CN102385076A - 一种线型聚光透镜面板及其制造方法 - Google Patents

一种线型聚光透镜面板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种线型聚光透镜面板及其制造方法，它包括线型弧形聚光曲面阵列（1），弧形聚光曲面阵列（1）位于线型聚光透镜面板的上部，线型弧形聚光曲面阵列（1）的表面为类圆弧曲面；一种线型聚光透镜面板制造方法，它包括以下步骤：筛选和验证原料；将原料熔融；经过线型聚光透镜面板压辊（2）压延成型；退火处理；冷却成型，检验、切割。本发明代替了传统的平板超白玻璃面板，设有弧形聚光曲面，能够有效地汇聚光线，降低了成本；代替了传统的菲涅尔透镜和其他点聚焦透镜面板，降低了透镜面板本身的成本，提高了透镜的光线透过率，降低了光伏发电电池组件对太阳***的跟踪精度要求，同时具有透镜面板制造工艺简单、方便等特点。

Description

一种线型聚光透镜面板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种线型聚光透镜面板及其制造方法。
背景技术
太阳能具有清洁、无资源地域限制、对人类来说永无枯竭等优良特性，越来越受到人们的青睐，其中太阳能光伏利用即太阳光通过光伏器件直接转换成电能的技术尤其引人注目。但由于光伏***中的光伏电池价格昂贵，致使现阶段光伏发电的发电成本较常规发电成本高出数倍，因此光伏技术还没有迎来大规模应用的时代。
在目前的情况下，降低光伏发电成本的有效途径之一就是聚光应用，即将太阳光汇聚起来，再投射到光伏电池上，以较少的太阳电池发出与聚光器入射面积相当的电量，有效提高光伏电池的利用效率。采用聚光的方法，用比较便宜的聚光器来部分代替昂贵的光伏电池，很大程度上降低了光伏发电的成本。
目前绝大多数CPV采用点聚光技术，所使用的聚光透镜为菲涅尔透镜，菲涅尔透镜的基本工作原理为：假设一个透镜的折射能量仅仅发生在光学表面（如：透镜表面），拿掉尽可能多的光学材料，而保留表面的弯曲度。尽管目前菲涅尔透镜已在CPV技术中大量运用，但还是面临几个主要问题：（1）由于透镜的同心圆结构，加上在生产工艺中的某些技术因素（如拔模斜度）的影响，从而使得入射光的能量损失较大，一般菲涅尔透镜的光学透射为80%左右；（2）菲涅尔透镜只运用在中高倍CPV技术中，因此对太阳***的跟踪精度有较高要求，从而增加了跟踪***的成本；（3）目前，菲涅尔透镜的价格仍然相对较高，还不能非常有效地降低光伏发电成本。
运用在CPV技术中还有其他一些点聚光的球面或非球面的聚光透镜，尽管同菲涅尔透镜相比其光线透过率较高，但由于所用光学材料数量较大或生产加工工艺较为复杂，使得在成本上也很难进行有效控制，所以这类聚光透镜的使用量也较为局限。
发明内容
本发明的目的在于解决现有光伏发电装置及方法的问题，提供一种线型聚光透镜面板及其制造方法，克服传统平板超白玻璃面板组件发电效率低，需要的光伏电池量多，成本高；菲涅尔透镜和其他球面或非球面的点聚焦透镜原料价格高、生产工艺复杂等缺点。 
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种线型聚光透镜面板，它包括线型弧形聚光曲面阵列，弧形聚光曲面阵列位于线型聚光透镜面板的上部，线型弧形聚光曲面阵列的表面为类圆弧曲面。
本发明所述的线型聚光透镜面板为太阳能低铁超白玻璃，线型聚光透镜面板的下表面为平整面。
本发明所述的太阳能低铁超白玻璃中各组分及其百分比为：SiO                                                
Figure 839861DEST_PATH_IMAGE001
70～74%，AlO
Figure 162575DEST_PATH_IMAGE002
1～2%，CaO8～10%，MgO2～3%  Na
Figure 772679DEST_PATH_IMAGE001
O·K
Figure 381515DEST_PATH_IMAGE001
O12～16%。
一种线型聚光透镜面板的制造方法，它包括以下步骤：
① 筛选原材料并对原材料中的组分配比进行验证，选用验证合格的原材料作为制造透镜面板的原料；
② 将原料置于熔融装置中进行熔融处理；
③ 将熔融后的原料经过线型聚光透镜面板压辊压延成型，线型聚光透镜面板压辊的表面为与辊轴方向垂直的弧形凹槽阵列，弧形凹槽阵列的凹槽面为类圆弧曲面，形状与线型弧形聚光曲面阵列配合；
④ 将成型后的透镜面板置于退火窑中进行退火处理；
⑤ 降温至线型聚光透镜面板冷却成型，对成型的线型聚光透镜面板进行检验，检验合格后进行切割。
本发明的有益效果是：采用线型聚光透镜面板代替了传统的平板超白玻璃面板，设有弧形聚光曲面，能够有效地汇聚光线，大大减少了光伏电池的用量，降低了光伏发电电池组件的成本；代替了传统CPV技术中运用的菲涅尔透镜和其他球面或非球面的点聚焦透镜面板，降低了透镜面板本身的成本，提高了透镜的光线透过率，降低了光伏发电电池组件对太阳***的跟踪精度要求，同时具有透镜面板制造工艺简单、方便等特点。 
附图说明
图1为线型聚光透镜面板结构示意图
图2为生产线型聚光透镜面板的压辊结构示意图
图中，1-线型弧形聚光曲面阵列，2-线型聚光透镜面板压辊，3-弧形凹槽阵列。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步描述本发明的技术方案：
