本发明专利技术公开了一种太阳光聚光方法及装置、带有聚光装置的太阳能发电装置，要解决的技术问题是实现聚光。聚光方法采用折射率大于空气或真空介质的楔型光密介质体，光线从楔型光密介质体长边入射后，经该长边和另一长边的往复反射到达底部的短边，得到聚光，聚光装置为楔型光密介质体结构，聚光面为其短边，带有聚光装置的太阳能发电装置的太阳能电池设置在楔型光密介质体的短边，本发明专利技术与现有技术相比，采用大于空气或真空折射率的楔型光密物体聚光，当光线从楔型光密体长边入射后，经反射到达短边，得到较高倍数的均匀聚光，结构简单，有效提高太阳能发电或供热的效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种太阳光聚光的方法和装置，以及带有聚光装置的太阳能发 电装置。技术背景目前太阳能应用随着全球能源危机加剧和环保意识提高而得到越来越广泛 的青睐，而太阳能发电、太阳能集热的发展瓶颈在于太阳光跟踪聚光系统的构 造复杂、价格昂贵，能否经济高效利用太阳能的关键在于太阳聚光和跟踪水平 的优劣。世界各国都将提高太阳能发电效率，降低太阳能发电成本，作为科学研究以及产业化的前沿工作。根据中国广播网2007年10月7日的报道，在内 蒙古鄂尔多斯建成的全国最大规模的太阳能光伏示范电站所使用的是由中国科 技大学陈应天教授专利技术的光漏斗聚光发电装置，总装机容量达205KW。该装置 实现了普通光伏硅电池的4倍聚光发电，然而该装置由于跟踪装置的结构复杂 依然增加了不少成本。另一方面，现在市面销售的太阳能热水器，加热的热水 温度都不够高，也是由于太阳光跟踪装置成本较高而没有使用聚光器的结果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种太阳光聚光方法及装置、带有聚光装置的太阳能 发电装置，要解决的技术问题是无须每日跟踪太阳光，实现较高倍数聚光。本专利技术采用以下技术方案 一种太阳光聚光方法，所述太阳光聚光方法采 用折射率大于空气或真空介质的楔型光密介质体，光线从楔型光密介质体长边 入射后，经另一长边反射再次到达入射长边时，入射角大于全反射角，光线经该长边和另一长边的往复反射最终到达底部的短边，得到倍数于入射光的均匀 聚光。本专利技术的太阳光聚光方法，所述楔型光密介质体两长边的夹角与入射光可聚光最小入射角呈a l=arcsin{n*sin }关系。 本专利技术的太阳光聚光方法，所述另一长边采用镜面。本专利技术的太阳光聚光方法，所述楔型光密介质体为直角边楔型体，斜边为 光线入射边，短直角边为聚光边。本专利技术的太阳光聚光方法，所述禊型光密介质体是玻璃透明固体、环氧树 脂透明固体、透明塑料固体或构件密闭透明填充液组成的结构。一种太阳光聚光装置，所述太阳光聚光装置为楔型光密介质体结构，楔型 光密介质体的折射率大于空气或真空的折射率，楔型光密介质体两长边的夹角 与入射光可聚光最小入射角呈a l=arcsin{n*sin }关系， 聚光面为楔型的短边。本专利技术的太阳光聚光装置，所述楔型光密介质体为直角边楔型体，斜边为 光线入射边，短直角边为聚光边。一种带有聚光装置的太阳能发电装置，具有太阳能电池板组件和支架，所 述太阳能电池板组件设置在楔型光密介质体所构成的太阳光聚光装置的聚光边 上，太阳光聚光装置的聚光边为楔型光密介质体的短边，楔型光密介质体的折 射率大于空气或真空的折射率，楔型光密介质体两长边的夹角与入射光可聚光 最小入射角呈a l=arcsin{n*sin }关系。本专利技术的带有聚光装置的太阳能发电装置，所述楔型光密介质体折射率为 1.5，楔型光密介质体为直角边楔型体，斜边与短直角边的长度比为6: 1。本专利技术的带有聚光装置的太阳能发电装置，所述太阳能电池板组件与支架之间设置有角度调节杆。本专利技术与现有技术相比，采用大于空气或真空折射率的楔型光密物体聚光， 当光线从楔型光密体长边入射后，经反射再次到达透明长边时，入射角大于全 反射角，光线经透明长边和镜面的往复反射最终到达底部的短边，并得到较高 倍数的均匀聚光，无须昂贵的太阳光跟踪装置，取得太阳光均匀的聚光，结构简单，大大降低了产品成本，且能取得聚光比超过4倍的均匀聚光效应，能有效提高太阳能发电或供热的效率。附图说明图1为本专利技术实施例带有聚光装置的太阳能发电装置测试示意图。 图2-1为本专利技术太阳光聚光装置的第一实施例的主视图。 图2-la为图2-1中的局部结构I的放大示意图。 