聚光式太阳能系统技术方案

一种聚光式太阳能系统，包括一对外反光元件(110，110')，一对内反光元件(120，120')和一光能利用装置(130)。每对反光元件包括两片彼此相对、倾斜设置的反光元件，其开口较大的一端为上端，朝向太阳光(LL)入射的方向。一对内反光元件(120，120')设置在一对外反光元件(110，110')之间。光能利用装置(130)的受光面(131)设置在一对外反光元件(110，110')的下端，而内反光元件(120，120')位于受光面(131)之上。所述系统能够以较低的成本实现较高的聚光比和聚光效率。

Concentrating solar system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚光式太阳能系统
[0001]本专利技术涉及清洁能源
，具体涉及聚光式太阳能系统。
技术介绍
[0002]随着对环境保护的日益重视，太阳能系统得到了越来越广泛的应用。目前常见的直接采用光伏板作为原始光能采集面的太阳能系统，已经很难继续降低成本，而聚光式太阳能系统由于能提高太阳能的利用效率和降低综合成本，正受到越来越多的重视。[0003]例如，公布日为2017年2月2日，公布号为WO2017015901A1，名称为"封闭式太阳能利用装置及系统"的PCT申请中提出了采用光导的聚光太阳能系统。有必要进行进一步研究，以使得上述方案更加完善或获得更高的性价比。技术问题问题的解决方案技术解决方案[0004]依据本专利技术提供一种聚光式太阳能系统，包括一对外反光元件，一对内反光元件和一光能利用装置。每对反光元件包括两片彼此相对、倾斜设置的反光元件，其幵口较大的一端为上端，朝向太阳光入射的方向。一对内反光元件设置在一对外反光元件之间。一对外反光元件的彼此相对的面为反光面。一对内反光元件的彼此相对的面为反光面，或者，两面均为反光面。各个反光面为平面或者曲面。光能利用装置的受光面设置在一对外反光元件的下端，而内反光元件位于受光面之上。专利技术的有益效果有益效果[0005]依据本专利技术的聚光式太阳能系统，具有内外两对反光元件，相比只有一对反光元件的光导或聚光筒而言，能够以较低的成本实现较高的聚光比和聚光效率，且对于太阳偏转具有更强的适应能力，并且有助于改善光能利用装置的受光面接收到的太阳光的入射角度，从而减少受光面的反射损失，提高太阳能的利用效率。[0006]优选地，系统中还可进一步包括平行或垂直于光能利用装置的受光面的菲涅尔透镜，从而提高系统的聚光比或者增强对太阳照射角的适应范围。[0007]以下结合附图，对依据本专利技术的具体示例进行详细说明。本文中所使用的表示位置的词语，例如"上"、"下"、"左"、"右"、"顶部"、"底部"、"侧面"、"垂直"、"平行"等，仅表示相对的位置关系，不具有绝对性的含义。本文中所使用的编号或序号，例如"第一"、"第二"等，仅起到标识性作用，不具有任何限制性含义对附图的简要说明附图说明[0008]图1是实施例1的聚光式太阳能系统的示意图；[0009]图2是实施例2的聚光式太阳能系统的示意图；[0010]图3是实施例3的聚光式太阳能系统的示意图；[0011]图4是实施例4的聚光式太阳能系统的示意图。本专利技术的实施方式[0012]具体实施方式[0013]实施例1[0014]依据本专利技术的聚光式太阳能系统的一种实施方式可参考图1。图1示出了该系统的一个纵向截面的示意图，包括第一对外反光元件110和110'，第一对内反光元件120和120'，以及光能利用装置130。[0015]每对反光元件包括两片彼此相对、倾斜设置的反光元件。每一对倾斜设置的反光元件的幵口较大的一端为其上端，太阳光LL从上端照射到反光元件上，被引导向下端。[0016]外反光元件110和110'彼此相对的面为反光面。内反光元件120和120'设置在外反光元件110和110'之间，其彼此相对的面为反光面。作为优选的实施方式，本实施例中，内反光元件120和120'朝向外反光元件的面也为反光面，以协助外反光元件将光线向下引导。[0017]各个反光元件的反光面可以是平面，也可以是曲面。