[发明专利]光学玻璃热压成型高次非球面太阳能聚光元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能聚光元件，特别是一种光学玻璃热压成型高次非球面太阳能聚光元件，可应用于太阳能照明、发电、光伏系统，并可扩展到各领域的红外光电接收系统及新型半导体照明光源应用系统。

背景技术

太阳能是无污染、取之不尽、用之不竭的能源。为了降低光伏发电成本，提高太阳能电池的转换效率，如何在单位面积内使太阳能电池发挥最大的发电量，提高光伏发电的功率，就成为发展太阳能工业的一大研究重点。研发超高倍率太阳能聚光组件，提高入射到太阳能电池单位面积上的太阳辐射能流密度，提高太阳能电池的转换效率，用最小的太阳能电池面积获取尽可能多的电能，使太阳能光伏发电具有跟常规能源竞争的能力，则是目前太阳能工业亟待解决的问题。

目前，太阳能聚光组件通常采用卡塞格林系统(抛物面主镜、双曲面次镜和导光棱镜)，但该产品在实践推广应用中，由于卡塞格林系统是折反射系统，由抛物面主镜、双曲面次镜和导光棱镜三个光学器件构成，光学结构很长，加工工艺复杂，需要采用一系列工序，毛坯加工，粗加工，粗磨，精磨、抛光；定中、磨边。致使曲面加工难度大、制造困难、费用高，不适合成批生产；调试麻烦、产品质量不稳定，寿命短。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题提供一种结构简单、性能可靠、对中精度高、加工工艺简单、成本低、寿命长的光学玻璃热压成型高次非球面太阳能聚光元件，能够提高太阳光的光能密度，大大降低光伏发电的成本。

本发明所采用的技术方案是：光学玻璃热压成型高次非球面太阳能聚光元件，其特征在于：它由高次非球面主镜、高次非球面次镜和导光棱镜热压一体成型，其中高次非球面镜的设计公式为：

Z=cr21+1-(1+k)c2r2+a1r2+a2r4+a3r6+a4r8+a5r10+Λ]]>

式中，Z为入射光线在非球面透镜上的高度，r为非球面顶点的曲率半径，c为基准球面曲率，α₁、α₂、α₃、α₄、α₅为非球面系数，k为二次曲线系数。

所述高次非球面主镜和高次非球面次镜表面镀有可反射红外波段和可见光波段太阳光的膜。

所述高次非球面主镜、高次非球面次镜和导光棱镜均为圆形。

所述高次非球面主镜、高次非球面次镜和导光棱镜均为方形。

圆形高次非球面主镜的直径为30-120mm，导光棱镜的直径为1.5-10mm。

方形高次非球面主镜的边长为30-120mm，导光棱镜的边长为1.5-10mm。

所述可反射红外波段和可见光波段太阳光的膜的波长范围为350-1800nm。