图2-2为图2-l的左视图。 图2-3为图2-l的俯视图。图3-1为本专利技术太阳光聚光装置的第二实施例的主视图。 图3-la为图3-1中的局部结构II的放大示意图。 图3-2为图3-l的左视图。 图3-3为图3-l的俯视图。图4为本专利技术实施例楔型光密物体的光路原理图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述。如图4所示，本专利技术的太阳光聚光方法，采用的光路原理为假定直角形楔型光密介质体的折射率为1.5,太阳光由光疏介质进入光密介质所构成的楔型体斜面，且楔型体的长直角 面镀镜。当入射光HD以a产36。入射角入射时，DF为折射光，分别经A， F, D点作垂直于LN的直线AE, CF， DG，经F点作垂直于MN的直线BF。设LM=1， LN=6， ZLMN=90。，则a2=ZLNM=arcsin(l/6)-9.594。， VLN丄CF MN丄BF V ZBFC=ZLNM=a2 根据折射公式有sinai=1.5sina3,贝lj a3=arcsin(sinai/1.5)=arcsin(sin36。/l .5)-23.07。，玻璃全反射角为arcsinl/1.5-41.81°，入射光HD经折射及背面反射后对于LN面的入射角为a4, ...AE〃CF〃DG. a4=ZAFC， ZCFD=ZFDG=a3 VBF为光线DF和AF的反射法线 ...ZAFB-ZBFD由上可知a4=ZAFC=ZAFB+ZBFC=ZBFD+a2=ZBFC+ZCFD+a2=a2+a3+a2=2*9.594+23.07-42.26。>全反射角41.81。。 因入射角越大，折射角也越大。所以当太阳光入射角大于36。时，所有折射 光经背镜反射再次到达LN表面时都将进行全反射，最终到达LM面，实现了聚 光。当入射角为36。时聚光比LNcos36°/LM -4.85倍当入射角为48。时聚光比:LNcos48。/LM-4倍，(太阳仰角与设定角相差12°) 因太阳仰角变化最大的1个月不超过12°,所以当一个月调节一次该装置时 仍可实现4倍以上的聚光。用同样的方法可以得到楔型为非直角型时，楔型短边可以得到倍数聚光。本专利技术实施例的太阳光聚光装置，采用直角三角形楔型光密介质体结构， 楔型光密介质体的折射率大于空气(真空)的折射率，本实施例为1.5，聚光面 为楔型的短直角边/面，太阳光从聚光装置的透明长边/面入射，经楔型长直角镜 面长边/面与斜边/面多次反射，在楔型短直角边/面上得到较高倍数聚光。如图2-l、 2-la、 2-2和2-3所示，本专利技术太阳光聚光装置的第一实施例为太 阳能发电装置，该装置由太阳能电池板组件5和支架6组成，所述太阳能电池 板组件5由楔型光密介质体串接排列组成，所述楔型光密介质体由硅电池片短 边14、透明玻璃盖长边11和镀镜不锈钢板13组成装有折射液12的密闭结构组 成。所述楔型光密体安装在不锈钢角钢边框15上，所述不锈钢角钢边框15下 方活动连接有角度调节杆7，所述角度调节杆7的另一端连接在支架6上，用于 调节冬季和夏季太阳能发电装置对准太阳光线的角度。所述聚光楔型体楔型断 面延南北方向排列，楔型体深度方向为东西方向，太阳仰角南北方向年跟踪可 用手动每星期或每半月调一次，无须日跟踪。硅电池片因聚光所受热量可由楔 型光密介质体内的填充液带走，并由背金属镜散发掉，无须另加散热装置。为 在阳光斜照时硅电池片均匀受光，硅电池排列后的尺寸可小于聚光面。如图3-l、 3-la、 3-2和3-3所示，本专利技术太阳光聚光装置的第二实施例为太 阳能供热装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳光聚光方法，其特征在于：所述太阳光聚光方法采用折射率大于空气或真空介质的楔型光密介质体，光线从楔型光密介质体长边入射后，经另一长边反射再次到达入射长边时，入射角大于全反射角，光线经该长边和另一长边的往复反射最终到达底部的短边，得到倍数于入射光的均匀聚光。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：雷小兵，
申请(专利权)人：雷小兵，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]
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