WO2023028735A1 - 太阳能利用单元及其组合结构 - Google Patents

Abstract

一种太阳能利用单元及其组合结构，该太阳能利用单元包括光能利用装置（100）、液体聚光装置（200）以及反射结构（300）。液体聚光装置（200）具有容置腔，容置腔内填充有透明液体（201），液体聚光装置（200）形成能够将太阳光透射和/或全反射至光能利用装置（100）的第一光能利用部（110）的结构。该反射结构（300）与第二光能利用部（120）和液体聚光装置（200）之间形成光反射腔（310），反射结构（300）能够将进入光反射腔（310）内的太阳光反射至第二光能利用部（120）上。通过该结构，从光能利用装置（100）相互背离的第一光能利用部（110）和第二光能利用部（120）两侧均可吸收和利用太阳光，提高太阳光的汇聚和利用效率。

Description

太阳能利用单元及其组合结构 技术领域

本申请涉及光能转换利用结构。

背景技术

太阳能利用装置用于对太阳能进行回收利用，例如通过光伏板来进行太阳能发电等。随着光伏板的成本的降低和效率的增加，太阳能利用装置得到越来越多的应用。但，目前的低倍聚光式太阳能装置对太阳能的聚光效率还可以进一步提升。

技术问题

本申请主要提供一种新型的太阳能利用单元及其组合结构，以展示一种新的太阳能利用结构。

技术解决方案

基于上述目的，本申请一种实施例中提供了一种太阳能利用单元，包括：

光能利用装置，所述光能利用装置具有相互背离设置的第一光能利用部和第二光能利用部，所述第一光能利用部和第二光能利用部能够接收并转换利用太阳光；

液体聚光装置，所述液体聚光装置具有容置腔，所述容置腔内填充有透明液体，所述容置腔具有透光腔壁，所述太阳光能够从所述透光腔壁透射至所述透明液体中；所述光能利用装置设于所述容置腔内、所述容置腔外或组成所述容置腔的腔壁，所述第一光能利用部面向所述液体聚光装置或透明液体设置，所述液体聚光装置形成能够将太阳光透射和/或全反射至所述第一光能利用部的结构；

以及反射结构，所述反射结构与所述液体聚光装置之间留有供太阳光进入的进光口，所述反射结构与所述第二光能利用部和液体聚光装置之间形成光反射腔，所述进光口与所述光反射腔相通，所述反射结构能够将进入所述光反射腔内的太阳光反射至所述第二光能利用部上。

一种实施例中，所述光反射腔分布于所述液体聚光装置和光能利用装置的至少一侧以及所述第二光能利用部的下方。

一种实施例中，所述反射结构为槽状结构，所述光能利用装置和液体聚光装置设于所述槽状结构内，所述槽状结构具有内反射面，以将太阳光反射至所述第二光能利用部上。

一种实施例中，所述槽状结构的一侧侧壁与液体聚光装置的部分腔壁重合，另一侧相对的侧壁与所述液体聚光装置分离设置，以形成所述光反射腔。

一种实施例中，所述部分腔壁为透光腔壁。

一种实施例中，所述槽状结构两个相对的侧壁均与所述液体聚光装置分离设置，以形成所述光反射腔。

一种实施例中，所述液体聚光装置朝向所述光反射腔的腔壁为透光腔壁、单面反射腔壁、或双面反射式腔壁。

一种实施例中，所述液体聚光装置具有上宽下窄的结构，所述液体聚光装置上至少其顶壁为透光腔壁，以使所述太阳光能够从所述顶壁透射至所述透明液体中。

一种实施例中，还包括透光盖板，所述透光盖板与反射结构和/或液体聚光装置形成封闭结构，所述光能利用装置位于所述封闭结构内。

一种实施例中，所述光能利用装置、液体聚光装置和反射结构沿同一方向延伸，形成条状结构。

基于上述目的，本申请一种实施例中提供了一种太阳能利用单元的组合结构，包括至少两个如上述任一项所述的太阳能利用单元。

一种实施例中，所述太阳能利用单元并排设置，相邻太阳能利用单元之间形成空腔，所述空腔内设有热利用工质、充电电池和/或控制电路板。

一种实施例中，所述太阳能利用单元并排设置，至少两个相邻太阳能利用单元的反射结构相连，并与两个相邻的所述液体聚光装置围成一个空腔，所述空腔设有第二液体聚光装置和第二光能利用装置，所述第二光能利用装置具有相互背离设置的第一光能利用部和第二光能利用部，所述第二光能利用装置的第一光能利用部向上设置，以接收从上方射向其的太阳光，所述第二液体聚光装置位于所述第二光能利用装置的下方，所述第二光能利用装置的第二光能利用部朝向所述第二液体聚光装置或作为所述第二液体聚光装置的腔壁，以接收自所述第二液体聚光装置汇集的太阳光。

