TWI464446B - 集光裝置 - Google Patents

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TWI464446B TW098121747A TW98121747A TWI464446B TW I464446 B TWI464446 B TW I464446B TW 098121747 A TW098121747 A TW 098121747A TW 98121747 A TW98121747 A TW 98121747A TW I464446 B TWI464446 B TW I464446B
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Shan Fu Huang
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Hon Hai Prec Ind Co Ltd
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description

集光裝置
本發明涉及一種集光裝置，特別涉及一種集聚太陽能之集光裝置。
為降低環境污染，有效利用各類能源，清潔環保之太陽能已經得到廣泛應用。其中太陽能電池是有效利用太陽能之一種方式。目前太陽能電池主要利用太陽能電池板獲取太陽能再將其轉化為電能並儲存起來，太陽能電池板之獲取太陽能之過程一般就是直接接受太陽光之照射，單位面積之太陽能電池板接受單位面積之太陽光。採用這樣方式獲取太陽能具有大面積、低密度及低利用率之特性，所以說如何提供一種集光裝置，以提高集光效率，增加太陽能之利用率，成為當前重要課題之一。
有鑒於此，有必要提供一種提高集光效率，增加太陽能之利用率之集光裝置。
一種集光裝置，其包括一集光罩以及一集光透鏡。所述集光罩包括一個頂部開口及一個底部開口，所述頂部開口尺寸大於所述底部開口之尺寸。所述集光罩呈一個上大下小之漏斗狀，所述集光罩能夠將入射到其上之光線進行反射。所述集光透鏡設置於所述集光罩之頂部開口上，所述集光透鏡由中心集光透鏡和環形集光透鏡組成。所述中心集光透鏡採用菲涅爾鏡結構，其包括第一入射面及第一出射面。所述環形集光透鏡採用環形透鏡結構，其包括第二入射面及第二出射面。所述第一入射面與所述第二入射面連接，所述第一出射面與所述第二出射面連接。所述第一入射面與底部開口之距離大於所述第二入射面與底部開口之距離，並且所述第二入射面朝底部開口方向彎曲。
本發明提供之集光裝置利用一集光透鏡以及一集光罩對光線進行彙聚，所述集光透鏡由中心集光鏡以及環形集光鏡組成，中心集光鏡採用菲涅爾鏡結構，環形集光鏡採用環形透鏡結構，從而能夠將更多之光線進行彙聚，使太陽能利用率較高。
下面將結合附圖對本發明作一具體介紹。
實施方式一
請參閱圖1及圖2，一種集光裝置10，其包括一集光透鏡11及一集光罩12。所述集光裝置10用於將入射光線彙聚到一光電轉化單元20上。在本實施方式中所述光電轉化單元20為太陽能電池板，可以將太陽光轉化為電能。
所述集光罩12包括一個頂部開口121及一個底部開口122，所述頂部開口121尺寸大於所述底部開口122之尺寸，所述集光罩12呈一個上大下小之漏斗形狀。所述頂部開口121上設置所述集光透鏡11，所述底部開口122罩設置所述光電轉化單元20。所述集光罩12之內表面為一反射面，可以將偏離所述光電轉化單元20表面之太陽光籍由集光罩12之內表面之多次反射重新聚焦在光電轉化單元20之表面上。在本實施方式中，可在所述集光罩12之內表面佈設一反射膜，例如一光學多層膜或者全反射金屬膜，從而實現光線之反射。
所述集光透鏡11設置在所述集光罩12之頂部開口121上，並與之連接。所述集光透鏡11由中心集光透鏡111和環形集光透鏡112組成。所述中心集光透鏡111採用菲涅爾鏡結構，其包括第一入射面1111以及第一出射面1112，所述第一入射面1111上形成有多個環狀凸起之齒紋，所述中心集光透鏡111可以將正入射之太陽光線彙聚在所述光電轉化單元20上。所述環形集光透鏡112採用環形透鏡結構，其包括第二入射面1121以及第二出射面1122。所述環形集光透鏡112為中間厚邊緣薄形狀，並且沿所述集光透鏡11光軸方向之截面為一凸透鏡。所述第一入射面1111與所述第二入射面1121連接，所述第一出射面1112與所述第二出射面1122連接，所述環形集光透鏡112與所述中心集光透鏡111為一體成型。所述第一入射面1111與底部開口122之距離大於所述第二入射面1121與底部開口122之距離，並且所述第二入射面1121朝底部開口122方向彎曲。從而所述環形集光透鏡112能夠使斜向入射之太陽光線籍由所述環形集光透鏡112彙聚到所述光電轉化單元20上。
實施方式二
所述集光裝置10中之集光罩12為一透明材料構成，而所述集光罩12之外表面為一反射面。在本實施方式中，可在所述集光罩12之外表面佈設一反射膜，例如一光學多層膜或者全反射金屬膜，從而實現光線之反射。
採用本發明之集光裝置10，對於正入射之太陽光，可籍由所述集光透鏡11之中心集光透鏡111彙聚到所述光電轉化單元20上。對於斜向入射之部分太陽光，可由所述集光透鏡11之環形集光透鏡112彙聚到所述光電轉化單元20上。另外對於偏離所述光電轉化單元20表面之太陽光，可籍由集光罩12之多次反射重新聚焦在光電轉化單元20之表面上。這樣較多之光線能夠彙聚到所述光電轉化單元20上，太陽能利用率較高。
本發明提供之集光裝置利用一集光透鏡以及一集光罩對光線進行彙聚，所述集光透鏡由中心集光鏡以及環形集光鏡組成，中心集光鏡採用菲涅爾鏡結構，環形集光鏡採用環形透鏡結構，從而能夠將更多之光線進行彙聚，使太陽能利用率較高。
另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其他變化，當然，這些依據本發明精神所做之變化，都應包含在本發明所要求保護之範圍之內。
10‧‧‧集光裝置
11‧‧‧集光透鏡
12‧‧‧集光罩
20‧‧‧光電轉化單元
111‧‧‧中心集光透鏡
112‧‧‧環形集光透鏡
121‧‧‧頂部開口
122‧‧‧底部開口
1111‧‧‧第一入射面
1112‧‧‧第一出射面
1121‧‧‧第二入射面
1122‧‧‧第二出射面
圖1係本發明實施方式提供之集光裝置示意圖。
圖2係圖1集光裝置之集光透鏡俯視圖。
10‧‧‧集光裝置
11‧‧‧集光透鏡
12‧‧‧集光罩
20‧‧‧光電轉化單元
111‧‧‧中心集光透鏡
112‧‧‧環形集光透鏡
121‧‧‧頂部開口
122‧‧‧底部開口
1111‧‧‧第一入射面
1112‧‧‧第一出射面
1121‧‧‧第二入射面
1122‧‧‧第二出射面

