[实用新型]波形瓦聚光装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及太阳能发电领域，具体是一种波形瓦聚光装置。

背景技术

太阳能光伏发电技术为未来解决能源问题提供广阔前景，但存在发电成本高，光电转换效率不高的问题。因此，降低成本和提高效率成为太阳能发电大规模应用的关键，太阳能聚光是降低太阳能光伏发电成本的有效途径。太阳光聚光一般采用菲涅耳透镜、槽形反射、抛物面反射等方式，但需安装太阳光跟踪器才能达到聚光效果。采用太阳光跟踪器，成本高，可靠性差，无法与建筑一体化相结合，不便于安装。取消太阳光跟踪器是目前太阳能发电领域迫切需要解决的技术问题。

为了取消太阳光跟踪器，目前有采用球聚焦的方式，如专利申请号为20610076928.3公开的一种“太阳光集聚器”，专利号ZL200620005067.5公开的一种“万向聚光镜”，专利号ZL200820185105.9公开的一种“全方向太阳光聚光装置”。这些聚光方式能聚集太阳光，聚焦比高，但由于体积、重量较大，不方便安装，在太阳能发电领域无法大规模实用推广。

综上所述，现有聚光方式都能把太阳光聚焦于一点，聚焦点随着太阳光的移动而移动，普遍采用成本较高、性能不稳定、安装维护不便的太阳光跟踪器，不易与建筑相结合。

本发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中太阳光线聚焦于一点，聚光点随太阳光的移动而移动，需要安装太阳光跟踪器的缺点，提供一种波形瓦太阳光聚光装置，采用波形面集光，对称设计的透镜聚光，聚光槽反射聚光均光的聚光方式，使太阳光始终聚集于一固定带状平面上，省去太阳光跟踪器。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：波形瓦聚光装置包括波形瓦聚光透镜和聚光槽，技术特点在于所述波形瓦聚光透镜包括具有任意方向光线入射在同一波形面的入光面和若干个对称设计的等宽度柱面线形菲涅耳透镜组成的若干出光面，小棱镜的一棱角边垂直于波形面，另一棱角边与波形面形成棱角，不同入射高处小棱镜对光线是以最小偏向角向主光轴偏向的，大部分出射光线直接落在聚光槽下口固定平面上，部分出射光线经聚光槽的反光壁反射至聚光槽下口固定平面上，形成均匀的太阳光焦带。

所述的波形瓦聚光透镜为等于或小于半管形的对称设计等宽度柱面线形菲涅耳透镜，管口方向采用一维东西方向放置。

所述的波形瓦聚光透镜每个小棱镜的宽度为0.1-6mm。

所述的波形瓦聚光透镜每个小棱镜棱角小于60°。

所述聚光槽上、下口均为四边形，上口大下口小，侧面与底平面的夹角为60°，聚光槽下口连接太阳能电池片或太阳能电池组件。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型波形瓦聚光透镜示意图；

图3为本实用新型截面示意图；

图4为中午太阳光入射波形瓦聚光透镜后的光折射反射示意图；

图5为上午或下午太阳光入射波形瓦聚光透镜后的光折射反射示意图；

附图中，波形瓦聚光透镜1，线形菲涅耳透镜2，平面镜反射聚光槽3，聚光槽下口固定平面4。

具体实施方式

结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明。

图1、2、3中，一种波形瓦聚光装置，主要有波形瓦聚光透镜1和反光镜聚光槽3组成，波形瓦聚光透镜1为半管或小于半管形，波形瓦聚光透镜1包括具有任意方向光线入射在同一波形面的入光面和若干个对称设计的等宽度柱面线形菲涅耳透镜2组成的若干出光面，小棱镜的一棱角边垂直于波形面，另一棱角边与波形面形成小于60°棱角，不同入射高处小棱镜对光线是以最小偏向角向主光轴偏向的，大部分出射光线直接落在聚光槽下口固定平面4上，部分出射光线经聚光槽的反光壁反射至聚光槽下口固定平面4上，形成均匀的太阳光焦带。聚光槽采用玻璃镀银镜面或铝反光膜，聚光槽上、下口均为四边形，上大下小，侧面与底平面的夹角为60°，聚光槽下口连接太阳能电池片或太阳能电池组件且聚光倍数随距离调整可控。

图4、5所示中，本实用新型波形瓦聚光透镜为半管或小于半管形，管口方向采用一维东西方向放置，将早中晚入射的太阳光经集光、折射聚光、反射聚光均光后，在聚光槽下口固定平面上形成均匀的太阳光焦带。

本实用新型波形瓦聚光透镜选用折射率为1-5的材料：平板高透光率单面带减反射面超白浮法玻璃、高透光率石英玻璃、高透光率高硼硅玻璃、耐紫外光长寿命透明硅胶或PMMA；加工工艺可采用直接模具压铸法、波形瓦内壁贴膜法、浇注拉管模具成型法。直接模具压铸法即波形瓦压铸成型，柱面线形菲涅耳透镜压铸成型，成型波形瓦聚光透镜钢化；波形瓦内壁贴膜法即玻璃管切割成波形瓦，利用透明硅胶或PMMA压铸成柱面线形菲涅耳透镜薄膜，与成型波形玻璃瓦粘接形成波形瓦聚光透镜；浇注拉管模具成型法即利用玻璃拉管模具直接形成柱面线形菲涅耳透镜聚光玻璃管、玻璃管切割制成波形瓦聚光透镜。聚光槽底面板选用铝合金板、侧面表面带反光镜推进槽、聚光焦带下表面带条形扁管散热片。波形瓦聚光装置四周采用铝合金组框、框边为波形框与平板框相结合，保证距离和强度。