[發明專利]一種基于離軸菲涅爾反射聚光鏡的聚光光伏發電裝置

有效

• 申請號: 201310137522.1
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN103208950A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 廖廷俤;黃啟祿;李鵬
• 申請（專利權）人: 日芯光伏科技有限公司
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;G02B19/00;G02B7/182
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 朱凌

技術領域

本發明涉及一種太陽能高倍聚光光伏發電裝置，更具體的說涉及一種基于離軸菲涅爾反射聚光鏡的聚光光伏發電裝置。

背景技術

聚光光伏發電系統的發電性能及成本與光學系統結構的選擇有密切關系。目前采用的聚光光伏發電光學系統從結構上可分為折射式與反射式，折射式聚光光學系統應用得比較多。

多數折射式聚光光學系統的主鏡采用菲涅爾透鏡，由于較大口徑的全玻璃菲涅爾透鏡的制造工藝難度高，目前處于廣闊應用的是SOG?（Silicon-on-Glass）透鏡。這種SOG透鏡的優點是抗老化性能較好，容易用模壓的方式實現大尺寸菲涅爾透鏡列陣（如3x5列陣）的量產。但是，折射式聚光光學系統也至少存在如下缺點：

（1）聚光發電系統的結構體積隨著幾何聚光比的增大而增大；

（2）對寬光譜（380-1800nm）的太陽光聚焦有很大的色差；

（3）SOG聚焦特性隨溫度的變化而不同；

（4）SOG所用硅膠國產化難,具有成本高和難以掌控的缺點；

（5）封閉模組內接收器組件失效時更換不方便；

（6）模組氣密性控制難度大。

Green?Volts曾采用離軸拋物面反射鏡的聚光光伏發電系統，但是由于暴露在空氣中的曲面形狀的玻璃反射鏡保潔困難等原因而后來又改用SOG透鏡。Solfocus采用的卡塞格林玻璃反射式聚光發電光學系統是迄今為止唯一得到量產的反射式高倍聚光光伏發電光學系統。這種反射式聚光光學系統具有無色差，聚焦特性不隨溫度變化的獨特性能。

但是，玻璃反射式聚光光伏發電光學系統的不足之處在于：由主鏡與次鏡組成的反射聚光光學系統的裝配調校比較困難，玻璃反射鏡的生產制造成本也比較高，而且不能像SOG那樣一次模壓生產出大尺寸的聚光鏡列陣，因此發電模組的量產相比采用SOG透鏡列陣來說更不容易。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于離軸菲涅爾反射聚光鏡的聚光光伏發電裝置，其具有裝配調校方便以及發電功率高的特點。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種基于離軸菲涅爾反射聚光鏡的聚光光伏發電裝置，其中，包括反射聚光鏡組件以及接收器組件，該反射聚光鏡組件具有可產生位于側邊上方會聚光斑的離軸菲涅爾反射聚光鏡，該接收器組件具有用于接收該會聚光斑中太陽能的接收器。

進一步，該接收器組件還包括二次光學元件，該二次光學元件位于會聚光斑處以將會聚光斑的光能均勻地輸送至接收器中。

進一步，該接收器組件還包括將入射光束偏轉一定角度的光束轉向棱鏡。

進一步，該反射聚光鏡組件具有多個呈M×N陣列排布的離軸菲涅爾反射聚光鏡，該接收器組件則具有M×N個接收器，每一接收器與一個離軸菲涅爾反射聚光鏡對應設置；其中，M為大于或等于1的自然數，該N為大于或等于1的自然數。

進一步，該聚光光伏發電裝置還包括支撐架，該反射聚光鏡組件和接收器組件通過該支撐架而彼此相連。

進一步，該離軸菲涅爾反射聚光鏡具有反射鏡體、鍍設在反射鏡體面光側上的金屬反射膜、表面保護層以及底面支撐層，該反射鏡體的面光側具有同心設置且斷面呈鋸齒狀排布的多個螺紋，每一螺紋都具有朝向圓心一側的傾斜反射面，該菲涅爾反射聚光鏡根據通光孔徑、工作距和幾何聚光比調整傾斜反射面的傾角、螺紋距和高度以形成光強均勻分布且匹配于接收面的會聚光斑；該表面保護層位于反射鏡體的面光側，該底面支撐層位于反射鏡體的背光側，該表面保護層、反射鏡體和底面支撐層通過裝配結構形成一密封體。

進一步，該表面保護層與反射鏡體之間的空腔呈真空狀態或充滿有惰性氣體。

進一步，該反射鏡體采用高分子聚合物經模壓或輥壓一次加工成型。

進一步，該高分子聚合物選自有機玻璃或光學塑料。

進一步，該表面保護層的上下表面均形成有減反射膜。

采用上述結構后，本發明涉及一種基于離軸菲涅爾反射聚光鏡的聚光光伏發電裝置，其通過設置離軸菲涅爾反射聚光鏡，如此可以將接收器陣列組件的安裝位置從反射聚光鏡陣列組件的正上方移至側面，如此整個聚光光伏發電裝置不會因為接收器陣列組件對入射光的遮擋而影響系統的發電功率。

另外，由于該反射聚光鏡組件與接收器組件呈分開設置，即分別獨立密封，模組呈“開放式”，如此使得整個聚光光伏發電裝置在裝配、調校以及維護時均較為方便。

附圖說明

圖1為本發明涉及一種基于離軸菲涅爾反射聚光鏡的聚光光伏發電裝置第一實施例的結構示意圖；

圖1A為圖1中A部的放大圖；