一种光轴位置固定的聚光光伏系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光轴位置固定的聚光光伏系统，它包括菲涅耳透镜和太阳能电池，菲涅耳透镜的上表面设有外形为圆柱形的下棱镜组，下棱镜组由若干条平行的棱镜所组成，下棱镜组与菲涅耳透镜为一整体，菲涅耳透镜的正上方设有外形为圆柱形的上棱镜组，上棱镜组由若干条平行的棱镜组成一整体，上棱镜组、下棱镜组和菲涅耳透镜同轴同直径。使用时，仅仅通过绕着光轴旋转上棱镜组和下棱镜组，就可以使以不同角度入射到上棱镜组的太阳光经上棱镜组、下棱镜组后变成平行于光轴的光线，再经过菲涅耳透镜汇聚到太阳能电池上转化为电能。与现有技术相比，本发明专利技术聚光光伏系统结构简单，使用方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光轴位置固定的聚光光伏系统，指将太阳光汇聚到太阳能电池上转化为电能的系统。
技术介绍
现有的聚光光伏系统包括菲涅耳透镜和太阳能电池，利用菲涅耳透镜将太阳光汇聚到太阳能电池上，由太阳能电池转化为电能。这种聚光光伏系统存在要求菲涅耳透镜的光轴时刻正对着太阳，系统对于精度的要求很高等问题。以400倍菲涅耳透镜为例，如果入射角偏离0.5°，光学效率将衰减为64%，如果入射角偏离1°，光学效率将降为O。因此，使用这种聚光光伏系统时，必须设有方向角调节机构和高度角调节机构对光轴及其整个系统进行调节，用于追踪太阳，导致整个系统体积庞大、结构复杂，使用不方便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单，使用方便的光轴位置固定的聚光光伏系统。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种光轴位置固定的聚光光伏系统，它包括菲涅耳透镜和太阳能电池，其特征在于，所述菲涅耳透镜的上表面设有外形为圆柱形的下棱镜组，所述下棱镜组由若干条平行的并且横截面形状相同的棱镜所组成，所述下棱镜组与所述菲涅耳透镜为一整体，所述菲涅耳透镜的正上方设有外形为圆柱形的上棱镜组，所述上棱镜组由若干条平行的并且横截面形状相同的棱镜组成的一整体，所述上棱镜组、下棱镜组和菲涅耳透镜同轴同直径。所述上棱镜组的上方设有平面玻璃盖板。所述太阳能电池上方设有匀光柱，所述匀光柱为倒四方形锥台。它还包括一锥筒形反射镜，所述锥筒形反射镜的上开口与所述菲涅耳透镜的边缘相对，所述锥筒形反射镜的下开口与所述太阳能电池的边缘相连接。所述上棱镜组与下棱镜组之间的距离为I 100mm。所述上棱镜组的棱镜和下棱镜组的棱镜的折射棱角为5° 60°。所述太阳能电池下方设有散热器。所述上棱镜组、下棱镜组和菲涅耳透镜的通光孔径为IOOmm 1000mm。所述上棱镜组的厚度为5mm 100mm,所述下棱镜组的厚度为5mm 100mm,所述菲涅耳透镜的厚度为5mm 100mm。本专利技术提供的技术方案的有益效果是1、本专利技术一种光轴位置固定的聚光光伏系统，它包括菲涅耳透镜和太阳能电池，所述菲涅耳透镜的上表面设有外形为圆柱形的下棱镜组，所述下棱镜组由若干条平行的并且横截面形状相同的棱镜所组成，所述下棱镜组与所述菲涅耳透镜为一整体，所述菲涅耳透镜的正上方设有外形为圆柱形的上棱镜组，所述上棱镜组由若干条平行的并且横截面形状相同的棱镜组成的一整体，所述上棱镜组、下棱镜组和菲涅耳透镜同轴同直径。使用时，光轴的位置是固定的，仅仅通过绕着光轴旋转上棱镜组和下棱镜组，就可以使以不同角度入射到上棱镜组的太阳光经上棱镜组、下棱镜组后变成平行于光轴的光线，再经过菲涅耳透镜汇聚到太阳能电池上转化为电能。与现有技术相比，简化了系统结构，上棱镜组和下棱镜组的驱动机构仅需较小的动力，并且相互之间无影响，使系统具有更高的集成度，便于实现系统的平板化，可以更好地附着于建筑表面，具备更高的稳定性和更小的风阻，便于固定和安装，安全系数得到提升，同时更加美观。2、本专利技术光轴位置固定的聚光光伏系统，其中，所述上棱镜组的上方设有平面玻璃盖板，以保护各镜体，防止雨水及灰尘进入系统内。3、本专利技术光轴位置固定的聚光光伏系统，其中，所述太阳能电池上方设有匀光柱，所述匀光柱为倒四方形锥台，用于收集由菲涅耳透镜射出的光线，在其内部发生一次或多次全反射，最终投射在太阳能电池上转化为电能。