[实用新型]一种高倍聚光的矩形平面汇聚透镜

说明书

一、技术领域

本实用新型属于太阳能应用技术领域，具体涉及一种高倍聚光的矩形平面汇聚透镜。

二、背景技术

现有技术中太阳能的利用在很多情况下需要聚光器件，如太阳灶、聚光光伏发电、光热发电等领域。光学玻璃凸透镜、菲涅尔透镜等是最常用的被选器件。这些器件的共同特点之一是它们的聚光点(即焦点)呈圆形，即使不在焦点处汇聚的光斑也是圆形的，这就给某些需要矩形均匀光束照射的场合造成了不便，如聚光光伏发电就只能利用圆形光束的中间部分，平面形状为矩形的光伏组件四边外的光斑被白白地浪费掉了。因此也造成了光伏组件上实际得到的聚光倍数与透镜和组件面积的倍数大相径庭，聚光部件占用的面积太大，这就使整个系统的占地成本大大的增加，有可能使聚光产生的效益被它所抵消。采用抛物面反射或平面镜反射式聚光的方式与上述情况类似。

国家知识产权局已经公开了一种光漏斗式聚光器件，其聚光倍数受结构限制只能在数倍左右，不能进一步增加，因而成本减低幅度不大，同时也存在占用面积太大的问题。本技术涉及的高倍聚光矩形平面汇聚透镜尚未见报道。

三、实用新型内容

本实用新型的目的是避免上述缺点，提供一种成本低、加工工序简单、使用效率高的高倍聚光的矩形平面汇聚透镜。

本实用新型的技术方案：一种高倍聚光的矩形平面汇聚透镜，其特征在于：所述的透镜由多个具有相同矩形面积及不同的楔形角和方位角的楔形镜连接组成，所述的每块相同楔形镜的分布以中心为圆点，对称分布，构成矩形平面汇聚透镜；所述的楔形镜离圆点越远，其楔形角越大；所述的楔形镜按其方位角的垂直方向均分成多等份，每等分厚度与最薄一部分的厚度相同，每等分的楔形角保持一致。

所述的分成多等份的楔形镜的上下两表面呈搓板状。

所述的楔形镜的上表面为平面，下表面分成多等份，呈阶梯状。

所述的透镜为矩形透镜，四周镶有边框，边框的两侧设置有耳条，耳条上设置有安装孔。

所述的透镜可以分别将多个楔形镜胶结成一体，或采用压延法、注塑法一次整体成形。

所述的透镜的材料为光学透明玻璃、光学聚酯树脂或者透光率高的材料制成。

本实用新型的优点为：(1)、本高倍聚光的矩形平面汇聚透镜装置是一种全新的设计，突破了普通球面凸镜(包括菲涅尔透镜)聚光倍数较小且只能完成圆形汇聚的限制，从而使透镜的使用范围得到扩展，可用于各种需要多倍光强照射的场合。(2)、在光伏发电领域，同样聚光倍数下可最大限度的缩小聚光镜的面积，从而缩小了发电机系统占地面积，节约宝贵的土地资源或空间资源。在太阳能的热利用方面也有如是效果。(3)、本装置可将日光聚集部件由大而笨重的整体设计改变成轻小的单元，简化了生产制造安装工艺，从而降低了系统成本。(4)、本高倍聚光的矩形平面汇聚透镜装置工作时覆盖在光伏电池组件上方，落叶、鸟粪等杂物不会直接侵害到光伏电池组件，不会发生“热岛效应”的问题，故无需设置专门的防护构件。(5)、可比较方便的用多个由本高倍聚光的矩形平面汇聚透镜装置与光伏电池组合成的发电单元任意串、并联成一套符合要求的实用发电机组，形成系列产品。(6)、本装置结构设计合理、简单，加工简易方便，容易实现大规模工业化生产；可配合各种数十倍、数百倍光伏电池模块组合成发电单元装置，成数十倍，数百倍的提高发电效率，大大的节约结晶硅等光伏电材料的使用量，从而达到大幅度降低成本、节约投资的目标。

四、附图说明

以下通过优选实施例的附图和描述对本发明作进一步的说明。

图1是本实用新型的25倍实施例侧面剖视图；

图2是本实用新型的25倍实施例结构顶视图；

图3是本实用新型的等分减薄搓板状结构示意图；

图4是本实用新型的等分减薄阶梯状结构示意图。

上述附图标号说明：1-6-楔形镜，7-边框，8-耳条，9-安装孔，10-设定距离的受光工作面，3₁-3₄-楔形镜3减薄后各等分。

五、具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。