[发明专利]非成像聚光透镜及太阳能聚光装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种非成像聚光透镜，尤其是一种可应用于太阳能聚光装置的非成像聚光透镜。

背景技术

太阳能作为一种新型能源，日益受到人们的普遍重视。

目前，常见的太阳能聚光装置通常采用点聚焦菲涅尔透镜会聚太阳光。参见图1，该种点聚焦菲涅尔透镜30包括多个以同心圆分布的球面锯齿31，由于每个球面锯齿31仍然具有类似平凸透镜的曲面32和平面33，因此它与普通的凸透镜一样具有将光的会聚至其焦点的作用。将太阳能电池板(图未示)设置在点聚焦菲涅尔透镜30焦平面之前的适当位置即可收集太阳能。

参见图2，由于太阳距地球表面较远，太阳光通常被视为相互平行的光线。当点聚焦菲涅尔透镜30的各个球面锯齿宽度同为d的时候，每一个球面锯齿接收到的太阳光线的数量相同。然而，相互平行的太阳光线透射过点聚焦菲涅尔透镜30后被各球面锯齿31不同程度的弯折而不再相互平行。图2清楚的示出，不同的球面锯齿31在L平面上聚集的太阳光斑尺寸d₁、d₂不同，由此可见，被弯折的太阳光线在射向点聚焦菲涅尔透镜30的焦点O的过程中，其在平行于透镜焦平面O₁O₂的任一平面L上的光强度分布都不均匀，从而太阳能电池板被设置于平面L的位置上时，其各处受到的太阳光照强度的不均匀，不利于太阳能电池板的充分利用。

有鉴于此，有必要提供一种能够使被会聚后的太阳光线强度分布仍具有较佳均匀度的聚光透镜。

发明内容

下面将以具体实施例说明一种能够使被会聚后的太阳光线强度分布仍具有较佳均匀度的聚光透镜。

一种非成像聚光透镜，其包括一个平板状透明体，一个圆锥形凸起以及多个环状凸起，该透明体包括相对设置的第一表面及第二表面，该第一、第二表面均为平坦表面；该圆锥形凸起设置在透明体的第一表面上且具有一底面圆心；该多个环状凸起设置在该透明体的第一表面上并环绕该底面圆心呈同心圆状分布在圆锥形凸起周围，该多个环状凸起的沿垂直于第一表面方向上的横截面为分布在圆锥形凸起两侧、分别沿透明体半径方向相邻排列的多个三角形，各个三角形包括一条位于第一表面上的第一边、与该第一边相邻且邻近圆锥形凸起底面圆心的第一夹角、以及与该第一边相邻且远离圆锥形凸起底面圆心的第二夹角，各三角形位于第一表面上的边的长度与圆锥底面半径均相等，各三角形的第二夹角从该圆锥形凸起底面圆心起沿环状凸起的径向方向依次增大，任一三角形的第一夹角大于其第二夹角，且任一三角形的第一夹角小于等于90度。

本发明实施例还提供一种具有该种非成像聚光透镜的太阳能聚光装置，其包括如上述的非成像聚光透镜以及设置在该非成像聚光透镜的具有环状凸起一侧的太阳能电池板，该透明体与太阳能电池板相互平行且二者均呈圆形，该太阳能聚光装置满足以下关系式：

βm=tan-1{(R1/mmax-R2/mmax)(2m-1)2D};]]>