[发明专利]菲涅尔聚光装置和聚光式太阳能系统

摘要

一种菲涅尔聚光装置和聚光式太阳能系统，其中聚光装置包括第一和第二菲涅尔透镜层(110,130)，每个透镜层包括至少一个聚光型菲涅尔透镜(111,131)；以及一直筒形导光层(120)，第一和第二菲涅尔透镜层(110,130)分别设置于其两端，直筒形导光层(120)用于将来自第一菲涅尔透镜层(110)的光线(LL)向下引导至第二菲涅尔透镜层(130)。通过采用两个菲涅尔透镜层(110,130)分别进行光线的汇聚，中间使用直筒形导光层(120)协助将光线从上层向下层引导，使得聚光装置不仅能够具有宽广的入射角度适应范围，还能够在较低的高度下获得较大的聚光比，避免了对跟日系统的依赖。

主权项

权利要求书 /n [权利要求 1] 一种菲涅尔聚光装置， 其特征在于， 包括 /n 第一菲涅尔透镜层， /n 第二菲涅尔透镜层， /n 每个透镜层包括至少一个聚光型菲涅尔透镜； 以及 一直筒形导光层， 其外形为直筒形， 第一和第二菲涅尔透镜层分别设 置于所述直筒形的两端， 所述直筒形导光层用于将来自第一菲涅尔透 镜层的光线向下引导至第二菲涅尔透镜层。 /n [权利要求 2] 如权利要求 1所述的装置， 其特征在于， /n 所述直筒形导光层的内壁为反射镜面； 或者， /n 所述直筒形导光层的筒壁与第一和第二菲涅尔透镜层一起围成封闭的 第一空间， 第一空间中填充有高压气体或光学气体； 或者， 所述直筒形导光层还包括散光筒， 其筒壁由线型散光型菲涅尔透镜形 成， 所述散光筒的长度延伸方向与所述直筒形导光层一致， 并设置于 所述直筒形导光层的内部空间中， 所述线型散光型菲涅尔透镜的聚焦 中心线垂直于所述长度延伸方向。 /n[权利要求 3] 如权利要求 1或 2所述的装置， 其特征在于， 第一或第二菲涅尔透镜层 的至少一个聚光型菲涅尔透镜为多焦距菲涅尔透镜， 或双面菲涅尔透 镜， 或复合菲涅尔透镜， /n 所述多焦距菲涅尔透镜按照与其中心光轴的距离被分为不同的区域， 其中与中心光轴距离更远的区域， 具有更短的焦距， 与中心光轴距离 更近的区域， 具有更长的焦距， 所述更长的焦距包括焦距为无穷大的 情形。 /n [权利要求 4] 如权利要求 1至 3任意一项所述的装置， 其特征在于， 第一或第二菲涅 尔透镜层的至少一个聚光型菲涅尔透镜为线型聚光型菲涅尔透镜， 不 同层的线型聚光型菲涅尔透镜的聚焦中心线相互垂直。 /n [权利要求 5] 如权利要求 1至 4任意一项所述的装置， 其特征在于， 具有如下特征中 的至少一个： 第一菲涅尔透镜层包括多个排列成阵列的聚光型菲涅尔透镜； 第二菲涅尔透镜层包括多个排列成阵列的聚光型菲涅尔透镜； 所述直筒形导光层包括多个排列成阵列的直筒形导光筒， 所述直筒形 导光筒的横截面形状选自如下集合： 四边形、 六边形、 圆形。 /n如权利要求 1至 5任意一项所述的装置， 其特征在于， 还包括 /n一锥形导光层， 设置于第二菲涅尔透镜层下方， 所述锥形导光层包括 至少一个反射式的锥形导光筒， 其内壁至少部分为反射镜面， 且顶部 幵口较大而底部幵口较小， 经由第二菲涅尔透镜层汇聚的光线从所述 锥形导光筒的顶部射入。 /n如权利要求 6所述的装置， 其特征在于， 所述锥形导光筒的底部封闭/n， 其筒壁与第二菲涅尔透镜层一起围成封闭的第二空间。 /n如权利要求 1至 7任意一项所述的装置， 其特征在于， 还包括 /n一压电振动器， 其包括一压电振动片及其驱动电路， 所述压电振动片 与第一菲涅尔透镜层机械连接以带动其进行振动。 /n一种聚光式太阳能系统， 其特征在于， 包括 /n权利要求 1至 8任意一项所述的菲涅尔聚光装置； 以及 /n至少一个光能利用装置， 其受光面设置在所述菲涅尔聚光装置之后的 光路上。 /n如权利要求 9所述的系统， 其特征在于， /n包括权利要求 6至 8任意一项所述的菲涅尔聚光装置， /n所述光能利用装置设置于所述锥形导光筒的底部， 或设置于所述锥形 导光筒中， 所述光能利用装置包括一光电转换器件。 /n如权利要求 10所述的系统， 其特征在于， /n所述光电转换器件为单面受光的光伏板， 设置于所述锥形导光筒的底 部， 且受光面朝向所述锥形导光筒的顶部， 或者， /n所述光电转换器件为双面受光的光伏板， 设置于所述锥形导光筒中， 通过导热的支撑件固定在锥形导光筒上， 所述锥形导光筒的底部由反 射镜面封闭。 [权利要求 12] 如权利要求 10或 11所述的系统， 其特征在于， 还包括 /n 一底盆， 设置于所述锥形导光层下方， 与所述锥形导光层一起围成封 闭的第三空间， 第三空间中容纳有工质， 所述工质与所述光电转换器 件导热连接， 所述工质选自： 水、 油、 制冷剂、 压缩气体。 /n [权利要求 13] 如权利要求 10至 12中任意一项所述的系统， 其特征在于， 所述光能利 用装置还包括热电转换器件， 设置在所述光电转换器件进行散热的热 传导路径上。 /n