[發(fā)明專利]應(yīng)用于聚光光伏發(fā)電的九焦點疊加均勻聚光菲涅爾透鏡

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610107719.4
• 申請日: 2016-02-26
• 公開（公告）號: CN105607238B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王進軍
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: G02B19/00
• 分類號: G02B19/00;G02B3/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及聚光透鏡技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于聚光光伏發(fā)電的九焦點疊加均勻聚光菲涅爾透鏡。

【背景技術(shù)】

光伏發(fā)電是太陽能直接利用的一種主要形成，菲涅爾透鏡是聚光光伏系統(tǒng)的核心組件之一，其性能的好壞直接影響著整個系統(tǒng)的性能，傳統(tǒng)的點聚光菲涅爾透鏡由于聚光光斑的能量分布不均勻，入射太陽光經(jīng)聚光之后在電池表面形成局部熱點，局部熱點的存在一方面會降低電池轉(zhuǎn)換效率，另一方面會損傷電池，縮短電池使用壽命，導(dǎo)致太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

針對傳統(tǒng)點聚光菲涅爾透鏡存在的問題，本發(fā)明的目的在于一種應(yīng)用于聚光光伏發(fā)電的九焦點疊加均勻聚光菲涅爾透鏡，通過將傳統(tǒng)點聚光菲涅爾透鏡分解成九個部分，然后再將這九個部分重新組合，根據(jù)光的疊加原理來提高聚焦光斑能量分布的均勻性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

應(yīng)用于聚光光伏發(fā)電的九焦點疊加均勻聚光菲涅爾透鏡，包括八個相同的同心多邊扇形單元菲涅爾透鏡和一個正八邊形單元菲涅爾透鏡；

所述同心多邊扇形單元菲涅爾透鏡的透鏡面刻錄了由小到大的同心圓弧，扇形透鏡面包括弧邊和第一邊、第二邊、第三邊；與弧邊相對的第二邊經(jīng)過同心多邊扇形單元菲涅爾透鏡同心圓弧的圓心，第二邊的兩個端點分別與第一邊和第三邊連接，所述第一邊和第三邊關(guān)于直線L對稱，直線L垂直于第二邊且經(jīng)過同心圓弧的圓心；

所述正八邊形單元菲涅爾透鏡的透鏡面包括八個互成135°第四邊，內(nèi)部包含五條同心環(huán)帶；所述第四邊與同心環(huán)帶的第五條環(huán)帶相切且與同心環(huán)帶圓心張角為45°；

八個相同的同心多邊扇形單元菲涅爾透鏡的第二邊首尾依次相連拼接，所述同心多邊扇形單元菲涅爾透鏡的第二邊依次再與所述正八邊形單元菲涅爾透鏡的第四邊緊密連接，第二邊與第四邊長度相同。

進一步，所述同心多邊扇形單元菲涅爾透鏡的透鏡面由里向外的第二圓弧為半圓，所述第二邊經(jīng)過同心圓弧的圓心，且與第二圓弧的弦完全重合。

進一步，所述的正八邊形單元菲涅爾透鏡和同心多邊扇形單元菲涅爾透鏡由點聚焦菲涅爾透鏡切割得到。

本發(fā)明的優(yōu)點為：

應(yīng)用于聚光光伏發(fā)電的九焦點疊加均勻聚光菲涅爾透鏡，包括八個相同的同心多邊扇形單元菲涅爾透鏡和一個正八邊形單元菲涅爾透鏡，九個單元菲涅爾透鏡通過光波疊加提高了聚焦光斑能量的均勻性，避免了傳統(tǒng)點聚光菲涅爾透鏡聚光不均勻形成的局部熱點，進而提高了太陽能轉(zhuǎn)換效率和電池壽命。

進一步，聚光光伏發(fā)電九焦點疊加均勻聚光菲涅爾透鏡只要需要對傳統(tǒng)點聚光菲涅爾透鏡進行所述裁剪和拼接，無需進行新結(jié)構(gòu)設(shè)計，因此透鏡結(jié)構(gòu)簡單、容易實現(xiàn)，成本較低。

【附圖說明】

圖1為實施例1聚光光伏發(fā)電九焦點疊加均勻聚光菲涅爾透鏡的主視圖。

圖2為實施例1同心多邊扇形單元菲涅爾透鏡的主視圖。

圖3為實施例1正八邊形單元菲涅爾透鏡的主視圖。

圖4為實施例2正八邊形單元菲涅爾透鏡的切割示意圖。

圖5為實施例3同心多邊扇形單元菲涅爾透鏡的切割示意圖。

圖中標(biāo)記：1-聚光光伏發(fā)電九焦點疊加均勻菲涅爾透鏡，2-同心多邊扇形單元菲涅爾透鏡，3-第一邊，4-第二邊，5-第三邊，6-正八邊形單元菲涅爾透鏡，7-第四邊，8-點聚光菲涅爾透鏡，9-同心多邊扇形單元菲涅爾透鏡切割線，10-正八邊形單元菲涅爾透鏡切割線。

【具體實施方式】

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下實施例，凡基于上述發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實施例1

本實施例所述聚光光伏發(fā)電九焦點疊加均勻聚光菲涅爾透鏡1的主視圖如圖1所示。它由如圖2所示的八個相同同心多邊扇形單元菲涅爾透鏡2和一個如圖3所示的正八邊形單元菲涅爾透鏡6拼接而成；所述同單元菲涅爾透鏡2的透鏡面刻錄了由小到大的同心圓弧，所述頭鏡面為同心多邊扇形，包括第一邊3、第二邊4、第三邊5和弧邊；所述第二邊4的兩個端點分別與第一邊3和第三邊5連接，所述透鏡面由里向外的第二圓弧為半圓，所述第二邊4經(jīng)過同心圓弧的圓心，且與第二圓弧的弦完全重合；所述第一邊3和第三邊5關(guān)于直線L對稱，所述直線L垂直于第二邊4且經(jīng)過頭鏡面同心圓弧的圓心。