CN101615639A - 集能装置及具有该集能装置的照明设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一个集能装置，其包括至少一个光伏模组，一个承载体以及一个反光元件，该至少一个光伏模组用于将太阳光转换为电能，该承载体用以承载该至少一个光伏模组，该反光元件设置在该至少一个光伏模组的下方，该光学元件的与该光伏模组相对的表面上设置有多个凹凸状的微结构，该反光元件用于将入射至其上的太阳光反射到该至少一个光伏模组。本发明还提供一种具有该集能装置的照明设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种集能装置，以及一种具有该集能装置的照明设备。
背景技术
光伏模组已成为能源领域的研究热点，其可应用于房屋等建筑、路灯照明等装置、甚至各种便携式电子装置，用于将太阳光能转化为电能，并形成电压(参见“Grown junctionGaAs solar cell”，C.C.Shen；Pearson，G.L.；Proceedings of the IEEE，Volume 64，Issue 3，March 1976 Page(s)：384-385)。
现有的具有光伏模组的集能装置一般为一个平板状，其储存能量的多少取决于该集能装置的迎光部的面积，要增加太阳能的吸收，则需增加集能装置的迎光部的面积。集能装置一般固定在支撑架上，当太阳光与集能装置的迎光部成90度时，集能装置的迎光部吸收太阳光效率最大，但是，随着太阳的运行轨迹的变化，太阳光与集能装置的迎光部所成的角度小于90度，导致集能装置的迎光部吸收太阳光效率降低，从而严重影响该集能装置的光电转换效率。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种具有较高光电转换效率的集能装置。
一种集能装置，其包括至少一个光伏模组，一个承载体以及一个反光元件，该至少一个光伏模组用于将太阳光转换为电能，该承载体用以承载该至少一个光伏模组，该反光元件设置在该至少一个光伏模组的下方，该光学元件的与该光伏模组相对的表面上设置有多个凹凸状的微结构，该反光元件用于将入射至其上的太阳光反射到该至少一个光伏模组。
一种照明设备，其包括：一个发光模组；一个集能装置，该集能装置包括至少一个光伏模组，一个承载体以及一个反光元件，该至少一个光伏模组用于将太阳光转换为电能，该承载体用以承载该至少一个光伏模组，该反光元件设置在该至少一个光伏模组的下方，该光学元件的与该光伏模组相对的表面上设置有多个凹凸状的微结构，该反光元件用于将入射至其上的太阳光反射到该至少一个光伏模组，该光伏模组与该发光模组电连接，该光伏模组将产生的电能传输给该发光模组；一个支撑体，该支撑体用以支撑该发光模组与该集能装置。
与现有技术相比，所述集能装置及照明设备中的反光元件能将入射至其上的太阳光反射到该至少一个光伏模组，该光伏模组能有效地将这一部分太阳光转化成电能，并将电能传输至该发光模组中，从而有效的提高了该集能装置及照明设备的光电转换效率。同时，该集能装置的集能效率随太阳的运行轨迹的变化而变化很小，集能效率稳定。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的集能装置的结构示意图。
图2A-2C是本发明第一实施例提供的集能装置光路示意图。
图3是图1中光伏模组为多面体且微结构为锯齿状的剖面示意图。
图4是本发明第二实施例提供的集能装置的剖面示意图。
图5是本发明第三实施例提供的集能装置的剖面示意图。
图6是图5中的反光元件上的微结构为圆弧状凹槽的剖面示意图。
图7是本发明第四实施例提供的照明设备的剖面示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细说明。
参见图1，本发明第一实施例提供的集能装置10，其包括：一个光伏模组11、一个承载体12以及一个反光元件13。
该圆柱状光伏模组11具有一个迎光部111以及一个与该迎光部111相对的背光部112。该光伏模组11吸收太阳光并将其转换为电能。
该光伏模组11具有可挠性，其材料可为矽，III-V族半导体材料(AlAs；InAs；InP，GaP，GaAs，GaN)，II-VI族的半导体材料(CIGS/CIS，CdTe)，有机材料或染料。
该承载体12用以承载该光伏模组11。
该反光元件13固定于该承载体12上，且位于该光伏模组11的下方。该反光元件13为一曲面结构，其包括一个凹曲面131，该凹曲面131与该光伏模组11的背光部112相对。该反光元件13的凹曲面131上具有多个微结构1312，该微结构1312呈圆弧状凸起，该微结构1312的设置能增加该反光元件13的反射性能，有效的将照射至该多个微结构1312上的太阳光反射至该光伏模组11，从而提高该集能装置10的光电转换效率。
当然，该微结构1312不限于圆弧状凸起，也可为其它形状，如圆弧状凹槽，金字塔状，锯齿状凸起或锯齿状凹槽。该微结构1312的形状的设计能有效的改变太阳光照射类型，该微结构1312为圆弧状凹槽或锯齿状凹槽时，该微结构1312对入射至其上的太阳光起聚集后作用，并反射到该光伏模组11的背光部112，该微结构1312为圆弧状凸起或锯齿状凸起，该微结构1312对入射至至其上的太阳光起发散作用，并反射到该背光部112。该反光元件13将照射至该反光元件13的太阳光反射到该光伏模组11的背光部112，以使光伏模组11的背光部112吸收太阳光能，并将其转化为电能。
