用于太阳能光电发电机的使用叠加原理的日光会聚透镜、工序以及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于光电发电的日光会聚方法以及用于该方法的透镜和装置。根据本发明专利技术的会聚日光的方法的特征在于：作为在安装于光电发电机上的太阳能电池的会聚表面上会聚日光的方法，其包含以下步骤：平行于会聚表面在太阳能电池的上侧安装一个包括复数个单位透镜（ｕｎｉｔ　　ｌｅｎｓ）（２１）的会聚透镜（２０），所述单位透镜（２１）的面积对应于所述会聚表面的面积，并且将入射在单个单位透镜上的日光叠加地照射且会聚到该会聚表面上。因此，本发明专利技术的优点是在太阳能电池中具有最佳性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于光电发电的日光会聚方法以及用于所述方法的透镜。
技术介绍
一般而言，光电发电是指一种使用太阳能电池将来自日光的光能转变为电能的技术。即，如果以日光照射由PN结半导体构成的太阳能电池，其将产生自由电子从而发出电流。同时，在光电发电中使用例如会聚透镜或会聚发射镜等将日光会聚入太阳能电池的会聚表面的会聚构件，而且光强度和亮度一致性直接关系到发电设备的效率。但是，问题是习知的会聚构件难以在太阳能电池的会聚表面上保持亮度一致性，这是因为该会聚构件在其光学表面上采用连续变化的方式。图7展示了习知会聚透镜的一个实例，其中图7a是顶视图而图7b是侧视图。此时，与习知凸透镜相比，会聚透镜30被制成平板形的菲涅耳透镜(Fresnel Lens)，并且在其一侧形成复数个锯齿状折射部31，借此将入射光聚焦到中部。因此，进入透镜的入射日光通过锯齿状折射部31而被折射并且会聚入安置在中部的太阳能电池10的会聚表面11。但是，由于前述习知会聚透镜采用连续变化的光学表面对日光进行聚焦，因此聚焦于太阳能电池会聚表面上的光的亮度自中间开始逐渐降低，因而不能产生亮度一致性。此外，若出于发电功率容量的关系需要提供较大尺寸的会聚透镜，则产生以下问题由于会聚透镜的光学表面需要连续形成，因此难以制造较大尺寸的会聚透镜。同时，用于光电发电的太阳能电池还包括用于产生高功率源的复数个串联或并联安置的单位电池，并且光电发电机的性能取决于电池中的具有较小光照量的单位电池。因此，若使用在会聚表面上不具有一致亮度的习知会聚透镜，则会产生另一个问题太阳能电池的整体性能将由于安置在具有相对较低亮度的区域上的太阳能电池而降低。
技术实现思路
提出本专利技术以用于解决上述问题，并且本专利技术的一个目的是提供一种用于光电发电的日光会聚方法以及用于该方法的透镜和装置。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供一种在安装于光电发电机上的太阳能电池的会聚表面上会聚日光的方法，其包含以下步骤在平行于会聚表面的太阳能电池的上侧安装一个包括复数个单位透镜(unitlens)(21)的会聚透镜(20)，这些单位透镜(21)的面积对应于会聚表面的面积，并且将入射在各个单位透镜上的日光叠加地照射且会聚到该会聚表面上。此外，根据本专利技术的另一个方面，提供一种用于光电发电的使用叠加原理的日光会聚透镜，其包括复数个单位透镜，这些单位透镜以夹板的形式安装在太阳能电池上侧并且其面积对应于太阳能电池会聚表面的面积，其中这些单位透镜将入射于其上日光叠加地照射并会聚到会聚表面上。同时，根据本专利技术的另一个方面，所述单位透镜包括一个非折射透光部和复数个菲涅耳透镜，在这些菲涅耳透镜的一个表面上形成复数个锯齿状折射部。此时，将所述透光部安装在会聚表面的垂直正上方，而安置所述菲涅耳透镜以使其围绕该透光部或者在其相反方向上延伸。此外，在与从菲涅耳透镜以预定间隔向透光部延伸的直线垂直的方向上形成菲涅耳透镜的锯齿状折射部，并且从透光部开始，各个菲涅耳透镜中的锯齿状折射部的倾斜角逐渐减小。此外，根据本专利技术的另一个方面，提供一种用于光电发电的日光会聚透镜，其包括复数个单位透镜，这些单位透镜安装在形成于太阳能电池上的会聚表面的上侧并且其面积对应于所述会聚表面的面积，这些单位透镜将入射于其上的日光叠加地照射且会聚到会聚表面上，其中所述会聚透镜包括一个平行地安装在会聚表面垂直正上方上的非折射透光部以及复数个在相反方向上以预定角度向下延伸的菲涅耳透镜，其中根据透光部将菲涅耳透镜的倾斜角设定为10到20度的角度。