一种组合式聚光器制造技术

本发明专利技术涉及聚光器技术领域，公开了一种组合式聚光器，该聚光器包括一级折射式聚光器和二级反射式聚光器两个子聚光器，所述二级反射式聚光器安装于所述一级折射式聚光器的下方，入射光线经过所述一级折射式聚光器折射后直接会聚到所述一级折射式聚光器的光轴焦点上，或者光线经过所述一级折射式聚光器折射后，再经过所述二级反射式聚光器反射会聚到所述一级折射式聚光器的光轴焦点上。利用本发明专利技术，使得偏移的光线再次经过二级反射到光轴焦点上，解决了跟踪系统精度不够的问题，提高了聚光系统的可靠性和安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚光器
，尤其涉及一种组合式聚光器。
技术介绍
开发新能源是全世界面临的共同课题。在新能源中，光伏发电倍受瞩 目，但由于过高的成本，目前还没有充分进入市场。聚光太阳电池是降低 太阳电池利用总成本的一种措施。它通过聚光器使较大面积的阳光会聚在 一个较小的范围内，形成"焦斑"或"焦带"，并将太阳电池置于这种"焦斑" 或"焦带"内，以增加光强，克服太阳辐射能流密度低的缺陷，从而获得更 多的电能输出。因此，聚光太阳电池以减少给定功率所需的电池面积，用比较便宜的 聚光器来部分代替昂贵的太阳电池。利用聚光器采集的太阳光，经过光纤 传送到矿井、地下室等无自然光照明的场所用于照明，是一项新的节能、 环保的技术。聚光器依光学原理可分为折射聚光器、反射聚光器和混合式聚光器 等。折射聚光器元件可以是普通凸透镜或者菲涅尔透镜。菲涅尔透镜是平 面化的聚光镜，与普通透镜相比有质量轻，成本低的优点。反射聚光器包 括抛物槽、平板、组合抛物面等，其主要反射镜材料是镀银玻璃和镀铝面。聚光器依聚光形式可分为线聚光器和点聚光器。线聚光器包括条形透 镜、抛物槽、线聚光组合抛物面等。点聚光器也叫轴向聚光器，这类聚光 器中聚光的透镜或反射镜和焦斑处于同一条光学轴上。利用聚光装置汇聚太阳光时，只有与光轴平行的太阳光线，才能被汇 聚到光轴焦点上，因此需要配置高精度的跟踪系统，使聚光装置的光轴时 刻指向太阳方向。如果跟踪精度达不到要求，则汇聚的光斑会发生偏移而 不能均匀汇聚在光轴焦点上，造成光伏发电系统不能正常工作，甚至造成 烧蚀，降低了聚光系统的可靠性和安全性。
技术实现思路
(一) 要解决的技术问题有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种组合式聚光器，以解决跟 踪系统精度不够的问题，提高聚光系统的可靠性和安全性。(二) 技术方案为达到上述目的，本专利技术提供了一种组合式聚光器，该聚光器包括一 级折射式聚光器和二级反射式聚光器两个子聚光器，所述二级反射式聚光 器安装于所述一级折射式聚光器的下方，入射光线经过所述一级折射式聚 光器折射后直接会聚到所述一级折射式聚光器的光轴焦点上，或者光线经 过所述一级折射式聚光器折射后，再经过所述二级反射式聚光器反射会聚 到所述一级折射式聚光器的光轴焦点上。上述方案中，所述入射光线的方向与所述一级折射式聚光器的光轴平 行，所述入射光线经过所述一级折射式聚光器折射后直接会聚到所述一级折射式聚光器的光轴焦点上；所述入射光线的方向与所述一级折射式聚光器的光轴不平行，所述入射光线经过所述一级折射式聚光器折射后，再经过所述二级反射式聚光器反射会聚到所述一级折射式聚光器的光轴焦点上。上述方案中，所述一级折射式聚光器为凸透镜，或为菲涅尔透镜。 上述方案中，所述透镜的制作材料为玻璃，或为树脂材料。 上述方案中，所述二级反射式'聚光器为圆锥形状，或为棱锥形状；所述二级反射式聚光器的内壁为镜面反射器。上述方案中，所述二级反射式聚光器的材料为金属，或为工程塑料，或为聚合物基复合材料；所述二级反射式聚光器的内壁反射面采用金属材料或金属镀膜材料。上述方案中，所述二级反射式聚光器的高度小于或等于所述一级折射式聚光器的焦距。上述方案中，所述二级反射式聚光器的高度小于所述一级折射式聚光 器的焦距，所述二级反射式聚光器为单独的反射式聚光器，所述二级反射 式聚光器与所述一级折射式聚光器不接触连接在一起。上述方案中，所述二级反射式聚光器的高度等于所述一级折射式聚光 器的焦距，所述二级反射式聚光器与所述一级折射式聚光器接触连接在一 起，且所述二级反射式聚光器兼作所述一级聚光器的支撑或连接装置。