参见图2A，当太阳光直射该集能装置10时，该光伏模组11的迎光部111吸收太阳光线，将光能转换成电能。照射至该反光元件13的光线经该反光元件13的凹曲面131以及凹曲面131上的微结构1312反射到该光伏模组11的背光部112，该背光部112吸收太阳光线，并将光能转化为电能。
参见图2B、图2C，当太阳光倾斜照射该集能装置10时，该光伏模组11的迎光部111也能吸收太阳光线，将光能转换成电能。同时，该光伏模组11的背光部112吸收该反光元件13反射的太阳光线，并将光能转换为电能。
由于该反光元件13能将照射至该反光元件13上的太阳光反射至该光伏模组11的背光部112，以使没有太阳直射的背光部112也能吸收太阳能，并将太阳能转换为电能，从而有效的提高了该集能装置10的光电转换效率。同时，该集能装置10的集能效率随太阳的运行轨迹的变化而变化很小，集能效率稳定。
当然，在本实施例中，该集能装置10进一步包括一个储能模组14，该储能模组14与该光伏模组11电连接。该光伏模组11的外表面上利用涂布或印刷的方式形成有机染料，以形成电极，从而使该光伏模组11与该储能模组14电连接。该储能模组14用以储存该光伏模组11产生的电能。
可以理解的是，在本实施例中，该光伏模组11不限于一个，也可以为多个。当然，该光伏模组11也不限于圆柱形状，也可为其它形状，如棱柱形，球状，多面体等多种结构。如图3所示，该光伏模组11为多面体结构，且该微结构1312为锯齿状凸起结构。
参见图4，本发明第二实施例提供的集能装置40，本实施例与第一实施例结构基本相同，其包括：一个光伏模组41、一个承载体42以及一个反光元件43。
本实施例与第一实施例不同之处在于，该光伏模组41包括一个可挠性基板411与多个微型硅球412，该多个微型硅球412设置在该基板411的表面。由于该基板411具有可挠性，因此该光伏模组41可制作成不同的形状，如球体，圆柱形，棱柱形，多面体等。
参见图5，本发明第三实施例提供的集能装置50，本实施例与第一实施例结构基本相同，其包括：一个光伏模组51、一个承载体52以及一个反光元件53。
本实施例与第一实施例不同之处在于，该反光元件53为一个平板状，且该反光元件53上具有圆弧状凸起的微结构532，该微结构532对入射至其上的太阳光起发散作用，并反射到该背光部512。
可以理解的是，该光伏模组51也不限于球形，也可以为其它形状，如圆柱形、棱柱形或多面体等。
当然，在本实施例中，该微结构532也可以为其它形状，如金字塔状，锯齿状凸起，锯齿状凹槽，圆弧状凸起或圆弧状凹槽。如图6所示，该微结构632为圆弧状凹槽结构。
参见图7，本发明第五实施例提供的照明设备70，其包括：一个发光模组71，一个集能装置72以及一个支撑体73。
该发光模组71可以为发光二极管芯片、发光二极管或发光二极管模组。
该集能装置72与第一实施例提供的集能装置10结构基本相同，其包括一个光伏模组721，一个承载体722以及一个反光元件723。
该反光元件723上可以设置多个通孔7233，该多个通孔7233能将落到该反光元件723上的雨水等液体及时排出，而不至于聚积在该反光元件723上，有效的保护该反光元件723。
本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化等用于本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (11)
1.一种集能装置，其包括：
至少一个光伏模组，其用于将太阳光转换为电能；
一个承载体，用以承载该至少一个光伏模组；
一个反光元件，其设置在该至少一个光伏模组的下方，该光学元件的与该光伏模组相对的表面上设置有多个凹凸状的微结构，该反光元件用于将入射至其上的太阳光反射到该至少一个光伏模组。
2.如权利要求1所述的集能装置，其特征在于，该集能装置进一步包括一个与该光伏模组电连接的储能模组，该储能模组用以储存该至少一个光伏模组产生的电能。
3.如权利要求1所述的集能装置，其特征在于，该光伏模组的形状为柱状，多面体或球体。
4.如权利要求1所述的集能装置，其特征在于，该光伏模组为可挠性结构。
5.如权利要求1所述的集能装置，其特征在于，该反光元件为平板状。
6.如权利要求1所述的集能装置，其特征在于，该反光元件为曲面结构。
7.如权利要求1所述的集能装置，其特征在于，该微结构为锯齿状凸起，锯齿状凹槽，圆弧状凸起或圆弧状凹槽。
8.如权利要求1所述的集能装置，其特征在于，该集能装置进一步包括一个可挠性基板，该光伏模组由多个微型硅球构成，该多个微型硅球设置在该可挠性基板上。
9.一种照明设备，其包括：
一个发光模组；
一个集能装置，其包括至少一个光伏模组，一个承载体以及一个反光元件，该至少一个光伏模组用于将太阳光转换为电能，该承载体用以承载该至少一个光伏模组，该反光元件设置在该至少一个光伏模组的下方，该光学元件的与该光伏模组相对的表面上设置有多个凹凸状的微结构，该反光元件用于将入射至其上的太阳光反射到该至少一个光伏模组。
一个支撑体，该支撑体用以支撑该发光模组与该集能装置。
10.如权利要求9所述的照明设备，其特征在于，该发光模组包括至少一个发光二极管。
11.如权利要求9所述的照明设备，其特征在于，该反光元件上具有至少一个通孔。
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