同时，根据本专利技术的另一个方面，用于光电发电的使用叠加原理的日光会聚装置包括一个太阳能电池，在其一侧形成一个会聚表面；一个包括复数个单位透镜的会聚透镜，这些复数个单位透镜安装在太阳能电池上侧的一个平板外形内并且其面积对应于太阳能电池会聚表面的面积；以及一个用于将所述会聚透镜固定在适当位置的框架，其中这些单位透镜将入射于其上的日光叠加地照射且会聚到会聚表面上。此外，所述单位透镜还包括一个非折射透光部和复数个菲涅耳透镜，在这些菲涅耳透镜的一个表面上形成复数个锯齿状折射部。此时，将所述透光部安装在会聚表面的垂直正上方，而安置所述菲涅耳透镜以使其围绕该透光部或者在其相反方向上延伸。同时，在与从菲涅耳透镜向透光部中心延伸的直线垂直的方向上形成菲涅耳透镜的锯齿状折射部，并且从透光部开始，各个菲涅耳透镜中的锯齿状折射部的倾斜角逐渐减小。此外，根据本专利技术的另一个方面，一种用于光电发电的使用叠加原理的会聚装置包括一个太阳能电池，在其一侧上形成一个会聚表面；一个包括复数个单位透镜的会聚透镜，这些单位透镜安装在太阳能电池上侧的一个平板外形内并且其面积对应于太阳能电池会聚表面的面积；以及一个用于将所述会聚透镜固定在适当位置的框架，其中这些单位透镜将入射于其上的日光叠加地照射且会聚到会聚表面上，并且包括一个平行地安装在会聚表面垂直正上方上的非折射透光部以及复数个在与透光部相反的方向上以预定角度向下延伸的菲涅耳透镜，其中根据透光部将菲涅耳透镜的倾斜角设定为10到20度的角度。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明图1是一透视图，其展示根据本专利技术第一实施例的会聚装置。图2是图1的底视图。图3是沿图2中线A-A截取的截面图。图4是展示在太阳能电池会聚表面上所测量的亮度的图。图5是一透视图，其展示根据本专利技术第二实施例的会聚装置。图6是一透视图，其展示根据本专利技术第三实施例的会聚装置。图7展示了习知会聚透镜的一个实例，其中图7a为顶视图而图7b为侧视图。具体实施例方式下文将参考本专利技术的优选实施例并结合附图中所描述的实例对本专利技术进行详细说明。图1是一透视图，其展示了根据本专利技术第一实施例的会聚装置，图2是图1的底视图，而图3是沿图2中线A-A所截取的截面图。如图所示，平行于形成于太阳能电池10上的会聚表面11的上表面安置根据本专利技术的一个方面的会聚透镜20，并且会聚透镜20包括复数个面积对应于会聚表面11面积的单位透镜21。在此实施例中，共使用81(9×9)个单位透镜来形成会聚透镜。此时，对单个单位透镜21进行配置以使其将其中的入射日光照射到太阳能电池10的会聚表面11上。这时，单个单位透镜21所照射的日光的量对应于会聚表面11的面积，因此照射到会聚表面11的日光的量被叠加，从而与现有技术相比，增强了会聚表面11中的光强度。此外，使用叠加方法而非习知的聚焦方法进行行日光会聚，在整个会聚表面11上获得一致亮度。在本实施例中，单位透镜21包括一个安置在会聚透镜20中部的非折射透光部210；以及复数个菲涅耳透镜211，其围绕所述透光部安置并且在其一表面上形成复数个锯齿状折射部211a。因此，如图3中所示，透光部210上的入射日光直接透过并且照射到太阳能电池10的会聚表面11上，而菲涅耳透镜211上的的入射日光被锯型折射部211a以预定角度折射并且照射到会聚表面11。这里，如图2所示，在各个菲涅耳透镜211上形成的锯型折射部211a垂直于由该菲涅耳透镜211向透光部210中部延伸的直线并以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光电发电的使用叠加原理的日光会聚透镜，其包括复数个单位透镜（２１），所述单位透镜（２１）以平板形状安装在太阳能电池（１０）的上侧并且其面积对应于太阳能电池（１０）的会聚表面（１１）的面积，其中所述单位透镜（２１）将入射于其上的日光叠加照射并且会聚到所述会聚表面（１１）上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李震根，柳光宣，
申请(专利权)人：大韩TECHREN株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]