(三)有益效果 从上述技术方案可以看出，本专利技术具有以下有益效果1、 本专利技术提供的这种组合式聚光器，采用一级折射式聚光器和二级 反射式聚光器两个子聚光器，二级反射式聚光器安装于一级折射式聚光器 的下方，入射光线经过一级折射式聚光器折射后直接会聚到一级折射式聚 光器的光轴焦点上，或者光线经过一级折射式聚光器折射后，再经过二级 反射式聚光器反射会聚到一级折射式聚光器的光轴焦点上，因此使得偏移 的光线再次经过二级反射到光轴焦点上，解决了跟踪系统精度不够的问 题，提高了聚光系统的可靠性和安全性。2、 本专利技术提供的这种组合式聚光器，采用一级折射式聚光器和二级 反射式聚光器两个子聚光器，由于经一级折射式聚光器折射的光线如果偏 离光轴焦点，可经二级反射式聚光器再次反射到焦点上，有效地增大了太 阳光的入射角。3、 本专利技术提供的这种组合式聚光器，还可用于聚光光伏系统和聚光 照明系统，解决跟踪系统的精度和可靠性问题。采用高倍聚光时，需采用 太阳光跟踪系统，当跟踪系统的精度达不到要求时，高倍汇聚的光斑会发 生偏移而不能均匀的在电池表面上，造成光伏发电系统不能正常工作。采 用本专利技术提供的组合式聚光器，可以使偏移的光线再次经过二级反射器汇 聚到电池表面上，从而增大太阳光的入射角，解决了跟踪系统的精度问题， 提高了聚光系统的可靠性。附图说明图1为本专利技术提供的组合式聚光器的结构示意图； 图2为本专利技术提供的二级反射式聚光器高度等于透镜焦距时组合式聚 光器的结构示意图3为聚光光伏系统安装了本专利技术提供的组合式聚光器后测试的电池输出功率与太阳偏转角度的关系曲线图。 具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实 施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。如图1所示，图1为本专利技术提供的组合式聚光器的结构示意图，该聚光器包括一级折射式聚光器2和二级反射式聚光器3两个子聚光器，所述 二级反射式聚光器3安装于所述一级折射式聚光器2的下方，入射光线经 过所述一级折射式聚光器2折射后直接会聚到所述一级折射式聚光器2的 光轴焦点上，或者光线经过所述一级折射式聚光器2折射后，再经过所述 二级反射式聚光器3反射会聚到所述一级折射式聚光器2的光轴焦点上。当入射光线的方向与一级折射式聚光器的光轴平行时，入射光线经过 一级折射式聚光器折射后直接会聚到一级折射式聚光器的光轴焦点上。当入射光线的方向与一级折射式聚光器的光轴不平行时，入射光线经 过一级折射式聚光器折射后，再经过二级反射式聚光器反射会聚到一级折 射式聚光器的光轴焦点上。上述一级折射式聚光器可以为凸透镜7，也可以为菲涅尔透镜8。透 镜的制作材料可以为玻璃，也可以为树脂材料。上述二级反射式聚光器可以为圆锥形状，也可以为棱锥形状。二级反 射式聚光器的内壁为镜面反射器。二级反射式聚光器的材料为金属、工程 塑料或聚合物基复合材料等。二级反射式聚光器的内壁反射面采用金属材 料或金属镀膜材料等。上述二级反射式聚光器的高度小于或等于一级折射式聚光器的焦距。 当二级反射式聚光器的高度小于一级折射式聚光器的焦距时，二级反射式 聚光器为单独的反射式聚光器，二级反射式聚光器与一级折射式聚光器不 接触连接在一起。当二级反射式聚光器的高度等于一级折射式聚光器的焦距时，二级反 射式聚光器与一级折射式聚光器接触连接在一起，且二级反射式聚光器兼 作一级聚光器的支撑或连接装置。从图1中可以看出，斜射的光线1经一级折射式聚光器2的折射，其折射光线经二级反射式聚光器3反射到一级折射式聚光器2的光轴焦点4 上。此时一级折射式聚光器2对太阳光的接收角6可以得到增加。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合式聚光器，其特征在于，该聚光器包括一级折射式聚光器和二级反射式聚光器两个子聚光器，所述二级反射式聚光器安装于所述一级折射式聚光器的下方，入射光线经过所述一级折射式聚光器折射后直接会聚到所述一级折射式聚光器的光轴焦点上，或者光线经过所述一级折射式聚光器折射后，再经过所述二级反射式聚光器反射会聚到所述一级折射式聚光器的光轴焦点上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈诺夫，崔敏，王彦硕，白一鸣，吴金良，黄添懋，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]