射焦點，而第二交錯對位孔的位置是第一反射面的反射焦點。因此，被第一反射面反射的太陽光會聚焦而投射到第二交錯對位孔，而被第二反射面反射的太陽光會聚焦而投射到第一交錯對位孔，進而改善整體的聚光效率。

因此，本發明藉第一交錯對位孔、第二交錯對位孔、第一反射面及第二反射面即可達成高聚光倍率，而不需要對位的設計。

以下配合圖示及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

請同時參閱第一圖、第二圖、第三圖及第四圖，分別為本發明用於高倍率聚光化合物太陽能模組的交錯對位反射鏡結構的正面立體示意圖、側視圖、底部斜視圖及剖視圖。如第一圖、第二圖、第三圖及第四圖所示，本發明的交錯對位反射鏡結構具有類似V字形的輪廓，也可以依據光學設計而為其它適宜的形狀，主要是由反射鏡基材所構成，並包含第一交錯對位孔101、第二交錯對位孔102、第一反射面201及第二反射面202，其中第一反射面201及第二反射面202是相連接並具有夾角，且第一反射面201及第二反射面202的相對面側邊各形成彎折部A、B，而第一交錯對位孔101、第二交錯對位孔102是別位於第一反射面201及第二反射面202的彎折部。尤其，第一反射面201及第二反射面202分別具有反射焦點。

具體而言，第一交錯對位孔101、第二交錯對位孔102、第一反射面201及第二反射面202是特別設計成第一交錯對位孔101的位置是第二反射面202的反射焦點，而第二交錯對位孔102的位置是第一反射面201的反射焦點。因此，被第一反射面201反射的太陽光會聚焦而投射到第二交錯對位孔102，而被第二反射面202反射的太陽光會聚焦而投射到第一交錯對位孔101，進而改善整體效率。

再者，本發明的交錯對位反射鏡結構還包含多個散熱器定位點，比如第一散熱器定位點301、第二散熱器定位點302、第三散熱器定位點303、第四散熱器定位點304，其中第一散熱器定位點301、第二散熱器定位點302是在第二反射面202的彎折部B上，並位於第二交錯對位孔102的外部兩側上，且與第二交錯對位孔102的距離可為10-60mm，另外，第三散熱器定位點303、第四散熱器定位點304是在第一反射面201的彎折部A上，並位於第一交錯對位孔101的外部兩側上，且與第一交錯對位孔101的距離可為10-60mm。

此外，第二反射面的焦點位置是在第一交錯對位孔的位置上，而第一反射面的焦點位置是在第二交錯對位孔的位置上。

上述的反射鏡基材可為複合材料，包含聚苯硫醚加石墨粉（PPSGP），聚苯硫醚加石墨粉包含聚苯硫醚65~83%，抗紫外線材料8~15%，石墨粉3-8%，阻燃材料6~15%，聚苯硫醚加石墨粉的一實施例包含聚苯硫醚76%、抗紫外線材料11%、石墨粉4%、阻燃材料9%。

不過，反射鏡基材的複合材料並非以此為限，所以也可為聚醯胺加石墨粉（PAGP）或聚甲醛加石墨粉（POMGP），當為聚醯胺加石墨粉（PAGP）時，包含聚酰胺55~65％，抗紫外线材料8~15％，石墨粉15~20％，阻燃材料8~15％，聚醯胺加石墨粉的一實施例為聚醯胺59%、抗紫外線材料13%、石墨粉15%、阻燃材料13%；當為聚甲醛加石墨粉時，包含聚甲醛55~70％，抗紫外线材料10~20％，石墨粉5~10％，阻燃材料6~15％，聚甲醛加石墨粉的一實施例為聚甲醛63%、抗紫外線材料15%、石墨粉8%、阻燃材料14%。抗紫外線材料、阻燃材料可以選擇市場上具有等同功能的材料。

進一步，第一交錯對位孔101及第二交錯對位孔102的對位孔直徑尺寸可為1-30mm，而第一交錯對位孔101及第二交錯對位孔102的形狀可為圓形、橢圓形或方形，並可依據光學設計的不同而變化。

整體而言，本發明的動作原理為：當平行光的太陽光照射在本發明時，亦即第一反射面201及第二反射面202，第一反射面201的反射焦點位置是落在第二交錯對位孔102，而第暗反射面202的反射焦點位置是落在第一交錯對位孔101。

本發明的第一反射面101及第二反射面102的反射面方程式關係可表示為以下方程式：其中C=1/R，而R為非球面頂點的曲率半徑，K=1-e，而e為偏心率，K=1時表示一曲面，K=-1時表示一抛物面，0＞K＞-1是表示以橢圓的長軸對稱的半橢球面，K＞0是表示以橢圓的短軸對稱的半橢球面，K=0是表示一球面，D=一個常數，且5＞D＞0，E=一個常數，且5＞E＞0 ，Z=Z 軸，X=X軸，A₁ ~An=常數。