一种实施例中，所述第二液体聚光装置上宽下窄，所述第二液体聚光装置的下端窄部与两个相邻的所述太阳能利用单元的反射结构连接，以分别与两个相邻的所述太阳能利用单元围成各自的光反射腔。

一种实施例中，所述第二液体聚光装置的腔壁与两侧相邻的液体聚光装置之间留有间隙，以将所述光反射腔的区域延伸至所述间隙处。

一种实施例中，所述第二液体聚光装置朝向两侧液体聚光装置的腔壁至少部分为透光腔壁。

一种实施例中，所述第二液体聚光装置与两侧相邻的液体聚光装置共用腔壁或腔壁重合，所述共用腔壁或重合的腔壁为透光腔壁或双面反射腔壁。

一种实施例中，所述第二液体聚光装置的腔壁与两侧所述太阳能利用单元分别围成所述光反射腔，所述第二液体聚光装置的至少部分朝向所述光反射腔的腔壁为透光腔壁。

一种实施例中，所述第二液体聚光装置与两侧所述太阳能利用单元的反射结构以热传导的方式连通。

一种实施例中，相邻太阳能利用单元的液体聚光装置之间相互隔开成独立的腔体或连通为一个腔体。

有益效果

依据上述实施例的太阳能利用单元，其包括光能利用装置、液体聚光装置以及反射结构。该光能利用装置具有相互背离设置的第一光能利用部和第二光能利用部，第一光能利用部和第二光能利用部能够接收并转换利用太阳光。液体聚光装置具有容置腔，容置腔内填充有透明液体，光能利用装置设于所述容置腔内、容置腔外或组成容置腔的腔壁，第一光能利用部面向液体聚光装置或透明液体设置，液体聚光装置形成能够将太阳光透射和/或全反射至第一光能利用部的结构。该反射结构与液体聚光装置之间留有供太阳光进入的进光口，反射结构与第二光能利用部和液体聚光装置之间形成光反射腔，进光口与光反射腔相通，反射结构能够将进入光反射腔内的太阳光反射至第二光能利用部上。通过该结构，从光能利用装置相互背离的第一光能利用部和第二光能利用部两侧均可吸收和利用太阳光，提高太阳光的汇聚和利用效率。

附图说明

图1为本申请一种实施例中太阳能利用单元的竖直截面示意图。

图2为本申请一种实施例中太阳能利用单元组合结构的竖直截面示意图。

图3为本申请另一种实施例中太阳能利用单元组合结构的竖直截面示意图。

图4为本申请另一种实施例中太阳能利用单元组合结构的竖直截面示意图。

图5为本申请另一种实施例中太阳能利用单元组合结构的竖直截面示意图。

本发明的实施方式

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）。

本文中的上、下等位置关系，均为相对而言，并不具有绝对的意义。

本实施例提供了一种太阳能利用单元，其用于接收并利用太阳光进行能量转换，将太阳光转换成电能、热能以及其他形式的能量，以供人们使用。同时，本实施例还提供了一种将太阳能利用单元组合使用的组合结构，以通过组合的方式，进一步提高对太阳能的聚集和利用效率。

请参考图1-5，该实施例所示的太阳能利用单元C包括光能利用装置100、液体聚光装置200以及反射结构300。

该光能利用装置100具有相互背离设置的第一光能利用部110和第二光能利用部120，第一光能利用部110和第二光能利用部120能够接收并转换利用太阳光。一种实施例中，该光能利用装置100可以为双面光伏板、光热利用装置、光电和热能综合利用装置、聚光式光能利用装置中的一个或多个。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。在其他实施例中，该第一光能利用部110和第二光能利用部120还可以为其他形式的太阳光利用转换结构。

该液体聚光装置200具有容置腔，容置腔内填充有透明液体201。容置腔的部分或全部腔壁为透光腔壁（例如可以包括透光侧壁220、透光顶壁210、透光底壁230中的一个或多个），太阳光能够从透光腔壁透射至透明液体201中。液体聚光装置200形成能够将太阳光透射和/或全反射至第一光能利用部110的结构，即射入透明液体201中的太阳光可直接从透明液体201透射至第一光能利用部110，也可以通过透明液体201与透光腔壁之间形成的全反射现象而被最终反射到第一光能利用部110，或者还可以通过某些反射式腔壁，将太阳光向第一光能利用部110反射。为了实现全反射现象，该液体聚光装置200的结构设置为：来自一定角度、自透明液体201射向透光腔壁的太阳光能够形成全反射（或称为全内反射）现象，即来自一定角度的太阳光不会从透光腔壁射出，而是在全反射作用下，继续在液体聚光装置200内传播，并最终汇集到第一光能利用部110上。对于特定的设计，来自其它的角度、自透明液体201射向透光腔壁的太阳光，则可能透射到反射结构300上，在那里被聚光到光能利用装置100的第二光能利用部120。如果不希望这种透射发生，那么，就可以将对应的腔壁设置为单面或双面反射式腔壁，以防止太阳光从这些腔壁射出到液体聚光装置200之外。

