專利名稱：一種光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)，指將太陽光匯聚到太陽能電池上轉(zhuǎn)化為電能的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的聚光光伏系統(tǒng)包括菲涅耳透鏡和太陽能電池，利用菲涅耳透鏡將太陽光匯聚到太陽能電池上，由太陽能電池轉(zhuǎn)化為電能。這種聚光光伏系統(tǒng)存在要求菲涅耳透鏡的光軸時刻正對著太陽，系統(tǒng)對于精度的要求很高等問題。以400倍菲涅耳透鏡為例，如果入射角偏離0.5°，光學效率將衰減為64%，如果入射角偏離1°，光學效率將降為O。因此，使用這種聚光光伏系統(tǒng)時，必須設有方向角調(diào)節(jié)機構(gòu)和高度角調(diào)節(jié)機構(gòu)對光軸及其整個系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，用于追蹤太陽，導致整個系統(tǒng)體積龐大、結(jié)構(gòu)復雜，使用不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便的光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)，它包括菲涅耳透鏡和太陽能電池，其特征在于，所述菲涅耳透鏡的上表面設有外形為圓柱形的下棱鏡組，所述下棱鏡組由若干條平行的并且橫截面形狀相同的棱鏡所組成，所述下棱鏡組與所述菲涅耳透鏡為一整體，所述菲涅耳透鏡的正上方設有外形為圓柱形的上棱鏡組，所述上棱鏡組由若干條平行的并且橫截面形狀相同的棱鏡組成的一整體，所述上棱鏡組、下棱鏡組和菲涅耳透鏡同軸同直徑。所述上棱鏡組的上方設有平面玻璃蓋板。所述太陽能電池上方設有勻光柱，所述勻光柱為倒四方形錐臺。它還包括一錐筒形反射鏡，所述錐筒形反射鏡的上開口與所述菲涅耳透鏡的邊緣相對，所述錐筒形反射鏡的下開口與所述太陽能電池的邊緣相連接。所述上棱鏡組與下棱鏡組之間的距離為I 100mm。所述上棱鏡組的棱鏡和下棱鏡組的棱鏡的折射棱角為5° 60°。所述太陽能電池下方設有散熱器。所述上棱鏡組、下棱鏡組和菲涅耳透鏡的通光孔徑為IOOmm 1000mm。所述上棱鏡組的厚度為5mm 100mm,所述下棱鏡組的厚度為5mm 100mm,所述菲涅耳透鏡的厚度為5mm 100mm。本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是1、本發(fā)明一種光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)，它包括菲涅耳透鏡和太陽能電池，所述菲涅耳透鏡的上表面設有外形為圓柱形的下棱鏡組，所述下棱鏡組由若干條平行的并且橫截面形狀相同的棱鏡所組成，所述下棱鏡組與所述菲涅耳透鏡為一整體，所述菲涅耳透鏡的正上方設有外形為圓柱形的上棱鏡組，所述上棱鏡組由若干條平行的并且橫截面形狀相同的棱鏡組成的一整體，所述上棱鏡組、下棱鏡組和菲涅耳透鏡同軸同直徑。使用時，光軸的位置是固定的，僅僅通過繞著光軸旋轉(zhuǎn)上棱鏡組和下棱鏡組，就可以使以不同角度入射到上棱鏡組的太陽光經(jīng)上棱鏡組、下棱鏡組后變成平行于光軸的光線，再經(jīng)過菲涅耳透鏡匯聚到太陽能電池上轉(zhuǎn)化為電能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，上棱鏡組和下棱鏡組的驅(qū)動機構(gòu)僅需較小的動力，并且相互之間無影響，使系統(tǒng)具有更高的集成度，便于實現(xiàn)系統(tǒng)的平板化，可以更好地附著于建筑表面，具備更高的穩(wěn)定性和更小的風阻，便于固定和安裝，安全系數(shù)得到提升，同時更加美觀。2、本發(fā)明光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)，其中，所述上棱鏡組的上方設有平面玻璃蓋板，以保護各鏡體，防止雨水及灰塵進入系統(tǒng)內(nèi)。3、本發(fā)明光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)，其中，所述太陽能電池上方設有勻光柱，所述勻光柱為倒四方形錐臺，用于收集由菲涅耳透鏡射出的光線，在其內(nèi)部發(fā)生一次或多次全反射，最終投射在太陽能電池上轉(zhuǎn)化為電能。4、本發(fā)明光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)，它還包括一錐筒形反射鏡，所述錐筒形反射鏡的上開口與所述菲涅耳透鏡的邊緣相對，所述錐筒形反射鏡的下開口與所述太陽能電池的邊緣相連接。錐筒形反射鏡用于反射由菲涅耳透鏡射出的未進入勻光柱的殘余光線，使其再一次反射入勻光柱，在勻光柱內(nèi)部發(fā)生一次或多次全反射，最終投射在太陽能電池上轉(zhuǎn)化為電能。5、本發(fā)明光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)，其中，所述太陽能電池下方設有散熱器，用以降低太陽能電池的溫度。


