[發明專利]菲涅爾反射式聚光發電單元

無效

• 申請號: 200710047309.6
• 申請日: 2007-10-22
• 公開（公告）號: CN101420191A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 鄧運明
• 申請（專利權）人: 上海華達運新能源科技有限公司
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;G02B3/08;G02B5/08;G05D3/00
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司
• 代理人: 楊元焱

技術領域

本發明涉及一種太陽能發電裝置，尤其涉及一種菲涅爾反射式聚光發電單元。

背景技術

隨著新型聚光電池效率的不斷提高，聚光發電系統在太陽能光伏發電領域將越來越重要。聚光光學系統有多種形式，目前主要有菲涅爾透鏡聚光系統和拋物面反射式點聚光系統。

菲涅爾透鏡聚光系統的優點是：聚光倍數可變，一次加工成型，利于大規模生產，對電池的需求量減少，成本低。但也有以下缺點：即菲涅爾透鏡材料對于不同波長的太陽光具有不同的折射率，這就使經過菲涅爾透鏡的太陽光匯聚后的光斑大小受到影響，限制了系統的聚光倍數。如果菲涅爾透鏡要實現高倍聚光，通常要引入二次光學系統，這就增加了聚光系統的復雜性和加工難度。

拋物面反射式點聚焦系統的優點是：可以更換更高效率的電池；聚光倍數可變；成本低(反射鏡成本低，聚光倍數可以很高，對電池的需求量減少)。但也有以下缺點：即對反射鏡耐厚性要求高，要能經受室外長時間的運行。而目前適于室外條件下工作的反射鏡材料造價昂貴，不適合大規模生產對低成本的要求。

發明內容

本發明的目的，在于解決現有技術存在的上述問題，提供一種成本低、易于加工、易于裝配、對跟蹤精度要求又不高的菲涅爾反射式聚光發電單元。

本發明的目的是這樣實現的：一種菲涅爾反射式聚光發電單元，包括聚光器和太陽光接收器，所述的聚光器包括平面菲涅爾反射鏡和支撐框架，平面菲涅爾反射鏡安裝在支撐框架上，經平面菲涅爾反射鏡反射的太陽光匯聚到太陽光接收器外表面時的形狀和位置與太陽光接收器外表面的形狀和位置基本一致。

所述的聚光器還包括透明蓋板，透明蓋板覆蓋在平面菲涅爾反射鏡上并與支撐框架固定相連。

所述的平面菲涅爾透鏡上的反射條紋以接收器中心軸為中心對稱排列。

所述的平面菲涅爾透鏡上的反射條紋位于聚光器的朝向接收器的上表面。

所述的平面菲涅爾透鏡上的反射條紋位于聚光器的背向接收器的下表面。

本發明的菲涅爾反射式聚光發電單元，其聚光方式為反射式，這就避免了透射式聚光因色散而對焦斑大小的限制，不使用二次光學系統也能實現高倍聚光；同時菲涅爾反射式聚光發電單元中的聚光器由平面菲涅爾反射鏡、透明蓋板和支撐框架裝配而成，這樣就將聚光器內的反射層表面與外界環境隔離開，使其免受大部分外界不利因素的影響，從而提高了整個聚光器的耐厚能力，降低了對反射鏡材料的耐候性要求，也達到了降低成本的目的；另外，這種結構的聚光器操作簡單，易于安裝。

附圖說明

圖1為安裝在跟蹤器上的本發明菲涅爾反射式聚光發電單元的基本結構示意圖；

圖2為本發明中的菲涅爾反射鏡的俯視圖；

圖3為本發明無透明蓋板的聚光器的光學原理示意圖；

圖4為本發明有透明蓋板的聚光器的光學原理示意圖。

具體實施方式

參見圖1、配合參見圖2，本發明的菲涅爾反射式聚光發電單元，包括聚光器1、太陽光接收器2和太陽光自動跟蹤器3。其中的聚光器1由平面菲涅爾反射鏡11、透明蓋板12和支撐框架13裝配而成，平面菲涅爾反射鏡11安裝在支撐框架13上，透明蓋板12覆蓋在平面菲涅爾反射鏡11上并與支撐框架13固定相連。經平面菲涅爾反射鏡反射的太陽光匯聚到太陽光接收器外表面時的形狀和位置與太陽光接收器外表面的形狀和位置基本一致。本發明中的聚光器1也可以不設透明蓋板。

本發明中的平面菲涅爾透鏡11上的反射條紋111以接收器中心軸為中心對稱排列，各反射條紋有不同的傾角，以使匯聚的光斑的大小與接收器的大小基本一致，并且全部照在接收器上。各反射條紋可以位于聚光器1的朝向接收器2的上表面，也可以位于聚光器1的背向接收器2的下表面。

圖3為本發明無透明蓋板的聚光器的光學原理示意圖；圖4為本發明有透明蓋板的聚光器的光學原理示意圖。圖中所示，4為入射光，5為反射光。