请参考图1-5，一些实施例中，该容置腔具有透光顶壁210、透光侧壁220和透光底壁230。该透光侧壁220倾斜设置，透明液体201中的太阳光能够从透光侧壁220透射到反射结构300或全反射至光能利用装置100的第一光能利用部110上。该具有倾斜的透光侧壁220的液体聚光装置200可以适应更大偏转角的入射光，不仅可以用来应付太阳光的南北回归偏转，也可以用来应付太阳光的东西偏转。一种实施例中，该透光侧壁220可以由平面、折面、曲面中一个或者以上各面的组合而成。另一种实施例中，透光侧壁220上至少一部分也可设置单面或双面反射面。本实施例中的透光侧壁220既起到透光的作用，又起到全反射的作用。与现有技术相比，在同等条件下，该液体聚光装置200能够汇集更多的太阳光至第一光能利用部110上，加大聚光比。

该光能利用装置100设于容置腔内、容置腔外或组成容置腔的腔壁，第一光能利用部110面向液体聚光装置200或透明液体201设置。容置腔中自透明液体201射向透光腔壁的太阳光的至少一部分形成全反射现象，将太阳光向第一光能利用部110上汇聚。

具体地，光能利用装置100可以位于液体聚光装置200的外侧，第一光能利用部110贴附在液体聚光装置200上，以使液体聚光装置200内的太阳光能够被汇聚到第一光能利用部110上。或，第一光能利用部110直接设于容置腔内，再或，第一光能利用部110组成液体聚光装置200的部分腔壁。其中，下文所述的第二液体聚光装置600与第二光能利用装置700之间也可采用上述结构进行排布。

具体地，一种实施例中，请参考图1-5，该液体聚光装置200具有透光材料制成的透光底壁220，第一光能利用部110与该透光底壁220外侧贴合，例如，第一光能利用部110与液体聚光装置200的外侧固定连接。在液体聚光装置200中，太阳光向第一光能利用部110上110汇聚。

另一种实施例中，光能利用装置100可直接浸泡在透明液体201中，第一光能利用部110可直接接收从透明液体201中透射而来的太阳光。

另一种实施例中，该第一光能利用部110作为液体聚光装置200的一部分，第一光能利用部110的外壁（用于接收太阳光的一侧表面）与透光侧壁220直接或间接连接，并形成容置腔的底壁。

该液体聚光装置200（或第二液体聚光装置600）内部分空间或全部空间填充透明液体201。较好的，一种实施例中，透明液体201基本填满整个容置腔，以获得更好的效果。该实施例中，利用透明液体201作为光传播介质，一种实施例中，该透明液体201可以是去离子化的纯净水、甘油、酒精、乙二醇或它们的混合物。液体聚光装置200和第二液体聚光装置600可以采用相同或不同的透明液体以达到不同的效果。

此外，该透明液体201还可以直接或间接与第一光能利用部110和第二光能利用部120形成热传递结构，进而对第一光能利用部110和第二光能利用部120起到降温或吸热的作用，提高光能利用率。

进一步地，请参考图1-5，该反射结构300与液体聚光装置200之间留有供太阳光进入的进光口，反射结构300与第二光能利用部120和液体聚光装置200之间形成光反射腔310，进光口与光反射腔310相通。该液体聚光装置200朝向光反射腔310的腔壁可以为透光腔壁、面向透明液体201或光反射腔310的单面反射腔壁或双面反射式腔壁。太阳光可从进光口射入光反射腔310内，某些实施例中，太阳光也可从液体聚光装置200的透光腔壁（如透光侧壁220或其他透光腔壁）透射至光反射腔310内。反射结构300能够将进入光反射腔310内的太阳光反射至第二光能利用部120上，从而使更多的太阳光能够被第二光能利用部120所吸收和利用。

该光反射腔310分布于液体聚光装置200和光能利用装置100的至少一侧以及第二光能利用部120的下方，从而更好的向第二光能利用部120聚集太阳光。例如可环绕液体聚光装置200和光能利用装置100设置，也可仅设置在液体聚光装置200和光能利用装置100某一个或多个侧方，以接收照射到这些区域的太阳光，将液体聚光装置200接收范围之外的一些太阳光被反射至光能利用装置100的第二光能利用部120和液体聚光装置200上，提高光能利用装置100聚光效率。

