CN221199988U - 一种导光模块和集光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能聚光领域，具体是一种导光模块和集光装置，本实用新型的导光模块包括导光板、聚光组件、和导光组件，所述聚光组件在所述导光板内形成有多个聚光面，所述聚光面将竖向平行光聚焦并改变传播角度后送入导光组件内，所述导光组件在所述导光板内形成有光线传送通道，进入所述光线传送通道的光线经多次全反射后在水平方向导出所述导光板。解决了现有技术中的太阳能光伏电池板需要耗费较大的成本才能提高聚光效率的技术问题。

Description

一种导光模块和集光装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能聚光领域，具体是一种导光模块和集光装置。

背景技术

近二十年，太阳能光伏发电技术在可再生能源的应用浪潮中得到了飞速的发展。其中，太阳能电池组件主要分为平板式和聚光式两大类。

平板式太阳能光伏电池板在太阳光照射下发电，利用大面积的硅片阵列接收较大范围内的太阳光能量；该类电池板组件价格昂贵，局部质量下降或损坏就会导致整块组件模板报废，使用成本风险较高。聚光式太阳能电池组件利用附加的光学元件将较大面积范围内太阳光能量聚集在小面积尺寸的电池片上以实现高倍聚光，这样电池片成本就会成倍下降；但高倍聚光***需要额外增加追踪与水冷装置，其制造、运行、维修成本较高；低倍聚光***不需要水冷装置，但较低的聚光倍数无法大幅降低电池片成本，而且这种聚光光斑的光照强度均匀性不足，***引入的光学元件也存在光能损失造成聚光效率下降。

因此，如何利用有效的光学结构元件在保证聚光效率的同时产生与太阳能电池形状大小匹配的均匀光斑，同时降低光伏发电***成本一直是当前领域工作者努力攻克的技术问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的太阳能光伏电池板需要耗费较大的成本才能提高聚光效率的技术问题，本申请提出了一种导光模块和集光装置，能够有效解决上述技术问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型的一方面提供了一种导光模块，包括：导光板；聚光组件，所述聚光组件在所述导光板内形成有多个聚光面，所述聚光面将竖向平行光聚焦并改变传播角度后送入导光组件内；导光组件，所述导光组件在所述导光板内形成有光线传送通道，进入所述光线传送通道的光线经多次全反射后在水平方向导出所述导光板。

进一步地，所述聚光组件包括多个开设在所述导光板内的聚光镂空条，所述聚光镂空条斜置面对竖向平行光的一个曲面形成为所述聚光面。

进一步地，所述聚光组件的多个聚光镂空条在水平方向上呈阵列排布，且相互之间无间隔以在所述导光板的俯视面上形成一个聚光整面。

进一步地，所述导光板远离所述光线传送通道的出光口的一侧面也形成为所述聚光面。

进一步地，所述导光组件包括：第一反射面，所述第一反射面由所述导光板的底面形成，多个反光镂空条，所述反光镂空条开设在所述导光板内，所述反光镂空条朝向所述第一反射面的一面形成为第二反射面，所述第一反射面与多个所述第二反射面之间的空间形成为所述光线传送通道，同时，相邻的所述反光镂空条之间留有间隙以形成为所述光线传送通道的入光口。

本实用新型的另一方面还提供了一种集光装置，包括：集光模块，所述集光模块包括集光板；上述的导光模块，所述导光模块配置在所述集光模块旁以将聚集的光线导入所述集光模块。

进一步地，所述集光板与所述导光板一体连接，且连接处形成在所述光线传送通道的出光口位置。

进一步地，所述集光板的上下两个面都与水平面平行。

进一步地，所述集光板上配置有竖直向下突出的出光柱以将光线导出。

基于上述技术方案，本实用新型所能实现的技术效果为：

本实用新型提供的导光模块，先通过聚光组件在导光板内形成有多个聚光面将竖向平行光聚焦并改变传播角度后送入导光组件内，而后通过导光组件在导光板内形成有光线传送通道，将进入光线传送通道的光线经多次全反射后在水平方向导出导光板，这样，只要将导光模块配置在太阳能电池的集光板的旁边就可以利用导光模块大面积增加太阳光的聚光面，且导光模块只是用于光线的聚焦和传导，光线不会滞留在导光模块上产生热量，也就是说，本申请的导光模块无需配套散热模块，从而在一中相对经济的模式下提升了太阳能电池的集光板的聚光面，从而有效解决了现有技术中的太阳能光伏电池板需要耗费较大的成本才能提高聚光效率的技术问题；