例如，本实施例中，外反光元件的反光面为平面，形成位于外部的喇叭形敞口，而内反光元件的反光面为光滑的曲面，形成位于内部的喇叭形敞口。各个反光面的类型可以任意选择，不过平面的斜率或曲面的曲率等参数需要按照光学设计的要求进行设置，使得照射到反光面上的太阳光能够被汇聚到光能利用装置上。[0018]光能利用装置130的受光面131设置在外反光元件110和110'的下端，内反光元件120和120'位于受光面131之上。例如，可以通过透明的支撑件（未图示）将内反光元件固定在受光面131上，或者也可以在侧边处（即内反光元件横向延伸的两端）固定内反光元件。本实施例中的光能利用装置为光伏板，其泛指任何直接将光能转换为电能的光电转换器件，包括各种半导体光伏板、光伏薄膜、量子点光电转换器件、光电转换材料等。在其他实施方式中，由于依据本专利技术的太阳能系统能获得较高的聚光比，因此，光能利用装置也可包括热电转换器件或热能利用器件等，以实现更高的太阳能利用效率。其中，热能利用器件包括热水器和热能发电机（如斯特林发电机或蒸汽发电机）等。[0019]光伏板130与位于两侧的外反光元件110和110'形成为楔形槽，来自大的幵口(上端）的光线被汇聚到底部。而位于槽内部的内反光元件120和120'的引入，不仅可以扩大外反光元件的张角，从而提高聚光比和对太阳偏角的适应能力，还可以改善太阳光在受光面131上的入射角，从而减少反射损失，提高太阳能的利用效率。[0020]本实施例示出了依据本专利技术的太阳能系统的一种基本形式，在此基础上可以有各种变换或改进。例如在系统顶部设置顶盖，或在汇聚光线的光路中增加更有效的光学元件（如菲涅尔透镜）等，以适应不同的需求或达到更好的效果。[0021]实施例2[0022]依据本专利技术的聚光式太阳能系统的另一种实施方式可参考图2。图2示出了该系统的一个纵向截面的示意图，包括第一对外反光元件210和210'，第一对内反光元件220和220'，以及光伏板230。[0023]本实施例与实施例1的区别在于：各反光面均为平面，这使得反光元件容易制作。优选地，为了获得较大的聚光比，外反光元件与光伏板230的受光面231之间的夹角可大于或等于内反光元件与受光面231之间的夹角。本文中所称两个平面之间的夹角是指两个平面之间小于或等于90度的那个夹角。[0024]此外：[0025]作为一种优选的实施方式，本实施例还包括透明顶盖240，其封闭外反光元件210和210'的上端，具体可采用玻璃或塑料材质制成。透明顶盖可以减少灰尘和环境对于反光面和光能利用装置的影响，既便于清洗，又有助于延长系统寿命。进一步优选地，可以将系统整体形成为封闭的容器，例如，以光能利用装置的受光面封闭第一对外反光元件的下端，此外还封闭第一对外反光元件的两个侧面。这样可以更好地保护镜面和光能利用装置免受灰尘污染和大气腐蚀。在其他实施方式中，透明顶盖也可以采用菲涅尔聚光透镜来充当，以增加系统的聚光比。[0026]作为一种优选的实施方式，本实施例还包括菲涅尔聚光透镜221，设置在内反光元件220和220'的上端，其基本平行于光伏板230的受光面231，用于将太阳光朝向受光面231会聚。在仅采用反光元件的情况下，系统的聚光比通常很难超过3倍，因此可通过进一步设置菲涅尔透镜来增大系统的聚光比。本实施例中采用了内置的菲涅尔聚光透镜，根据其光学特点可基本平行于受光面231布置，其使得第一对内反光元件和第二对外反光元件的幵口张角都可以比不采用菲涅尔透镜的情况更大，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