请参考图1-5，一些实施例中，该反射结构300设于液体聚光装置200的外侧和底部，例如设置在液体聚光装置200的一个或多个侧方。反射结构300具有反射面，该反射面可使用各种能够实现太阳光反射的结构，例如反射式菲涅尔透镜、反光镜面、高反光涂层等。该反射结构300不仅能直接汇聚到第二光能利用部120，还能够将太阳光向液体聚光装置200方向汇聚。尤其是，液体聚光装置200朝向光反射腔310的腔壁为透光腔壁（如透光侧壁220）时，反射结构300同时还可以增大液体聚光装置200接收太阳光的范围，能够汇集更多太阳光照射到液体聚光装置200，例如被反射结构300反射至液体聚光装置200的透光侧壁220上，最终被引导至第一光能利用部110。即使太阳光透过液体聚光装置200，也因为被透明液体折射，而更容易被反射结构300反射到光能利用装置的100的第二光能利用部120。

该反射结构300可采用任意可行的结构来实现上述功能和效果，请参考图1-5，一些实施例中，该反射结构300为槽状结构，光能利用装置100和液体聚光装置200设于槽状结构内，槽状结构具有内反射面，以将太阳光反射至第二光能利用部120上。

如图1所示，一些实施例中，该槽状结构的反射结构300的一侧侧壁与液体聚光装置200的部分腔壁重合（如图示液体聚光装置200的右侧腔壁），另一侧相对的侧壁与液体聚光装置200分离设置，以形成光反射腔310。该结构使得整个太阳能利用单元结构更加紧凑。而且，一些实施例中，当该部分腔壁（如图示液体聚光装置200的右侧腔壁）为透光腔壁时，其还可以接收从这一侧（如图示右侧）射入的太阳光。

另一些实施例中，该槽状结构两个相对的侧壁均与液体聚光装置200分离设置，以形成光反射腔310，即光反射腔310至少分布在液体聚光装置200相对的两侧侧方，扩大光反射腔310的覆盖区域，使更多的太阳光能够进入到光反射腔310中。

进一步地，该液体聚光装置200可采用规则或不规则的形状，以能够实现上述目的为主。考虑到太阳光从上方射入，为了接收更多的太阳光，该液体聚光装置200可具有上宽下窄的结构，液体聚光装置200上至少其顶壁为透光腔壁，以使太阳光能够从顶壁透射至透明液体201中。

一种实施例中，请参考图1-5，液体聚光装置200的竖直截面为楔形，顶壁210大于底壁230，以达到聚光效果。当然，该形状仅是一种示例，还可以采用其他形状，如竖直截面为倒三角形、盆形等等。

进一步地，为了防止灰尘和清洗方便，还包括透光盖板400，透光盖板400与反射结构300和/或液体聚光装置200形成封闭结构，光能利用装置100位于封闭结构内。请参考图1-5，一种实施例中，该透光盖板400将反射结构300封闭，连成封闭的结构。该透光盖板400可以为菲涅尔透镜面或其他透光结构。

进一步地，为了扩大太阳光接收范围，一种实施例中，光能利用装置100、液体聚光装置200和反射结构300沿同一方向延伸，形成条状结构。例如，图1-5示出的竖直截面沿垂直于图面的方向延伸，从而形成条状结构。

另一方面，本实施例还提供了一种太阳能利用单元的组合结构，其包括至少两个如上述任一实施例所示的太阳能利用单元，将其进行组合使用，以提高太阳光聚集和利用效率。

如图2和3所示，一些实施例中，太阳能利用单元并排设置，相邻太阳能利用单元之间形成空腔501，空腔501内设有热利用工质503、充电电池和/或控制电路板。热利用工质503不仅可用来引出做热转换利用，还可以对太阳能利用单元进行降温，提高太阳能利用单元的转换效率。

如图4和5所示，一些实施例中，太阳能利用单元并排设置，至少两个相邻太阳能利用单元的反射结构300相连，并与两个相邻的液体聚光装置200围成一个空腔501。空腔501设有第二液体聚光装置600和第二光能利用装置700。该第二光能利用装置700具有与上述光能利用装置100相同的结构。该第二光能利用装置700具有相互背离设置的第一光能利用部710和第二光能利用部720，第二光能利用装置700的第一光能利用部710向上设置，以接收从上方射向其的太阳光。第二液体聚光装置600的结构与上述液体聚光装置200结构相同，但可根据实际效果而选择哪些腔壁为透光腔壁，哪些为不透光腔壁。该第二液体聚光装置600位于第二光能利用装置700的下方，第二光能利用装置700的第二光能利用部720朝向第二液体聚光装置600或作为第二液体聚光装置600的腔壁，以接收自第二液体聚光装置600汇集的太阳光。在相邻太阳能利用单元之间再增设第二液体聚光装置600和第二光能利用装置700，可聚集并利用更多的太阳光，使整个组合结构的光利用效率更高。