在本实用新型的集光装置，导光模块配置在集光模块旁以将聚焦的光线导入集光模块的集光板，而后集光板将聚焦的光线导入到太阳能电池板上从而提供了一种低成本高聚光效率的集光装置以配合太阳能电池板使用。

附图说明

图1为竖直光线在本实用新型的导光模块的剖面图内的走势图；

图2为本实用新型的集光装置的整体结构示意图；

图3为本实用新型的集光装置的集光模块的侧视图；

图4为光线在本实用新型的集光模块的走势图；

图5为本实用新型的集光装置的集光模块的俯视图；

图6为本实用新型的集光装置的第一个实施例的俯视图；

图7为本实用新型的集光装置的第二个实施例的俯视图；

图8为本实用新型的集光装置的第三个实施例的俯视图；

图9为本实用新型的集光装置的第三个实施例的多个单元的俯视图。

本实用新型中：1-导光板，11-聚光面，12-光线传送通道，13-聚光镂空条，14-第一反射面，15-反光镂空条，16-第二反射面，17-入光口，18-出光口；2-集光板，21-出光柱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-9所示，本实用新型提供的一种导光模块，其特征在于，包括导光板1、聚光组件和导光组件，聚光组件在导光板1内形成有多个聚光面11，聚光面11将竖向平行光聚焦并改变传播角度后送入导光组件内，导光组件在导光板1内形成有光线传送通道12，进入光线传送通道12的光线经多次全反射后在水平方向导出导光板1。

本实用新型提供的导光模块，先通过聚光组件在导光板1内形成有多个聚光面11将竖向平行光聚焦并改变传播角度后送入导光组件内，而后通过导光组件在导光板1内形成有光线传送通道12，将进入光线传送通道12的光线经多次全反射后在水平方向导出导光板1，这样，只要将导光模块配置在太阳能电池的集光板2的旁边就可以利用导光模块大面积增加太阳光的聚光面11，且导光模块只是用于光线的聚焦和传导，光线不会滞留在导光模块上产生热量，也就是说，本申请的导光模块无需配套散热模块，从而在一中相对经济的模式下提升了太阳能电池的集光板2的聚光面11，从而有效解决了现有技术中的太阳能光伏电池板需要耗费较大的成本才能提高聚光效率的技术问题。

具体地，聚光组件包括多个开设在导光板1内的聚光镂空条13，聚光镂空条13斜置面对竖向平行光的一个曲面形成为聚光面11，光线需要再两种介质的分界面才能发生反射，故需要在导光板1内开设镂空以形成两种介质的交界面，将交界面制成曲面以利于光线的聚焦，将聚光镂空条13斜置可以让聚光面11既起到聚焦光线的作用，又可以改变光线的传播角度，以使聚焦的光线进入光线传送通道12内。

在本实用新型的一个具体实施例中，聚光组件的多个聚光镂空条13在水平方向上呈阵列排布，且相互之间无间隔以在导光板1的俯视面上形成一个聚光整面，在导光板1的俯视面上看，相邻的聚光镂空条13的首尾两端相连以形成一个聚光整面，从而有效提高本申请的导光模块的聚光面11的面积。

在本实用新型的一个具体实施例中，导光板1远离光线传送通道12的出光口18的一侧面也形成为聚光面11，即导光板1的一个竖向侧面也形成为聚光面11，从而最大化本申请的导光模块的聚光面11的面积。

在本实用新型的一个具体实施例中，导光组件包括第一反射面14和多个反光镂空条15，第一反射面14由导光板1的底面形成，反光镂空条15开设在导光板1内，反光镂空条15朝向第一反射面14的一面形成为第二反射面16，第一反射面14与多个第二反射面16之间的空间形成为光线传送通道12，同时，相邻的反光镂空条15之间留有间隙以形成为光线传送通道12的入光口17。