在高倍率聚光太陽能聚光鏡上的反射鏡為一次光學，而一次光學的焦點光斑的位置對應二次光學（太陽能接受器），本發明的交錯對位孔即是二次光學對位的孔位，因此，在反射鏡的設計上本發明可以讓一次光學與二次光學防呆對位，入射角小，效率一致，每度電的成本變低的交錯對位反射鏡。可參考第五圖中入射角與光學效率的曲線圖，其中入射角在57度時的光效率只有52%的利用效率。

本發明的交錯對位反射鏡入射角如果是在19-24度之間，則其光效利用率可達92-95%。太陽能電池與反射鏡的入射角小，太陽能電池效率就會高，因而本發明利用生產反射鏡的加工標準公差即可準確的在一次光學上而定義出二次光學的位置，進一步達到高聚光倍率，而不需要對位的設計。亦即，在第一交錯對位孔101、第二交錯對位孔102、第一反射面201及第二反射面202所達成高聚光倍率下，是不需要對位的設計。

本發明特點在於反射鏡設計上的交錯對位設計，讓反射鏡的加工標準公差即可準確的在一次光學上定義出二次光學的位置，因此就不需要昂貴的定位生產設備來對位，且本案反射鏡的耐候性佳，有助提高整體發電成本的經濟效益。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

101‧‧‧第一交錯對位孔

102‧‧‧第二交錯對位孔

201‧‧‧第一反射面

202‧‧‧第二反射面

301‧‧‧第一散熱器定位點

302‧‧‧第二散熱器定位點

303‧‧‧第三散熱器定位點

304‧‧‧第四散熱器定位點

A、B‧‧‧彎折部

第一圖顯示依據本發明實施例用於高倍率聚光化合物太陽能模組的交錯對位反射鏡結構的正面立體示意圖。第二圖顯示依據本發明交錯對位反射鏡結構的側視圖。第三圖顯示依據本發明交錯對位反射鏡結構的底部斜視圖。第四圖顯示依據本發明交錯對位反射鏡結構的剖示圖。

Claims

一種用於高倍率聚光化合物太陽能模組的交錯對位反射鏡結構，是由一反射鏡基材所構成的反射鏡，且包括一第一交錯對位孔、一第二交錯對位孔、多個散熱器定位點、一第一反射面及一第二反射面，其中該第一反射面及該第二反射面是相連接並具有一夾角，該第一反射面上設置該第二交錯對位孔，該第二反射面上設置該第一交錯對位孔，該第一反射面的焦點是定位於該第二交錯對位孔的位置，該第二反射面的焦點是定位於該第一交錯對位孔的位置。
依據申請專利範圍第1項之用於高倍率聚光化合物太陽能模組的交錯對位反射鏡結構，其中該第一反射面及該第二反射面呈V形。
依據申請專利範圍第1項之用於高倍率聚光化合物太陽能模組的交錯對位反射鏡結構，其中該第一反射面及該第二反射面的相對面側邊各形成一彎折部，該第一交錯對位孔是位於該第一反射面的彎折部上，該第二交錯對位孔是位於該第二反射面的彎折部上。
依據申請專利範圍第1項之用於高倍率聚光化合物太陽能模組的交錯對位反射鏡結構，其中該反射鏡基材為一複合材料所構成，而該複合材料包含聚苯硫醚加石墨粉、聚醯胺加石墨粉或聚甲醛加石墨粉。
依據申請專利範圍第4項之用於高倍率聚光化合物太陽能模組的交錯對位反射鏡結構，其中聚苯硫醚加石墨粉包含聚苯硫醚65~83%，抗紫外線材料8~15%，石墨粉3-8%，阻燃材料6~15%。
依據申請專利範圍第4項之用於高倍率聚光化合物太陽能模組的交錯對位反射鏡結構，其中聚醯胺加石墨粉包含聚醯胺55~65％，抗紫外線材料8~15％，石墨粉15~20％，阻燃材料8~15％。
依據申請專利範圍第4項之用於高倍率聚光化合物太陽能模組的交錯對位反射鏡結構，其中聚甲醛加石墨粉包含聚甲醛55~70％，抗紫外線材料10~20％，石墨粉5~10％，阻燃材料6~15％。
依據申請專利範圍第1項之用於高倍率聚光化合物太陽能模組的交錯對位反射鏡結構，其中該等散熱器定位點是在該第一交錯對位孔及該第二交錯對位孔的外部兩側上，且與該第一交錯對位孔及該第二交錯對位孔的距離為10-60mm。
依據申請專利範圍第1項之用於高倍率聚光化合物太陽能模組的交錯對位反射鏡結構，其中該第一交錯對位孔及該第二交錯對位孔的對位孔直徑尺寸為1-30mm，而該第一交錯對位孔及該第二交錯對位孔的形狀為圓形、橢圓形或方形。
依據申請專利範圍第1項之用於高倍率聚光化合物太陽能模組的交錯對位反射鏡結構，其中該第一交錯對位孔及該第二交錯對位孔的形狀為圓孔，該第一交錯對位孔及該第二交錯對位孔的直徑尺寸為1-30mm。