该图4-5所示的实施例中，空腔501可以为封闭的空腔501。该第二液体聚光装置600可采用任意可行的形状和结构。例如，一种实施例中，第二液体聚光装置600上宽下窄（图4为其中一种示例），第二液体聚光装置600的下端窄部与两个相邻的太阳能利用单元的反射结构300连接，以分别与两个相邻的太阳能利用单元围成各自的光反射腔310。

请参考图4，一种实施例中，该第二液体聚光装置600的腔壁与两侧相邻的液体聚光装置200之间留有间隙，以将光反射腔310的区域延伸至间隙处，从而使太阳光能够被反射至第二液体聚光装置600上。

此时为了能够接收从光反射腔310射入的太阳光，一种实施例中，第二液体聚光装置600朝向两侧液体聚光装置200的腔壁620至少部分为透光腔壁。

一种实施例中，第二液体聚光装置600与两侧相邻的液体聚光装置200共用腔壁或腔壁重合（图5为其中一种示例），共用腔壁或重合的腔壁为透光腔壁或双面反射腔壁。

此时，为了能够接收从光反射腔310射入的太阳光，一种实施例中，第二液体聚光装置600的腔壁620与两侧太阳能利用单元分别围成光反射腔310，第二液体聚光装置600的至少部分朝向光反射腔310的腔壁620为透光腔壁。

请参考图5，一种实施例中，该第二液体聚光装置600为一个竖直截面为倒置的五边形结构。设置倒置的五边形结构，可以明显降低组合结构的高度和光能利用装置100的温度。

为了传递和利用热能，同时起到散热的作用，一些实施例中，第二液体聚光装置600与两侧太阳能利用单元的反射结构300以热传导的方式连通。

一种实施例中，该相邻太阳能利用单元的液体聚光装置200之间相互隔开成独立的腔体或连通为一个腔体。

基于上述发明构思，以下通过几种不同的实施例进一步说明，以更好的展示本申请创造。

实施例一：

请参考图1，本实施例公开了一种太阳能利用单元C，该图1示出了该太阳能利用单元C的竖直截面示意图。其中，本实施例以及其他实施例中所说的竖直和水平方向，均是以图示摆放方向为基础。因太阳能利用装置实际应用时可能会根据地形、经纬度的不同而调整方向，因此该图示摆放方向可能与太阳能利用装置实际应用时的摆放位置有所不同。

该太阳能利用单元C包括光能利用装置100、液体聚光装置200、反射结构300和透光盖版400（可省略）。该液体聚光装置200为封闭结构，围成一个封闭的容置腔，容置腔内填充满透明液体201。该液体聚光装置200具有透光顶壁210、透光侧壁220和透光底壁230。图中的虚线表示该腔壁为透明面。

该光能利用装置100设置在液体聚光装置200之下，并具有能够接收并转换利用太阳光的第一光能利用部110和第二光能利用部120，该第一光能利用部110朝上，第二光能利用部120朝下。其中，第一光能利用部110贴着液体聚光装置200的透光底壁220设置，以便太阳光能够透过该透光底壁220，射入到第一光能利用部110上。图中因透光底壁220与第一光能利用部110紧贴，因此将其示意在一起。

当然，在其他实施例中，该光能利用装置100的第一光能利用部110也可作为液体聚光装置200的底壁来使用，这样无需在另外设置透光底壁220。或者，该光能利用装置100的第一光能利用部110也可设于液体聚光装置200的容置腔内。

请参考图1，反射结构300设于条形液体聚光装置200的外侧和底部，反射结构300与液体聚光装置200和第二光能利用部120之间形成光反射腔310，光反射腔310具有供太阳光进入光反射腔310的反射结构300的进光口，反射结构300将一部分进入光反射腔310内的太阳光反射至第二光能利用部120上，将一部分进入光反射腔310内的太阳光反射至液体聚光装置200的透光侧壁220上，进而进入液体聚光装置200内部。具体地，该反射结构300与条形液体聚光装置200之间留出间隙，间隙形成光反射腔310的进光口。