权利要求书 /n [权利要求 1] 一种聚光式太阳能系统， 其特征在于， 包括 /n 第一对外反光元件， 包括两片彼此相对、 倾斜设置的反光元件， 其彼 此相对的面为反光面， /n 第一对内反光元件， 设置在第一对外反光元件之间， 包括两片彼此相 对、 倾斜设置的反光元件， 其彼此相对的面为反光面， 或者， 两面均 为反光面， /n 其中， 每一对倾斜设置的反光元件的幵口较大的一端为其上端， 所述 上端朝向太阳光入射的方向， 各个反光面为平面或者曲面； 以及 一光能利用装置， 其受光面设置在第一对外反光元件的下端， 第一对 内反光元件位于所述受光面之上。 /n [权利要求 2] 如权利要求 1所述的系统， 其特征在于， 还包括 /n 一菲涅尔聚光透镜， 设置在第一对内反光元件的上端， 其基本平行于 所述光能利用装置的受光面， 用于将太阳光朝向所述受光面会聚。 /n [权利要求 3] 如权利要求 1或 2所述的系统， 其特征在于， 还包括 /n 一菲涅尔散光透镜， 设置在第一对内反光元件之间， 其基本垂直于所 述光能利用装置的受光面， 用于将太阳光朝向所述受光面偏转。 /n [权利要求 4] 如权利要求 1至 3任意一项所述的系统， 其特征在于， 还包括 /n 一透明顶盖， 其封闭第一对外反光元件的上端， 所述光能利用装置的 受光面封闭第一对外反光元件的下端。 /n [权利要求 5] 如权利要求 4所述的系统， 其特征在于， /n 所述透明顶盖为菲涅尔聚光透镜。 /n [权利要求 6] 如权利要求 1至 5任意一项所述的系统， 其特征在于， 还包括 /n 第二对外反光元件， 包括两片彼此相对、 倾斜设置的反光元件， 分别 设置在第一对外反光元件的侧面， 使得两对外反光元件围成喇叭筒形 /n[权利要求 7] 如权利要求 6所述的系统， 其特征在于， 还包括 /n 第二对内反光元件， 设置在第二对外反光元件之间， 与第一对内反光 元件朝向不同的方向。 /n[权利要求 8] 如权利要求 1至 7任意一项所述的系统， 其特征在于， 还包括 /n 至少一个外伸反光元件， 自任一外反光元件的上端向上延伸。 /n[权利要求 9] 如权利要求 1至 8任意一项所述的系统， 其特征在于， /n 各个反光面为平面， 外反光元件与所述光能利用装置的受光面之间的 夹角大于或等于内反光元件与所述光能利用装置的受光面之间的夹角 /n[权利要求 10] 如权利要求 1至 8任意一项所述的系统， 其特征在于， /n 所述光能利用装置包括一光电转换器件， 还包括一散热片或吸热容器/n， 所述散热片或吸热容器设置在所述光电转换器件下方并与其导热连 /n[权利要求 11] 如权利要求 10所述的系统， 其特征在于， /n 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...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】权利要求书
[权利要求1]一种聚光式太阳能系统，其特征在于，包括
第一对外反光元件，包括两片彼此相对、倾斜设置的反光元件，其彼此相对的面为反光面，
第一对内反光元件，设置在第一对外反光元件之间，包括两片彼此相对、倾斜设置的反光元件，其彼此相对的面为反光面，或者，两面均为反光面，
其中，每一对倾斜设置的反光元件的幵口较大的一端为其上端，所述上端朝向太阳光入射的方向，各个反光面为平面或者曲面；以及一光能利用装置，其受光面设置在第一对外反光元件的下端，第一对内反光元件位于所述受光面之上。
[权利要求2]如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括
一菲涅尔聚光透镜，设置在第一对内反光元件的上端，其基本平行于所述光能利用装置的受光面，用于将太阳光朝向所述受光面会聚。
[权利要求3]如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，还包括
一菲涅尔散光透镜，设置在第一对内反光元件之间，其基本垂直于所述光能利用装置的受光面，用于将太阳光朝向所述受光面偏转。
[权利要求4]如权利要求1至3任意一项所述的系统，其特征在于，还包括
一透明顶盖，其封闭第一对外反光元件的上端，所述光能利用装置的受光面封闭第一对外反光元件的下端。
[权利要求5]如权利要求4所述的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡笑平，
申请(专利权)人：博立多媒体控股有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US