[发明专利]用于光伏系统的免跟踪聚光装置

说明书

技术领域

本发明属于光电技术领域，具体地讲，涉及一种用于光伏系统的免跟踪聚 光装置。

背景技术

随着化石能源的储量不断降低，以及化石能源的成本不断上涨，人们开始 重视可再生能源的开发与利用。太阳能是地球上最丰富的可再生能源，而光伏 发电作为一种开发新型无污染的太阳能资源的技术获得了极大的发展。其中， 聚光型光伏发电技术作为光伏发电领域的一个分支，以其超高的发电效率和较 大的成本降低空间而受到人们越来越多的重视。

在光伏发电技术中，能否经济高效地利用太阳能的关键就在于能否提高聚 光比和跟踪精度，因此当前高倍聚光型光伏发电系统必须配备高精度的机械跟 踪系统。但据相关资料显示，高精度的机械跟踪系统成本将占到整个高倍聚光 型光伏系统总成本的30％左右，这严重阻碍了聚光光伏发电成本的进一步降低。 为此，各国的研究机构开始竞相研制免跟踪聚光型光伏发电装置。虽然这些光 伏发电装置的结构都比较新颖，但是在当前技术水平下，其无法满足市场化应 用的需求，因此目前急需一种新型的组合式免跟踪聚光光学系统来突破这一局 限，藉以满足使用要求。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于光伏系统的免跟 踪聚光装置，该装置结构简单，且在无高精度跟踪系统的前提下可确保聚光光 伏系统高效运行，从而降低了光伏发电成本。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种用于光伏系统的免跟踪聚光装置，其特征在于，包括：反射式二次光 学元件，具有第一端口和第二端口两个端口的漏斗状结构；主聚光器，连接于 所述反射式二次光学元件的第一端口，包括聚光透镜和支撑元件，所述聚光透 镜固定于所述支撑元件上，用于将太阳光进行初次会聚；透射式二次光学元件， 连接于所述反射式二次光学元件的第二端口，用于将经所述主聚光器初次会聚 的太阳光和经所述反射式二次光学元件反射后的太阳光进行再次会聚，并将再 次会聚的太阳光传输至太阳电池表面。

进一步地，所述反射式二次光学元件包括四个侧板，所述四个侧板拼接形 成具有第一端口和第二端口的漏斗状结构，所述第一端口的面积大于所述第二 端口的面积。

进一步地，所述四个侧板拼接形成的反射式二次光学元件的横截面为矩形。

进一步地，所述反射式二次光学元件的材料为高反射性镜面铝膜。

进一步地，所述聚光透镜为菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜的锯齿面朝向所 述反射式二次光学元件内部。

进一步地，所述菲涅尔透镜的材料为有机硅胶，所述支撑元件包括透明钢 化玻璃基板。

进一步地，所述透射式二次光学元件位于所述反射式二次光学元件的内部， 所述透射式二次光学元件的朝向所述反射式二次光学元件外部的端面与所述第 二端口平齐。

进一步地，所述透射式二次光学元件为尖劈形三角棱镜，且所述三角棱镜 的尖劈朝向所述反射式二次光学元件的内部，所述三角棱镜的底面与所述反射 式二次聚光元件的第二端口平齐。

进一步地，所述聚光透镜的焦点位于所述尖劈形三角棱镜的底面。

进一步地，所述三角棱镜的材料为光学玻璃。

本发明通过在漏斗状的反射式二次光学元件的第一端口和第二端口处分别 设置主聚光器和透射式二次光学元件，使平行的太阳光经主聚光器进行初次会 聚，进而反射式二次光学元件对经主聚光器会聚的太阳光进行反射，最后经透 射式二次光学元件将经主聚光器会聚的太阳光及经反射式二次光学元件反射的 太阳光进行再次会聚，并将再次会聚的太阳光传输至太阳电池表面。所述聚光 装置通过简单组合即可达到大幅度提高传统聚光光学系统的接收角的目的，进 而确保了聚光光伏系统在无高精度跟踪系统的前提下可高效运行，降低了光伏 发电成本。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点 和优点将变得更加清楚，附图中：

图1是根据本发明的实施例的用于光伏系统的免跟踪聚光装置的剖面示意 图；

图2是根据本发明的实施例的主聚光器的结构示意图；

图3是根据本发明的实施例的反射式二次光学元件的结构示意图；

图4是根据本发明的实施例的透射式二次光学元件的结构示意图。

具体实施方式