请继续参考图1，在一种更具体地的实施例中，反射结构300为槽状结构。槽状结构具有内反射面，以将太阳光反射至第二光能利用部120上。该槽状结构的一侧侧壁与条形液体聚光装置200的一个透光侧壁220重合（两者可重叠或共用一个壁体），另一侧相对的侧壁与反射结构300分离设置。例如，该反射结构300的图示右侧侧壁与图示右侧的透光侧壁220相连，左侧侧壁与图示左侧的条形液体聚光装置200分离开，留出反射结构300进光口，以便太阳光进入。

图1显示了两种入射光L1、L2的汇聚情况。第一种，入射光L1经条形液体聚光装置200透光顶壁210折射、再经透光侧壁220全反射到第一光能利用部110上的过程。即充分利用液体聚光装置200中透明液体201的折射和全反射功能，来实现聚光效果。也就是说，透光侧壁210同时具备两种功能：一是通过一处表面透射来自外部的入射光或将来自透明液体201的光透射至反射结构300，二是通过其一处表面全反射来自透明液体201的光。入射光L2经过反射结构300的侧面反射，再经反射结构300的底部反射到第二光能利用部120上。同时，透明液体201还可以用来对光能利用装置100进行冷却或吸热，提高光能利用装置100的光能利用率。

为了延长和扩大整个单元对太阳光的接收范围，一种实施例中，该光能利用装置100、液体聚光装置200、反射结构300沿同一方向（即垂直于图1图面的水平方向）延伸，形成条状结构。图1所示为其延伸方向上某一位置的竖直截面图。当然，该单元也可以被设计为一个工整的结构，例如该单元延伸方向上任一点的竖直截面均为图1所示形状。

请参考图1，透光盖板400将反射结构300，连成封闭的结构，以防尘、防雪。

本实施例可用于光线具有较强的倾向性的场景应用。例如，在高纬度地区的立式安装或者水平安装。

实施例二：

请参考图2，本实施例公开了一种对太阳能利用单元进行应用的组合结构，该图2示出了该组合结构的竖直截面示意图。图2显示一种两个太阳能利用单元联合使用的一种情况

该组合结构中，太阳能利用单元并排设置，相邻两个太阳能利用单元之间形成空腔501，空腔501内可设有热利用工质503，如水等。空腔501还设置有与外部进行热交换的热利用工质流动管道504。此外，该空腔501内还可用来放置充电电池和/或控制电路板等结构，使整个组合结构更加紧凑，外形更加小巧。

请参考图2，该两个相邻太阳能利用单元之间的空腔501大致为△形（该形状仅是一种示例，该空腔501可被设计为各种可行的形状，如图3-5所示），为了封闭该空腔501，可在空腔501底部设置封闭件500，该封闭件500可与两侧太阳能利用单元的反射结构300配合，共同围成该空腔501。

为了获得更大的聚光比，一种实施例中，该两个太阳能利用单元的液体聚光装置200相对的腔壁（如侧壁220’）被设置为具有单面或双面反射面，以避免液体聚光装置200内的太阳光从该腔壁中透射至液体聚光装置200的外侧。

进一步地，为了延长和扩大整个单元对太阳光的接收范围，一种实施例中，该光能利用装置100、液体聚光装置200、反射结构300沿同一方向（即垂直于图2图面的水平方向）延伸，形成条状结构。图2所示为其延伸方向上某一位置的竖直截面图。当然，该单元也可以被设计为一个工整的结构，例如该单元延伸方向上任一点的竖直截面均为图2所示形状。

实施例三：

如图3所示，本实施例展示了一种对太阳能利用单元进行应用的组合结构。该组合结构包括至少两个上述任一实施例所示的太阳能利用单元。

本实施例中，位于液体聚光装置200外侧（靠近反射结构300）的透光侧壁220为折面，其靠近透光底壁的部分221相较其他部分倾斜角度不同，该部分221更平坦。在其他的实施例里，该部分221也可以更陡峭。这样做的目的是，通过将透光侧壁220上各部分设置为不同倾斜角度，例如透光侧壁220至少具有两种不同倾斜角度的区域，使得液体聚光装置200中的一部分光被透光侧壁220折射到反射结构300，然后被反射结构300会聚到光能利用装置100的第二光能利用部120上；另一部分光，则被透光侧壁220以全反射的方式直接会聚到光能利用装置100的第一光能利用部110上。

本实施例中，两个液体聚光装置200相对的透光侧壁220均为平面。在其它的实施例里，该两个透光侧壁220可以为折面面或是曲面。

在两个太阳能利用单元之间具有一个空腔501，例如可能是相邻两个反射结构300或其他结构之间的区域。当太阳光照射时，这个空腔501是个高温的区域，因此，可以在这里做热能的利用。