圖1是本發(fā)明光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-光路示意圖；圖2是本發(fā)明中下棱鏡組的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記1一菲捏耳透鏡；2—太陽能電池；3—下棱鏡組；4一維筒形反射鏡；5—上棱鏡組；6—散熱器；7—平面玻璃蓋板；8—勻光柱。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。如圖1、圖2所示，本發(fā)明光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)，它包括菲涅耳透鏡I和太陽能電池2，所述菲涅耳透鏡I的上表面設有外形為圓柱形的下棱鏡組3，所述下棱鏡組3由若干條平行的并且橫截面形狀相同的棱鏡所組成，所述下棱鏡組3與所述菲涅耳透鏡I為一體成形的整體，所述菲涅耳透鏡I的正上方設有外形為圓柱形的上棱鏡組5，所述上棱鏡組5由一體成形的若干條平行的并且橫截面形狀相同的棱鏡組成的一整體，所述上棱鏡組5、下棱鏡組3和菲涅耳透鏡I同軸同直徑。所述上棱鏡組5的上方設有平面玻璃蓋板7。所述太陽能電池2上方設有勻光柱8，所述勻光柱8為倒四方形錐臺。它還包括一錐筒形反射鏡4，所述錐筒形反射鏡4的上開口與所述菲涅耳透鏡I的邊緣相對，所述錐筒形反射鏡4的下開口與所述太陽能電池2的邊緣相連接。
所述上棱鏡組5與下棱鏡組3之間的距離在不同的實施例中分別為lmm、10mm、20mm、50mm、80mm 和 100mm。所述上棱鏡組5上的棱鏡的折射棱角和所述下棱鏡組3上的棱鏡的折射棱角相等，在不同實施例中分別為5°、10°、20°、30°、40°、50°和60°。所述太陽能電池2下方設有散熱器10。所述上棱鏡組、下棱鏡組和菲涅耳透鏡的通光孔徑在不同的實施例中分別為100mm、400mm、800mm 和 1000mm。所述上棱鏡組的厚度在不同的實施例中分別為5mm、20mm、50mm、80mm和100mm,所述下棱鏡組的厚度在不同的實施例中分別為5mm、10mm、40mm、60mm和100mm,所述菲涅耳透鏡的厚度為 5mm、25mm、55mm、75mm 和 100mm。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)，它包括菲涅耳透鏡和太陽能電池，其特征在于，所述菲涅耳透鏡的上表面設有外形為圓柱形的下棱鏡組，所述下棱鏡組由若干條平行的并且橫截面形狀相同的棱鏡所組成，所述下棱鏡組與所述菲涅耳透鏡為一整體，所述菲涅耳透鏡的正上方設有外形為圓柱形的上棱鏡組，所述上棱鏡組由若干條平行的并且橫截面形狀相同的棱鏡組成的一整體，所述上棱鏡組、下棱鏡組和菲涅耳透鏡同軸同直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)，其特征在于，所述上棱鏡組的上方設有平面玻璃蓋板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能電池上方設有勻光柱，所述勻光柱為倒四方形錐臺。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)，其特征在于，它還包括一錐筒形反射鏡，所述錐筒形反射鏡的上開口與所述菲涅耳透鏡的邊緣相對，所述錐筒形反射鏡的下開口與所述太陽能電池的邊緣相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)，其特征在于，所述上棱鏡組與下棱鏡組之間的距離為I 100mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)，其特征在于，所述上棱鏡組的棱鏡和下棱鏡組的棱鏡的折射棱角為5° 60°。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能電池下方設有散熱器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)，其特征在于，所述上棱鏡組、下棱鏡組和菲涅耳透鏡的通光孔徑為IOOmm 1000mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)，其特征在于，所述上棱鏡組的厚度為5mm 100mm,所述下棱鏡組的厚度為5mm 100mm,所述菲涅耳透鏡的厚度為5mm IOOmm0
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光軸位置固定的聚光光伏系統(tǒng)，它包括菲涅耳透鏡和太陽能電池，菲涅耳透鏡的上表面設有外形為圓柱形的下棱鏡組，下棱鏡組由若干條平行的棱鏡所組成，下棱鏡組與菲涅耳透鏡為一整體，菲涅耳透鏡的正上方設有外形為圓柱形的上棱鏡組，上棱鏡組由若干條平行的棱鏡組成一整體，上棱鏡組、下棱鏡組和菲涅耳透鏡同軸同直徑。使用時，僅僅通過繞著光軸旋轉(zhuǎn)上棱鏡組和下棱鏡組，就可以使以不同角度入射到上棱鏡組的太陽光經(jīng)上棱鏡組、下棱鏡組后變成平行于光軸的光線，再經(jīng)過菲涅耳透鏡匯聚到太陽能電池上轉(zhuǎn)化為電能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明聚光光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。
文檔編號G02B19/00GK103036479SQ20121052846
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者王慶偉, 于大龍, 吳轉(zhuǎn)琴, 尚仁杰, 蔣方新 申請人:中國京冶工程技術(shù)有限公司, 中冶建筑研究總院有限公司