本实用新型的另一方面还提供了一种集光装置，包括集光模块和上述的导光模块，集光模块包括集光板2，导光模块配置在集光模块旁以将聚集的光线导入集光模块。

在本实用新型的集光装置，导光模块配置在集光模块旁以将聚焦的光线导入集光模块的集光板2，而后集光板2将聚焦的光线导入到太阳能电池板上从而提供了一种低成本高聚光效率的集光装置以配合太阳能电池板使用。

上述导光模块的导光板1和集光模块的集光板2可以为一整体注塑成型结构，也可以为分段结构的拼合、组合，材料可选为PMMA、PC或其它高光学透光度的材料。

具体地，如图6-9所示，导光板1和集光板2呈方形结构，导光板1可以配置在集光板2的一个侧边、两个侧边、三个侧边或者四个侧边，导光板1配置在集光板2的四个侧边形成一个单元，多个单元可以连接配置。

在本实用新型的一个优选实施例中，集光板2与导光板1一体连接，且连接处形成在光线传送通道12的出光口18位置。

在本实用新型的一个具体实施例中，集光板2的上下两个面都与水平面平行以利于光线的反射传播。

在本实用新型的一个具体实施例中，集光板2上配置有竖直向下突出的出光柱21以将光线导出，出光柱21为配置在集光板2下底面的三维微结构凸起，该结构的设置是为了让集中的光线顺利进入太阳能电池表面，该微结构凸起的形状、大小、排列方式根据所需要的出光面光强分布及出光光效确定，形状包括但不限于圆柱、棱台、半球等，排列方式包括但不限于多项式、径向、多边形等；特别地，如果要求均匀出光，微结构的密度从中心平面区边缘到中间一般呈现非线性分布的特点。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。由本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种导光模块，其特征在于，包括：

导光板（1）；

聚光组件，所述聚光组件在所述导光板（1）内形成有多个聚光面（11），所述聚光面（11）将竖向平行光聚焦并改变传播角度后送入导光组件内；

导光组件，所述导光组件在所述导光板（1）内形成有光线传送通道（12），进入所述光线传送通道（12）的光线经多次全反射后在水平方向导出所述导光板（1）。

2.根据权利要求1所述的导光模块，其特征在于，所述聚光组件包括多个开设在所述导光板（1）内的聚光镂空条（13），所述聚光镂空条（13）斜置面对竖向平行光的一个曲面形成为所述聚光面（11）。

3.根据权利要求2所述的导光模块，其特征在于，所述聚光组件的多个聚光镂空条（13）在水平方向上呈阵列排布，且相互之间无间隔以在所述导光板（1）的俯视面上形成一个聚光整面。

4.根据权利要求3所述的导光模块，其特征在于，所述导光板（1）远离所述光线传送通道（12）的出光口（18）的一侧面也形成为所述聚光面（11）。

5.根据权利要求1所述的导光模块，其特征在于，所述导光组件包括：

第一反射面（14），所述第一反射面（14）由所述导光板（1）的底面形成，

多个反光镂空条（15），所述反光镂空条（15）开设在所述导光板（1）内，所述反光镂空条（15）朝向所述第一反射面（14）的一面形成为第二反射面（16），所述第一反射面（14）与多个所述第二反射面（16）之间的空间形成为所述光线传送通道（12），同时，相邻的所述反光镂空条（15）之间留有间隙以形成为所述光线传送通道（12）的入光口（17）。

6.一种集光装置，其特征在于，包括：

集光模块，所述集光模块包括集光板（2）；

如权利要求1-5任意一项所述的导光模块，所述导光模块配置在所述集光模块旁以将聚集的光线导入所述集光模块。

7.根据权利要求6所述的集光装置，其特征在于，所述集光板（2）与所述导光板（1）一体连接，且连接处形成在所述光线传送通道（12）的出光口（18）位置。

8.根据权利要求6所述的集光装置，其特征在于，所述集光板（2）的上下两个面都与水平面平行。

9.根据权利要求6所述的集光装置，其特征在于，所述集光板（2）上配置有竖直向下突出的出光柱（21）以将光线导出。