请参考图3，本实施例中，两太阳能利用单元成镜像并排设置（其他实施例中也可设置为非镜像），相邻太阳能利用单元的反射结构300之间形成空腔501，其被一个较大的封闭件500封闭。空腔501内设有热利用工质503，以传递热能。空腔501还设置有与外部进行人交换的热利用工质流动管道504。

一种实施例中，热利用工质503为冷水。本实施例的组合结构在发电的同时，还可提供热水进行热能利用。

实施例四：

如图4所示，本实施例展示了一种两个太阳能利用单元C和C'进行联合应用的组合结构。

请参考图4，本实施例与实施例四不同的地方在于，至少两个相邻太阳能利用单元的反射结构300相连，并与两个相邻的液体聚光装置200围成一个空腔501。空腔501设有第二液体聚光装置600和第二光能利用装置700。该第二光能利用装置700具有与上述光能利用装置100相同的结构。第二光能利用装置700的第一光能利用部110向上设置，以接收从上方射向其的太阳光。该第二液体聚光装置600位于第二光能利用装置700的下方，第二光能利用装置700的第二光能利用部720朝向第二液体聚光装置600或作为第二液体聚光装置600的腔壁，以接收自第二液体聚光装置600汇集的太阳光，可聚集并利用更多的太阳光，使整个组合结构的光利用效率更高。

在图4中，该第二液体聚光装置600为一个竖直截面为倒三角形的结构，其具有两个透光侧壁620。在倒三角形的第二液体聚光装置600的顶部设置有第二光能利用装置700。这个倒三角形液体聚光装置200可显著降低组合结构的高度。

一种实施例中，两个液体聚光装置200和第二液体聚光装置600通过一体化成型的方法集成在一起。或者，也可以单独制造再组装在一起。

一种实施例中，两个液体聚光装置200的反射结构300也可通过一体化成型的方法，集成在一起。或者，也可分开制造后再组装在一起。

本实施例里，两个液体聚光装置200朝向第二液体聚光装置600的侧壁为透光侧壁220。在其他的实施例里，该侧壁的一部分也可以设置双面反射面。

一种实施例中，倒三角形的第二液体聚光装置600与反射结构300做热接触，以降低两个液体聚光装置200中透明液体201和光能利用装置100的温度。

实施例五：

如图5所示，本实施例展示了一种两个太阳能利用单元进行联合应用的组合结构。

请参考图5，本实施例与实施例四不同的地方在于，在两个液体聚光装置200之间设置了一个竖直截面为倒置五边形的第二液体聚光装置600，其具有两个透光侧壁620。在第二液体聚光装置600的顶部设置有第二光能利用装置700。这个五边形的第二液体聚光装置600可显著降低组合结构的高度。

此外，本实施例里，两个液体聚光装置200和第二液体聚光装置600共用腔壁或腔壁重合。两个液体聚光装置200朝向第二液体聚光装置600的侧壁（即共用腔壁或腔壁重合）设置有双面反射面。当腔壁重合时，重合的腔壁可以是透明腔壁或双面反射腔壁。如果重合的腔壁选择为透明腔壁，并且第二液体聚光装置与第一液体聚光装置采用相同的透明液体时，那么重合的腔壁也就可以自然而然地取消以降低成本。

一种实施例中，两个液体聚光装置200以及第二液体聚光装置600通过一体化成型的方法，集成在一起。或者，也可分开制造后再组装在一起。

同样，两个液体聚光装置200的反射结构300也通过一体化成型的方法，集成在一起。或者，也可分开制造后再组装在一起。

一种实施例中，第二液体聚光装置600与反射结构300做热接触，以进行散热和热传导利用。

在这里，所述五边形只是一个大致的形状。由于热接触的需要，水压的变形，或者其它的考虑，第二液体聚光装置600也可以是任意其它的多边形。

以上应用了具体个例对本申请进行阐述，只是用于帮助理解本申请，并不用以限制本申请。对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，可以对上述具体实施例进行变化。

Claims (20)

1. 一种太阳能利用单元,其特征在于，包括：

   光能利用装置，所述光能利用装置具有相互背离设置的第一光能利用部和第二光能利用部，所述第一光能利用部和第二光能利用部能够接收并转换利用太阳光；

   液体聚光装置，所述液体聚光装置具有容置腔，所述容置腔内填充有透明液体，所述容置腔具有透光腔壁，所述太阳光能够从所述透光腔壁透射至所述透明液体中；所述光能利用装置设于所述容置腔内、所述容置腔外或组成所述容置腔的腔壁，所述第一光能利用部面向所述液体聚光装置或透明液体设置，所述液体聚光装置形成能够将太阳光透射和/或全反射至所述第一光能利用部的结构；

