[發明專利]免跟蹤聚光裝置

在審

• 申請號: 201410597321.4
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN105634396A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 宋賀倫;茹占強;王秋陽;戴高環;張耀輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H02S40/22
• 分類號: H02S40/22
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰

技術領域

本發明屬于光電技術領域，具體地講，涉及一種免跟蹤聚光裝置。

背景技術

隨著化石能源的儲量不斷降低，以及化石能源的成本不斷上漲，人們開始 重視可再生能源的開發與利用。太陽能是地球上最豐富的可再生能源，而光伏 發電作為一種開發新型無污染的太陽能資源的技術獲得了極大的發展。其中， 聚光型光伏發電技術作為光伏發電領域的一個分支，以其超高的發電效率和較 大的成本降低空間而受到人們越來越多的重視。

在光伏發電技術中，能否經濟高效地利用太陽能的關鍵就在于能否提高聚 光比和跟蹤精度，因此當前高倍聚光型光伏發電系統必須配備高精度的機械跟 蹤系統。但據相關資料顯示，高精度的機械跟蹤系統成本將占到整個高倍聚光 型光伏系統總成本的30％左右，這嚴重阻礙了聚光光伏發電成本的進一步降低。 為此，各國的研究機構開始競相研制免跟蹤聚光型光伏發電裝置。雖然這些光 伏發電裝置的結構都比較新穎，但是在當前技術水平下，其無法滿足市場化應 用的需求，因此目前急需一種新型的組合式免跟蹤聚光光學系統來突破這一局 限，藉以滿足使用要求。

發明內容

為解決上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種免跟蹤聚光裝置，該 裝置結構簡單，且在無高精度跟蹤系統的前提下可確保聚光光伏系統高效運行， 從而降低了光伏發電成本。

為了達到上述發明目的，本發明采用了如下的技術方案：

一種免跟蹤聚光裝置，其特征在于，包括：反射式二次光學元件，具有第 一端口和第二端口兩個端口的漏斗狀結構；主聚光器，連接于所述反射式二次 光學元件的第一端口，用于將太陽光進行初次會聚；透射式二次光學元件，連 接于所述反射式二次光學元件的第二端口，用于將經所述主聚光器初次會聚的 太陽光和經所述反射式二次光學元件反射后的太陽光進行再次會聚，并將再次 會聚的太陽光傳輸至太陽電池表面。

進一步地，所述反射式二次光學元件包括四個側板，所述四個側板拼接形 成具有第一端口和第二端口的漏斗狀結構，所述第一端口的面積大于所述第二 端口的面積。

進一步地，所述四個側板拼接形成的反射式二次光學元件的橫截面為矩形。

進一步地，所述反射式二次光學元件的材料為高反射性鏡面鋁膜。

進一步地，所述主聚光器為菲涅爾透鏡，所述菲涅爾透鏡的鋸齒面朝向所 述反射式二次光學元件內部。

進一步地，所述菲涅爾透鏡的材料為聚甲基丙烯酸甲酯光學塑料。

進一步地，所述透射式二次光學元件位于所述反射式二次光學元件的內部， 所述透射式二次光學元件的朝向所述反射式二次光學元件外部的端面與所述第 二端口平齊。

進一步地，所述透射式二次光學元件為尖劈形三角棱鏡，且所述三角棱鏡 的尖劈朝向所述反射式二次光學元件的內部，所述三角棱鏡的底面與所述反射 式二次聚光元件的第二端口平齊。

進一步地，所述主聚光器的焦點位于所述尖劈形三角棱鏡的底面。

進一步地，所述三角棱鏡的材料為光學玻璃。

本發明通過在漏斗狀的反射式二次光學元件的第一端口和第二端口處分別 設置主聚光器和透射式二次光學元件，使平行的太陽光經主聚光器進行初次會 聚，進而反射式二次光學元件對經主聚光器會聚的太陽光進行反射，最后經透 射式二次光學元件將經主聚光器會聚的太陽光及經反射式二次光學元件反射的 太陽光進行再次會聚，并將再次會聚的太陽光傳輸至太陽電池表面。所述聚光 裝置通過簡單組合即可達到大幅度提高傳統聚光光學系統的接收角的目的，進 而確保了聚光光伏系統在無高精度跟蹤系統的前提下可高效運行，降低了光伏 發電成本。

附圖說明

通過結合附圖進行的以下描述，本發明的實施例的上述和其它方面、特點 和優點將變得更加清楚，附圖中：

圖1是根據本發明的實施例的免跟蹤聚光裝置的剖面示意圖；

圖2是根據本發明的實施例的反射式二次光學元件的結構示意圖；

圖3是根據本發明的實施例的透射式二次光學元件的結構示意圖。

具體實施方式