CN203608146U - 一种平板型太阳能聚光器 - Google Patents

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金骥
黄柳
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Abstract

本实用新型公开了一种平板型太阳能聚光器。本实用新型包括菲涅尔透镜组、平板型导光板和太阳能光伏电池片，平板型导光板与菲涅尔透镜组相对设置，平板型导光板的两侧装有太阳能光伏电池片。所述多组菲涅尔透镜组由多个菲涅尔透镜并列组成，所述的菲涅尔透镜呈上凸状，其上表面为曲柱面，下表面成锯齿形，每个齿的齿宽相等。所述平板型导光板上表面为平面，底部带有多个凹槽，每个凹槽对应于一个菲涅尔透镜光焦带。本实用新型由于采用了曲柱面菲涅尔透镜，缩短了透镜的焦距，弥散斑小，能量更为集中，且可使得整个结构厚度大幅度减小。

Description

一种平板型太阳能聚光器
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能聚光器，具体涉及一种适用于光伏发电的平板型太阳能聚光器。
背景技术
近几十年来，在能源危机和环境问题的双重压力之下，太阳能因其无限性、清洁性、普遍性等诸多优点成为人们关注的焦点，试图将其作为其他常规能源的代替品，但目前利用太阳能发电仅为总电力供应的1%，光伏发电技术并未得到推广。其原因在于实际到达地面的太阳能密度较低，峰值不超过1kW/m2，且太阳能电池转换效率较低，同时硅原料短缺和价格较昂贵使得光伏发电成本较高。随着太阳能利用的不断推进，光伏聚光技术备受瞩目，这种技术一方面可以将太阳光汇聚从而提高太阳光辐射能量密度，另一方面可以利用价格较便宜的聚光器代替昂贵的太阳能电池。
传统的光伏聚光器在聚集太阳光的同时会导致光伏电池所接收的聚焦光斑辐照度不均匀，不仅使得光伏电池内部产生电流降低了光电转换效率，而且其发热现象直接导致了***提前老化，缩短光伏电池寿命，同时聚光元件体积较为庞大从而限制了这一技术的推广及应用，以上难题亟待解决。
发明内容
本实用新型在于克服现有光伏聚光器体积大及聚光焦斑辐照度不均匀的缺点，提供了一种较薄的、汇聚光斑辐照度均匀的高效率平板型太阳能光伏聚光器。
为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下述技术方案：
本实用新型包括菲涅尔透镜组、平板型导光板和太阳能光伏电池片，平板型导光板与菲涅尔透镜组相对设置，平板型导光板的两侧装有太阳能光伏电池片。
所述多组菲涅尔透镜组由多个菲涅尔透镜并列组成，所述的菲涅尔透镜呈上凸状，其上表面为曲柱面，下表面成锯齿形，每个齿的齿宽相等。
所述平板型导光板上表面为平面，底部带有多个凹槽，每个凹槽对应于一个菲涅尔透镜光焦带。
单个凹槽由三个倒V型结构组成，每个倒V型结构的顶角为120°。
本实用新型具有的有益效果是：
由于采用了曲柱面菲涅尔透镜，缩短了透镜的焦距，弥散斑小，能量更为集中，且可使得整个结构厚度大幅度减小。同时利用导光板实现光线的传输减少了输出端，且在传输过程中散去了光汇聚所带来的热量并均化焦斑，可抑制由光斑辐照度不均所引起的光电转换效率低、发热现象及光伏电池提前老化问题。
附图说明
图1是本实用新型一种平板型太阳能聚光器的结构示意图。
图2是本实用新型平板型太阳能聚光器的工作原理示意图。
图3是本实用新型平板型太阳能聚光器平板型导光板的工作原示意图。
图中1.曲柱面菲涅尔透镜组，2.平板型导光板，3.太阳能光伏电池，4.光线5.反射凹槽。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：
如图1所示，本实用新型包括曲柱面菲涅尔透镜组1，所述菲涅尔透镜组的材质为PMMA，由多个菲涅尔透镜组成，单个菲涅尔透镜的上表面为圆柱形，下表面为锯齿形，每个齿形的齿宽相等。
太阳能光线4垂直入射，经曲柱面菲涅尔透镜组1汇聚成一个光焦带，光焦带位于平板型导光板2的V型反射凹槽5的上表面。
所述平板型导光板2材质为BK7玻璃，具有多个凹槽，每个凹槽对应一个菲涅尔透镜，单个凹槽成倒3V型。
所述的V型反射凹槽5的顶角为120°，可使得垂直入射的光平行于V型槽的另一面反射，并以60°角入射到导光板上表面，避免V型凹槽对光线造成遮挡。
所述平板型导光板2满足光线全反射条件，使经菲涅尔透镜组1汇聚的光束在导光板内全反射传播，避免能量的浪费，提高聚光器的效率。
所述太阳能电池3位于平板型导光板2的两侧，大小和平板型导光板2的端面相当，太阳能电池接受的光线为均匀化后的光线，改善了电池暗区现象，具有较高光电转换效率。
本实用新型的平板型太阳能聚光器为单个模组，可根据实际需要，由多个模组进行拼接，实现大面积的太阳能聚光，入射光偏角在±7°内能够实现50%以上的效率和80%以上的均匀性，有效降低了跟踪精度的要求。

Claims (2)

1. 一种平板型太阳能聚光器，包括菲涅尔透镜组、平板型导光板和太阳能光伏电池片，其特征在于：平板型导光板与菲涅尔透镜组相对设置，平板型导光板的两侧装有太阳能光伏电池片；
所述多组菲涅尔透镜组由多个菲涅尔透镜并列组成，所述的菲涅尔透镜呈上凸状，其上表面为曲柱面，下表面成锯齿形，每个齿的齿宽相等；
所述平板型导光板上表面为平面，底部带有多个凹槽，每个凹槽对应于一个菲涅尔透镜光焦带。
2.根据权利要求1所述的一种平板型太阳能聚光器，其特征在于：单个凹槽由三个倒V型结构组成，每个倒V型结构的顶角为120°。
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WO2019205102A1 (zh) * 2018-04-27 2019-10-31 张铃宏 集光体

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