   以及反射结构，所述反射结构与所述液体聚光装置之间留有供太阳光进入的进光口，所述反射结构与所述第二光能利用部和液体聚光装置之间形成光反射腔，所述进光口与所述光反射腔相通，所述反射结构能够将进入所述光反射腔内的太阳光反射至所述第二光能利用部上。
2. 如权利要求1所述的太阳能利用单元，其特征在于，所述光反射腔分布于所述液体聚光装置和光能利用装置的至少一侧以及所述第二光能利用部的下方。
3. 如权利要求1所述的太阳能利用单元，其特征在于，所述反射结构为槽状结构，所述光能利用装置和液体聚光装置设于所述槽状结构内，所述槽状结构具有内反射面，以将太阳光反射至所述第二光能利用部上。
4. 如权利要求3所述的太阳能利用单元，其特征在于，所述槽状结构的一侧侧壁与液体聚光装置的部分腔壁重合，另一侧相对的侧壁与所述液体聚光装置分离设置，以形成所述光反射腔。
5. 如权利要求4所述的太阳能利用单元，其特征在于，所述部分腔壁为透光腔壁。
6. 如权利要求3所述的太阳能利用单元，其特征在于，所述槽状结构两个相对的侧壁均与所述液体聚光装置分离设置，以形成所述光反射腔。
7. 如权利要求1-6任一项所述的太阳能利用单元，其特征在于，所述液体聚光装置朝向所述光反射腔的腔壁为透光腔壁、单面反射腔壁、或双面反射式腔壁。
8. 如权利要求1-7任一项所述的太阳能利用单元，其特征在于，所述液体聚光装置具有上宽下窄的结构，所述液体聚光装置上至少其顶壁为透光腔壁，以使所述太阳光能够从所述顶壁透射至所述透明液体中。
9. 如权利要求1-8任一项所述的太阳能利用单元，其特征在于，还包括透光盖板，所述透光盖板与反射结构和/或液体聚光装置形成封闭结构，所述光能利用装置位于所述封闭结构内。
10. 如权利要求1-9任一项所述的太阳能利用单元，其特征在于，所述光能利用装置、液体聚光装置和反射结构沿同一方向延伸，形成条状结构。
11. 一种太阳能利用单元的组合结构，其特征在于，包括至少两个如权利要求1-10任一项所述的太阳能利用单元。
12. 如权利要求11所述的组合结构，其特征在于，所述太阳能利用单元并排设置，相邻太阳能利用单元之间形成空腔，所述空腔内设有热利用工质、充电电池和/或控制电路板。
13. 如权利要求11所述的组合结构，其特征在于，所述太阳能利用单元并排设置，至少两个相邻太阳能利用单元的反射结构相连，并与两个相邻的所述液体聚光装置围成一个空腔，所述空腔设有第二液体聚光装置和第二光能利用装置，所述第二光能利用装置具有相互背离设置的第一光能利用部和第二光能利用部，所述第二光能利用装置的第一光能利用部向上设置，以接收从上方射向其的太阳光，所述第二液体聚光装置位于所述第二光能利用装置的下方，所述第二光能利用装置的第二光能利用部朝向所述第二液体聚光装置或作为所述第二液体聚光装置的腔壁，以接收自所述第二液体聚光装置汇集的太阳光。
14. 如权利要求13所述的组合结构，其特征在于，所述第二液体聚光装置上宽下窄，所述第二液体聚光装置的下端窄部与两个相邻的所述太阳能利用单元的反射结构连接，以分别与两个相邻的所述太阳能利用单元围成各自的光反射腔。
15. 如权利要求14所述的组合结构，其特征在于，所述第二液体聚光装置的腔壁与两侧相邻的液体聚光装置之间留有间隙，以将所述光反射腔的区域延伸至所述间隙处。
16. 如权利要求14或15所述的组合结构，其特征在于，所述第二液体聚光装置朝向两侧液体聚光装置的腔壁至少部分为透光腔壁。
17. 如权利要求13所述的组合结构，其特征在于，所述第二液体聚光装置与两侧相邻的液体聚光装置共用腔壁或腔壁重合，所述共用腔壁或重合的腔壁为透光腔壁或双面反射腔壁。
18. 如权利要求13所述的组合结构，其特征在于，所述第二液体聚光装置的腔壁与两侧所述太阳能利用单元分别围成所述光反射腔，所述第二液体聚光装置的至少部分朝向所述光反射腔的腔壁为透光腔壁。
19. 如权利要求13所述的组合结构，其特征在于，所述第二液体聚光装置与两侧所述太阳能利用单元的反射结构以热传导的方式连通。
20. 如权利要求11所述的组合结构，其特征在于，相邻太阳能利用单元的液体聚光装置之间相互隔开成独立的腔体或连通为一个腔体。