【实施例1】如图1所示，一种线型聚光透镜面板，它包括线型弧形聚光曲面阵列1，弧形聚光曲面阵列1位于线型聚光透镜面板的上部，线型弧形聚光曲面阵列1的表面为类圆弧曲面；线型聚光透镜面板为太阳能低铁超白玻璃，太阳能低铁超白玻璃中各组分及其百分比为：SiO
Figure 617324DEST_PATH_IMAGE001
70%，Al
Figure 628005DEST_PATH_IMAGE001
O
Figure 409011DEST_PATH_IMAGE002
2%，CaO9%，MgO3%  Na
Figure 567459DEST_PATH_IMAGE001
O·K
Figure 13484DEST_PATH_IMAGE001
O16%。线型聚光透镜面板的下表面为平整面，能很好地利用平板太阳电池组件生产中的组件层压技术将其与太阳电池、粘接剂（EVA）、背板层压起来，形成低倍线型聚光的CPV组件。
一种线型聚光透镜面板的制造方法，它包括以下步骤：
① 筛选原材料并对原材料中的组分配比进行验证，选用验证合格的原材料作为制造透镜面板的原料；
② 将原料置于熔融装置中进行熔融处理；
③ 将熔融后的原料经过线型聚光透镜面板压辊2压延成型，线型聚光透镜面板压辊2结构如图2所示，其表面为与辊轴方向垂直的弧形凹槽阵列3，弧形凹槽阵列3的凹槽面为类圆弧曲面，采用线型聚光透镜面板压辊2表面的弧形凹槽阵列3的凹槽面压延熔融后的超白玻璃液，因此其形状与线型弧形聚光曲面阵列1配合，线型弧形聚光曲面阵列1表面的类圆弧曲面由弧形凹槽阵列3表面的类圆弧曲面形状决定；
④ 将成型后的透镜面板置于退火窑中进行退火处理；
⑤ 降温至线型聚光透镜面板冷却成型，对成型的线型聚光透镜面板进行检验，检验合格后进行切割。
【实施例2】如图1所示，一种线型聚光透镜面板，它包括线型弧形聚光曲面阵列1，弧形聚光曲面阵列1位于线型聚光透镜面板的上部，线型弧形聚光曲面阵列1的表面为类圆弧曲面；线型聚光透镜面板为太阳能低铁超白玻璃，太阳能低铁超白玻璃中各组分及其百分比为：SiO
Figure 957301DEST_PATH_IMAGE001
74%，Al
Figure 96158DEST_PATH_IMAGE001
O
Figure 741903DEST_PATH_IMAGE002
1%，CaO8%，MgO3%  Na
Figure 991619DEST_PATH_IMAGE001
O·KO14%。线型聚光透镜面板的下表面为平整面，能很好地利用平板太阳电池组件生产中的组件层压技术将其与太阳电池、粘接剂（EVA）、背板层压起来，形成低倍线型聚光的CPV组件。
    线型聚光透镜面板的制造方法同实施例1。
【实施例3】如图1所示，一种线型聚光透镜面板，它包括线型弧形聚光曲面阵列1，弧形聚光曲面阵列1位于线型聚光透镜面板的上部，线型弧形聚光曲面阵列1的表面为类圆弧曲面；线型聚光透镜面板为太阳能低铁超白玻璃，太阳能低铁超白玻璃中各组分及其百分比为：SiO
Figure 99700DEST_PATH_IMAGE001
72%，Al
Figure 232741DEST_PATH_IMAGE001
O
Figure 286148DEST_PATH_IMAGE002
1.5%，CaO9%，MgO2.5%  Na
Figure 938977DEST_PATH_IMAGE001
O·K
Figure 481954DEST_PATH_IMAGE001
O15%。线型聚光透镜面板的下表面为平整面，能很好地利用平板太阳电池组件生产中的组件层压技术将其与太阳电池、粘接剂（EVA）、背板层压起来，形成低倍线型聚光的CPV组件。
线型聚光透镜面板的制造方法同实施例1。
【实施例4】如图1所示，一种线型聚光透镜面板，它包括线型弧形聚光曲面阵列1，弧形聚光曲面阵列1位于线型聚光透镜面板的上部，线型弧形聚光曲面阵列1的表面为类圆弧曲面；线型聚光透镜面板为太阳能低铁超白玻璃，太阳能低铁超白玻璃中各组分及其百分比为：SiO
Figure 774395DEST_PATH_IMAGE001
73%，Al
Figure 444542DEST_PATH_IMAGE001
O
Figure 138828DEST_PATH_IMAGE002
2%，CaO10%，MgO2%  Na
Figure 852707DEST_PATH_IMAGE001
O·K
Figure 898023DEST_PATH_IMAGE001
O13%。线型聚光透镜面板的下表面为平整面，能很好地利用平板太阳电池组件生产中的组件层压技术将其与太阳电池、粘接剂（EVA）、背板层压起来，形成低倍线型聚光的CPV组件。
    线型聚光透镜面板的制造方法同实施例1。
【实施例5】如图1所示，一种线型聚光透镜面板，它包括线型弧形聚光曲面阵列1，弧形聚光曲面阵列1位于线型聚光透镜面板的上部，线型弧形聚光曲面阵列1的表面为类圆弧曲面；线型聚光透镜面板为太阳能低铁超白玻璃，太阳能低铁超白玻璃中各组分及其百分比为：SiO
Figure 106282DEST_PATH_IMAGE001
72%，Al
Figure 655075DEST_PATH_IMAGE001
O
Figure 805433DEST_PATH_IMAGE002
1%，CaO9%，MgO3%  Na
Figure 72466DEST_PATH_IMAGE001
O·KO15%。线型聚光透镜面板的下表面为平整面，能很好地利用平板太阳电池组件生产中的组件层压技术将其与太阳电池、粘接剂（EVA）、背板层压起来，形成低倍线型聚光的CPV组件。
    线型聚光透镜面板的制造方法同实施例1。 

