[發明專利]一種柔性可折疊線聚焦勻光方法

在審

• 申請號: 201510330303.4
• 申請日: 2015-06-16
• 公開（公告）號: CN104898263A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 張夢亞;李紅波;郝國強;徐清國;楊寧;李士正
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: G02B19/00
• 分類號: G02B19/00;G02B27/09;G02B7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種柔性、可折疊線聚焦勻光方法，可用于要求高聚光強度與光線均勻性的領域。尤其涉及一種聚光發電系統中提高光伏電池發電效率的柔性、可折疊柱面線聚焦勻光方法。

背景技術

光學儀器與器件的光強度及均勻性一直是其品質優劣的關鍵指標。光強度、均勻性的提高不僅能夠解決設備的硬件指標，同時也能夠降低設備成本。聚光發電裝置在節省電池材料、成本以及提高發電效率方面具有優勢，然而也存在跟蹤精度高、運輸體積大、質量重、聚光均勻性差等問題。尤其聚光均勻性對太陽電池發電效率與壽命的影響至關重要，另外，聚光器的運輸體積與質量是空間聚光發電系統的重要指標。這些因素制約著光學設備及聚光發電系統的快速發展，因此，柔性可折疊線聚焦勻光裝置的研究與應用是非常必要的。

發明內容

本發明鑒于實現提高光線聚光倍數和均勻性，減小運輸體積和跟蹤精度的目的，提供了一種柔性、可折疊線聚焦勻光方法，通過柔性可折疊線聚焦勻光裝置實施，將平行光經柔性柱面線聚焦菲涅爾聚光裝置聚焦成平行于透鏡中心線的帶狀光斑，再經棱柱形二次鏡勻光裝置的勻光作用后，投射到基板上的接收器。

本發明采用了以下技術方案：一種柔性可折疊線聚焦勻光裝置，包括柔性線聚焦菲涅爾聚光裝置、棱柱形二次勻光裝置、可折疊可升降支架、基板、接收器。

整體安裝關系：柔性線聚焦菲涅爾聚光裝置的兩端分別固定在可折疊支架上，棱柱形二次勻光裝置的光入口朝上平行于線聚焦菲涅爾聚光裝置的中心線，接收器固定于基板上二次鏡勻光裝置出射光線形成的光斑處。

所述的柔性線聚焦菲涅爾聚光裝置為柔性、可折疊的柱面形線聚焦菲涅爾透鏡，具有折疊a和展開b兩個狀態。

所述的柔性線聚焦菲涅爾聚光裝置內表面具有連續的不規則等圓弧的鋸齒形小棱鏡，能夠將入射光線聚焦成平行于透鏡中心線的帶狀焦斑。

所述的可折疊可升降支架可對向折疊，并可根據柔性線聚焦菲涅爾聚光裝置焦距的大小調節升降。

所述的柔性線聚焦菲涅爾聚光裝置與可折疊可升降支架均可折疊。在運輸過程中，柔性線聚焦菲涅爾透鏡處于折疊狀態a，支架與透鏡貼附于基板上；支架展開時，柔性線聚焦菲涅爾透鏡處于展開狀態b。

所述的棱柱形二次勻光裝置為側面為梯形的棱柱體，所設置的角度能夠保證入射光線經反射后匯集到基板上的接收器。

所述的展開狀態下柔性線聚焦勻光方法包括以下步驟：

A.點光源經過太陽模擬器形成平行于光軸的平行光；

B.平行光源經展開的線聚焦菲涅爾聚光裝置內部小棱鏡c的折射，光線聚焦為平行于線聚焦菲涅爾透鏡母線的焦線光斑

C.再經過棱柱形二次鏡勻光裝置將光線均勻聚焦于基板上的接收器；

D.接收器上得到均勻的線性光斑。

效果：本發明的柔性線聚焦菲涅爾聚光裝置，具有折疊與展開兩個狀態。在運輸過程中，柔性線聚焦菲涅爾聚光裝置處于折疊狀態，能夠較小運輸體積；支架展開時，平行光線經柔性線聚焦菲涅爾聚光裝置與棱柱形二次勻光裝置后，能夠提高光線聚光倍數和均勻性。本發明通過柱面線聚焦菲涅爾聚光裝置、二次鏡的折射與反射原理，保證接收器上接收到形成光強均勻的帶狀光斑。

附圖說明

圖1是本發明柔性可折疊線聚焦勻光方法的結構示意圖。

圖2是本發明柔性線聚焦菲涅爾聚光方法的結構示意圖。

圖3是本發明可折疊可升降支架的結構示意圖。

圖4是本發明柔性柱面線聚焦菲涅爾透鏡支架的折疊狀態示意圖。

具體實施方式

參見圖1，本發明提供一種柔性可折疊線聚焦勻光方法，包括平行光源（1）、柔性線聚焦菲涅爾透鏡（2）、棱柱形二次勻光裝置（3）、可折疊可升降支架（4）、接收器（5）、基板（6）。

整體安裝關系：柔性線聚焦菲涅爾聚光裝置的兩端分別固定在可折疊支架（4）上，棱柱形二次勻光裝置（3）的光入口朝上平行于線聚焦菲涅爾聚光裝置（2）的中心線，接收器（5）固定于基板（6）上二次鏡勻光裝置（3）出射光線形成的光斑處。參見圖2，本發明中柔性線聚焦菲涅爾聚光裝置（2）內表面具有連續的不規則等圓弧的鋸齒形小棱鏡，能夠將入射光線聚焦成平行于柔性線聚焦菲涅爾聚光裝置（2）中心線的帶狀焦斑。