4、本专利技术光轴位置固定的聚光光伏系统，它还包括一锥筒形反射镜，所述锥筒形反射镜的上开口与所述菲涅耳透镜的边缘相对，所述锥筒形反射镜的下开口与所述太阳能电池的边缘相连接。锥筒形反射镜用于反射由菲涅耳透镜射出的未进入匀光柱的残余光线，使其再一次反射入匀光柱，在匀光柱内部发生一次或多次全反射，最终投射在太阳能电池上转化为电能。5、本专利技术光轴位置固定的聚光光伏系统，其中，所述太阳能电池下方设有散热器，用以降低太阳能电池的温度。附图说明图1是本专利技术光轴位置固定的聚光光伏系统结构-光路示意图；图2是本专利技术中下棱镜组的俯视结构示意图。附图标记1一菲捏耳透镜；2—太阳能电池；3—下棱镜组；4一维筒形反射镜；5—上棱镜组；6—散热器；7—平面玻璃盖板；8—匀光柱。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，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。如图1、图2所示，本专利技术光轴位置固定的聚光光伏系统，它包括菲涅耳透镜I和太阳能电池2，所述菲涅耳透镜I的上表面设有外形为圆柱形的下棱镜组3，所述下棱镜组3由若干条平行的并且横截面形状相同的棱镜所组成，所述下棱镜组3与所述菲涅耳透镜I为一体成形的整体，所述菲涅耳透镜I的正上方设有外形为圆柱形的上棱镜组5，所述上棱镜组5由一体成形的若干条平行的并且横截面形状相同的棱镜组成的一整体，所述上棱镜组5、下棱镜组3和菲涅耳透镜I同轴同直径。所述上棱镜组5的上方设有平面玻璃盖板7。所述太阳能电池2上方设有匀光柱8，所述匀光柱8为倒四方形锥台。它还包括一锥筒形反射镜4，所述锥筒形反射镜4的上开口与所述菲涅耳透镜I的边缘相对，所述锥筒形反射镜4的下开口与所述太阳能电池2的边缘相连接。所述上棱镜组5与下棱镜组3之间的距离在不同的实施例中分别为lmm、10mm、20mm、50mm、80mm 和 100mm。所述上棱镜组5上的棱镜的折射棱角和所述下棱镜组3上的棱镜的折射棱角相等，在不同实施例中分别为5°、10°、20°、30°、40°、50°和60°。所述太阳能电池2下方设有散热器10。所述上棱镜组、下棱镜组和菲涅耳透镜的通光孔径在不同的实施例中分别为100mm、400mm、800mm 和 1000mm。所述上棱镜组的厚度在不同的实施例中分别为5mm、20mm、50mm、80mm和100mm,所述下棱镜组的厚度在不同的实施例中分别为5mm、10mm、40mm、60mm和100mm,所述菲涅耳透镜的厚度为 5mm、25mm、55mm、75mm 和 100mm。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光轴位置固定的聚光光伏系统，它包括菲涅耳透镜和太阳能电池，其特征在于，所述菲涅耳透镜的上表面设有外形为圆柱形的下棱镜组，所述下棱镜组由若干条平行的并且横截面形状相同的棱镜所组成，所述下棱镜组与所述菲涅耳透镜为一整体，所述菲涅耳透镜的正上方设有外形为圆柱形的上棱镜组，所述上棱镜组由若干条平行的并且横截面形状相同的棱镜组成的一整体，所述上棱镜组、下棱镜组和菲涅耳透镜同轴同直径。

【技术特征摘要】
1.一种光轴位置固定的聚光光伏系统，它包括菲涅耳透镜和太阳能电池，其特征在于，所述菲涅耳透镜的上表面设有外形为圆柱形的下棱镜组，所述下棱镜组由若干条平行的并且横截面形状相同的棱镜所组成，所述下棱镜组与所述菲涅耳透镜为一整体，所述菲涅耳透镜的正上方设有外形为圆柱形的上棱镜组，所述上棱镜组由若干条平行的并且横截面形状相同的棱镜组成的一整体，所述上棱镜组、下棱镜组和菲涅耳透镜同轴同直径。2.根据权利要求1所述的光轴位置固定的聚光光伏系统，其特征在于，所述上棱镜组的上方设有平面玻璃盖板。3.根据权利要求1或2所述的光轴位置固定的聚光光伏系统，其特征在于，所述太阳能电池上方设有匀光柱，所述匀光柱为倒四方形锥台。4.根据权利要求3所述的光轴位置固定的聚光光伏系统，其特征在于，它还包括一锥筒形反射镜，所述锥筒形反射镜的上开口与所述菲...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆伟，于大龙，吴转琴，尚仁杰，蒋方新，
申请(专利权)人：中国京冶工程技术有限公司，中冶建筑研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：