Claims (7)

  1. 一種集光裝置，其包括：
    一集光罩，包括一個頂部開口及一個底部開口，所述頂部開口尺寸大於所述底部開口之尺寸，所述集光罩呈一個上大下小之漏斗狀，所述集光罩能夠將入射到其上之光線進行反射；
    一集光透鏡，其設置於所述集光罩之頂部開口上，其特徵在於，所述集光透鏡由中心集光透鏡和環形集光透鏡組成，所述中心集光透鏡採用菲涅爾鏡結構，其包括第一入射面及第一出射面，所述環形集光透鏡採用環形透鏡結構，其包括第二入射面及第二出射面，所述第一入射面與所述第二入射面連接，所述第一出射面與所述第二出射面連接，所述第一入射面與底部開口之距離大於所述第二入射面與底部開口之距離，並且所述第二入射面朝底部開口方向彎曲。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之集光裝置，其中：所述中心集光透鏡之第一入射面上形成有多個環狀凸起之齒紋。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之集光裝置，其中：所述中心集光透鏡與所述環形集光透鏡為一體成型。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之集光裝置，其中：所述環形集光透鏡為中間厚邊緣薄形狀，並且沿所述集光透鏡光軸方向之截面為一凸透鏡。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之集光裝置，其中：所述集光罩之內表面佈設一反射膜，可實現光線反射，所述反射膜為光學多層膜或者全反射金屬膜。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之集光裝置，其中：所述集光罩為透明材料構成，其外表面佈設一反射膜，可實現光線反射，所述全反射膜為光學多層膜或者全反射金屬膜。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之集光裝置，其中：所述集光罩底部開口罩設一光電轉化單元，所述光電轉化單元為太陽能電池板。
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