Claims (4)

1.一种线型聚光透镜面板，其特征在于：它包括线型弧形聚光曲面阵列（1），弧形聚光曲面阵列（1）位于线型聚光透镜面板的上部，线型弧形聚光曲面阵列（1）的表面为类圆弧曲面。
2.根据权利要求1所述的一种线型聚光透镜面板，其特征在于：所述的线型聚光透镜面板为太阳能低铁超白玻璃，线型聚光透镜面板的下表面为平整面。
3.根据权利要求2所述的一种线型聚光透镜面板，其特征在于：所述的太阳能低铁超白玻璃中各组分及其百分比为：SiO                                                
Figure 883831DEST_PATH_IMAGE001
70～74%，Al
Figure 596703DEST_PATH_IMAGE001
O
Figure 225131DEST_PATH_IMAGE002
1～2%，CaO8～10%，MgO2～3%  Na
Figure 261220DEST_PATH_IMAGE001
O·K
Figure 700422DEST_PATH_IMAGE001
O12～16%。
4.一种线型聚光透镜面板的制造方法，其特征在于：它包括以下步骤：
① 筛选原材料并对原材料中的组分配比进行验证，选用验证合格的原材料作为制造透镜面板的原料；
② 将原料置于熔融装置中进行熔融处理；
③ 将熔融后的原料经过线型聚光透镜面板压辊（2）压延成型，线型聚光透镜面板压辊（2）的表面为与辊轴方向垂直的弧形凹槽阵列（3），弧形凹槽阵列（3）的凹槽面为类圆弧曲面，形状与线型弧形聚光曲面阵列（1）配合；
④ 将成型后的透镜面板置于退火窑中进行退火处理；
⑤ 降温至线型聚光透镜面板冷却成型，对成型的线型聚光透镜面板进行检验，检验合格后进行切割。
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