[發明專利]跟蹤太陽位置的設備

有效

• 申請號: 00808192.1
• 申請日: 2000-05-26
• 公開（公告）號: CN1353819A
• 公開（公告）日: 2002-06-12
• 發明（設計）人: 沃爾特·庫茲
• 申請（專利權）人: 雷恩哈德庫茲有限公司
• 主分類號: G01S3/786
• 分類號: G01S3/786;F24J2/08;H01L31/052;G02B5/18;G02B26/08;G02B5/32;G05D3/10
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 蔣世迅

技術領域

本發明涉及按衍射和/或折射方式工作的光學設備，使入射光，最好是太陽光通過，進入到接收器，最好是太陽能單元上，本設備包括受控的跟蹤裝置，使之跟隨光源與接收器相對位置隨時間的變化，最好是跟隨太陽位置的變化。

背景技術

從實際應用方面可以知道，該類光學設備用在太陽能裝備中。該類設備與太陽能單元有關，為了最大可能有效地利用太陽光，要讓入射太陽光盡可能沿垂直方向射到太陽能單元上。在太陽能工程的實際應用方面，通常是用聚焦系統實現這一目的，聚焦系統用透鏡和雙曲面反射鏡，把光適當地偏折和聚集。為了達到相應的最佳效果，需要使這些系統跟蹤太陽的運動。為此需要構造昂貴的跟蹤裝置，使這種通常龐大而沉重的光學設備實現精確的跟蹤。

在報紙“Frankfurter?Allgemeine?Zeitung”1994年7月28日增刊No.144的新聞稿中，有一篇關于用全息薄膜使太陽光照在太陽能電池上的報告。意圖用該種全息薄膜代替常規的棱鏡和透鏡。準備用該薄膜把光譜分開，把按此方式分開的光，送至專為相應的光譜波段設計的太陽能電池。

DE?31?41?789?A1公開一種太陽光線集中器，其主體具有棱鏡的形式，且在其入射面和反射面上有相應一層全息結構的材料層。選擇全息結構參數，使輻射借助全息圖進入棱鏡，并在棱鏡內，輻射經棱鏡的多個端面會聚后射出。在此情形下，輻射被聚集，同時，該種配置還能把輻射分為各種光譜波段，使各種光譜波段聚集在各種射線的出射面。目的是，據此可向各特定的光電轉換器饋送相應的光譜波段。由棱鏡組成的該種太陽光線集中器，在跟蹤方面存在上面所述缺點。此外，由于使用棱鏡，會出現陰影效應，降低轉換率。

US?No?4?054?356?A1公開一種太陽光線集中器，采用點光源全息圖的形式。但發現該全息圖透鏡的焦點太大，為了安置接收器接收該透鏡焦點上聚集的輻射，需要把一輔助裝置連接在接收器與透鏡之間。此外，該配置在接收器表面還存在不規則能量分布問題。

DE?30?12?500?A1公開一種后向反射鏡，用作光隔板和光幕。該反射鏡使用了在光敏材料上按全息方法形成的衍射光柵。

當該反射鏡被照明時，入射其上的輻射被反射并聚焦在帶有全息圖的反射器板之外。

發明內容

本發明的目的，是提供本說明書公開部分闡明的一種光學設備，其結構簡單，但能提供相應的光偏折和/或光聚集作用。目的是，本光設備在相關的太陽能裝備中使用，能提供特別有效的光轉換。

按照本發明，要達到該目的，本說明書公開部分闡明的該種光學設備的設計，需要使該光學設備有透明的或反射的光學主體，該光學主體有衍射的和/或折射的和/或全息的區域。據此，按照特性組合a)，能夠提供有多個性質各不相同部分的光學主體，各部分的一個或多個光學參數，沿跟蹤方向各不相同，并且能夠借助跟蹤裝置對光學主體和/或對接收器的作用，使光學主體與接收器相對運動，把光學主體各不同部分帶進或帶出工作位置。按照特性組合b)，能夠提供具有薄膜形式和/或放在薄膜上的光學主體，借助跟蹤裝置把薄膜卷起和松開，使光學主體相對于接收器運動，可以實現跟蹤。

精確的跟蹤能夠以特別簡單的方式實施，因為按照組合a)，具有衍射和/或折射和/或全息區域的光學主體，分為光學參數各不相同的性質不同的部分。作用于光學主體和/或接收器上的跟蹤裝置，使光學主體與接收器之間產生相對運動。在此情形下，光學主體的不同部分相繼地移進工作位置，產生跟蹤運動。此時，在各種情況中，在該時間的工作位置上的光學主體的一部分，分別構成在該時間的有效部分，且是在該時間以需要的輻照角或以需要的聚集度，把入射光饋送至接收器的部分。

若按照組合b)，則光學主體具有薄膜的形式和/或放在薄膜上，能夠借助跟蹤裝置卷起和松開薄膜，這樣做能在結構簡單方面和價格方面給出基本優點。

在用于太陽能裝備方面可享有特別的優點。太陽能單元形式的接收器可以保持不動，而光學裝置則跟蹤太陽的位置。在用于溫室方面亦可享有相應的優點。