[實用新型]一種導光元件及具有該導光元件的光伏模組

有效

• 申請號: 201220298471.1
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號: CN202736955U
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 林永杰;譚兆聰
• 申請（專利權）人: 環態源環境科技有限公司
• 主分類號: H01L31/052
• 分類號: H01L31/052
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 焦燁鋆

技術領域

本實用新型涉及一種光學元件，特別是涉及一種導光元件。

本實用新型還涉及具有上述導光元件的光伏模組。

背景技術

地面太陽能光伏發電系統使用光伏電池將太陽輻射的能量轉換成電能。光伏電池產電量與日照強度和光伏電池的面積成正比。光伏電池通常是由不同的半導體材料組成如,但不僅限于,硅或砷化鎵。單結太陽能電池主要由硅材料構成,將陽光轉換為電能的效率比較低,所以需要一個更大的硅芯片面積和很多的光伏電池,才能達到一個指定的發電量。相對來說,多結(MJ)光伏電池主要由鎵砷化合物組成,將陽光轉換為電能的效率比較高,所以需要較少的鎵砷化合物芯片面積和數量比較少的光伏電池,可以達到同樣的指定的發電量。聚光光伏電池接收的太陽輻射,可以有效降低成本,提高光伏電池的電力輸出。其中一個聚光形式是使用一片聚光透鏡和一個導光部件使直射日照投放到一塊太陽能電池芯片上發電。為了正確引導陽光投放在光伏電池芯片之上,這些組件必須根據嚴格的公差來制造和組裝。

一般聚光光伏模組由一個防水防塵外殼,裝載著多個聚光光伏模塊組成。每個模塊的組成部件包括:一片聚光透鏡、一個導光部件、一塊太陽能芯片連座、及一個散熱部件。聚光透鏡把直射太陽輻射引導到導光部件,導光部件再把陽光引導和盡量均勻化到太陽能芯片上。太陽能芯片把部分的陽光轉化成電能,而其余大部分沒有轉化成電能的陽光會轉變成熱能。太陽能芯片黏合在芯片座上的結構使得余熱可以有效地傳導到散熱部件進行冷卻。芯片座與芯片座之間被電纜連接,將電能引導到外部電纜接口。一般上模組都附有遮光部件保護著電纜和焊接接口,免受陽光損害。有關導光部件的設計,已經披露在公開文獻內的包括有?US20080087323；US20090114282;US20090223555和Pablo?Zamora?et?al.的導光部件。上述這些導光部件主要結構是使用光學玻璃平面棱鏡,平面反射鏡組合和科勒型式設計。

發明內容

本實用新型是為了解決現有技術中的不足而完成的，本實用新型的目的是提供一種結構簡單、利用聚光和全內反射原理、提高聚光效率和均勻性的導光元件。

本實用新型的一種導光元件，包括由導光材料制成的柱狀本體，所述柱狀本體的頂部面積大于底部面積，所述柱狀本體的頂部為軸對稱自由曲面，所述柱狀本體的四側面均為自由曲面，所述四側面形狀與尺寸相同。

本實用新型的一種導光元件還可以是：

所述柱狀本體頂部為軸對稱非球面或球面，所述柱狀本體四側面均為橋面或漸變弧形面。

所述柱狀本體頂部為軸對稱非球面，所述柱狀本體四側面均為橋面。

所述柱狀本體頂部為球面，所述柱狀本體的四側面均為漸變弧形面。

本實用新型的一種導光元件，由于其包括由導光材料制成的柱狀本體，所述柱狀本體的頂部面積大于底部面積，所述柱狀本體的頂部為軸對稱自由曲面，所述柱狀本體的四側面均為自由曲面，所述四側面形狀與尺寸相同。使用時，頂部朝向太陽光，頂部自由曲面透射及聚集光線，而自由曲面的四側面使得光線全內反射，這樣保證充分匯聚透射的太陽光，提升聚光效率，而且由于四個側面形狀與尺寸均相同，因此，匯聚陽光更加均勻。

本實用新型的目的還可以是提供一種結構簡單、利用聚光和全內反射原理、提高聚光效率和均勻性的具有導光元件的光伏模組。

本實用新型的具有導光元件的光伏模組，其特征在于：包括外殼和位于所述外殼頂端的聚光透鏡，所述外殼下部設置至少一個太陽能芯片，所述每個太陽能芯片下方設有散熱器，所述太陽能芯片設置在芯片座上，所述每個太陽能芯片的正上方設置有權利要求1至4任意一權利要求所述的導光元件，所述導光元件由下自上穿過所述外殼底部，所述聚光透鏡位于所述導光元件頂部的正上方。

本實用新型的具有導光元件的光伏模組還可以是：

所述聚光透鏡為菲涅耳聚光透鏡。

附圖說明

圖1本實用新型一種導光元件實施例示意圖。

圖2本實用新型一種導光元件另一實施例示意圖。

圖3一種具有本實用新型導光元件的光伏模組實施例組合圖。

圖4一種具有本實用新型導光元件的光伏模組實施例拆分圖。

圖號說明

1…柱狀本體??????????????2…頂部??????????????3…底部

4…四側面????????????????5…外殼??????????????6…聚光透鏡

7…本實用新型導光元件????8…太陽能芯片連座????9…散熱器