太阳能集中器以及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种太阳能集中器(1)，其包括由透明材料制成的固态主体，该固态主体具有光耦合表面(2)和凸面的光退耦表面(3)，其中固态主体具有在光耦合表面(2)和凸面的光退耦表面(3)之间的光导部分(4)，其中光导部分朝凸面的光退耦表面(3)的方向变细。本发明专利技术还涉及一种制备方法，其中材料在两个模具(10，14)之间精密模制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种由透明材料制成的太阳能集中器，其中太阳能集中器包括光入射(表)面(例如，在专利文献中，也称为光耦合面)、光出射(表)面(例如，在专利文献中，也称为光退耦面)以及在光入射面和光出射面之间的光导部分(应该注意，在具有以下的说明书和权利要求书中描述并概述的光入射(耦合)和光出射(解耦)区域的上下文中，术语“面”仅仅出于简单的目的使用并且也将包括术语“表面”的含义)，光导部分朝光入射面的方向变细。此外，本专利技术涉及一种制备这种太阳能集中器的方法。
技术介绍
图1示出了一种已知的太阳能集中器101，其在图2中通过横截面示图的形式绘出。太阳能集中器101包括光入射面102和平面的光出射面103以及光导部分104，光导部分104位于光入射面102和光出射面103之间并朝光出射面103的方向变细。参考标号105表示光导部分的表面，其将光导部分104限制在光入射面102和光出射面103之间。文献EP1396035B1公开了一种太阳能集中器模块，其包括在其前侧的前透镜和在其背侧的接收器单元以及在前透镜和接收器单元之间的反射器，该反射器具有沿着接收器单元的至少两个相对侧的倾斜侧壁以及在该模块中心的平坦的垂直反射器，其中侧壁反射器被缩短，使得发生器的高度H和透镜的焦距F之间的比率在0. 6和0. 9之间。US2006/0016448A1公开了一种用于光聚焦的装置。 本专利技术的目的在于降低制造太阳能集中器的成本。本专利技术的进一步目的在于在限定预算条件下制造特别高质量的太阳能集中器。
技术实现思路
前述目的通过一种用透明材料制备太阳能集中器的方法获得，其中太阳能集中器包括光入射面、凸面的光出射面以及光导部分，该光导部分位于光入射面和凸面的光出射面之间并且朝光出射面的方向(线性或非线性地)变细，光导部分有利地被光导部分表面限制在光入射面和凸面的光出射面之间，以及其中，在适于模制光入射面的第一模具和具有适于模制光出射面的凹面部分的至少一个第二模具之间，透明材料被毛坯模制，尤其在两侧上产生太阳能集中器，其中借助于低气压(即，低于大气的压力)将透明材料引入第二模具内，特别在将模制压力施加在透明材料之初。在本专利技术的意义上，太阳能集中器特别是次级集中器。在本专利技术的意义上，透明材料特别是玻璃。在本专利技术的意义上，术语毛坯模制特别按照下述方式理解在压力下模制光学上起作用且有效的表面，从而可以放弃或不应用或不需要提供任何后续的抛光或进一步处理。因此，特别设置在毛坯模制之后，光出射面不是平面，即，它不会通过磨削处理。当考虑本专利技术的意义时，特别地，光导部分的表面相对于太阳能集中器的光轴至少倾斜0.1°。在本专利技术的意义上，特别地，光导部分的表面相对于太阳能集中器的光轴倾斜不超过3°。特别地，太阳能集中器的光轴正交于光出射面。可以涂覆光导部分的表面。在本专利技术的意义上，如果光出射或光退耦面在其整个区域上是凸面的，其就特别是凸面的。在本专利技术的意义上，如果光出射或退耦面在基本上整个区域上是凸面的，其就特别是凸面的。在本专利技术的意义上，如果光出射或退耦面至少在局部区域上是凸面的，其就特别是凸面的。特别设置的是，透明材料被像液态玻璃那样切割，并因而位于第二模具内，使得切割纹理或接缝位于光学区域外部。在挤压或加压模制中，特别设置的是，第一模具和第二模具相对于彼此定位并且进行移动以彼此靠近。在加压模制之后，特别设置的是，在冷却输送机上的合适的支撑装置上冷却太阳能集中器。根据适宜的实施方式，太阳能集中器设置有支撑框架。在这里，特别设置的是，通过改变支撑凸缘调节所供应的液态玻璃重量的变动。还可以设置的是，可以应用热处理循环，在该循环中，将收集一部分过量的玻璃，并随后(在从模具去除之后)将利用十分热的火焰对凸缘进行加热，直到该部分减少。在本专利技术的进一步优选的实施方式中，至少部分地在所述毛坯模制过程中，借助于低气压将透明材料(尤其在其外部区域中)引入到第二模具中。在本专利技术的进一步优选的实施方式中，低气压为至少0.5巴。在本专利技术的再一步优选的实施方式中，低气压特别对应于真空。在本专利技术的还进一步优选的实施方式中，透明材料在即刻模制之前具有不超过104’5分帕秒的粘度。在本专利技术的进一步有 利的实施方式中，用于模制凸面的光出射(光退耦)面的凸面部分成具有小于30毫米曲率半径的弧形。在本专利技术的进一步有利的实施方式中，用于模制凸面的光出射面的凸面部分成弧形，从而使得轮廓距模具的理想平面的(最大)偏离小于100微米。在本专利技术的意义上，模具的理想平面特别是通过用于模制光导部分的表面的部件(特别是第二模具)到用于模制凸面的光出射面的部件的过渡的平面。在本专利技术的进一步优选的实施方式中，用于模制凸面的光出射面的凸面部分成弧形，从而使得轮廓距模具的理想平面的(最大)偏离超过I微米。在本专利技术的进一步有利的实施方式中，加热和/或冷却第一模具。在本专利技术的再一优选实施方式中，加热和/或冷却第二模具。在本专利技术的进一步有利的实施方式中，第二模具是至少两部分。在本专利技术的进一步优选的实施方式中，在形成光出射面和光导部分的表面之间的过渡的区域中，第二模具具有间隙，特别是圆周间隙，尤其是环形间隙。在这里，特别设置的是，间隙在或将形成在第二模具的第一部件和第二模具的第二部件之间。在本专利技术的再一有利实施方式中，间隙具有在10微米和40微米之间的宽度。在本专利技术的进一步适宜的实施方式中，低气压在所述间隙中产生。此外，前述的目的通过制备太阳能模块的方法获得，其中通过根据前述特征中的任一特征的方法产生的太阳能集中器利用其光出射面连接至，特别粘接至光伏元件(用于从太阳光产生电能)和/或相对于光伏元件(用于从太阳能产生电能)固定对准。此外，前述目的通过特别按照根据前述特征中的任一特征的方法制备的太阳能集中器获得，该太阳能集中器具有由透明材料制成的固态主体，该固态主体包括光入射面和凸面的光出射面，其中固态主体包括光导部分，其(位于)在光入射面和凸面的光出射面之间并朝凸面的光出射面的方向(线性或非线性地)变细，该光导部分有利地由光导部分的表面限制和/或位于光入射面和凸面的光出射面之间，以及其中凸面的光出射面成弧形—具有小于30毫米的曲率半径和/或—使得其轮廓的最大偏离或其轮廓距模具的理想平面的(最大)偏移小于100微米。此外，前述目的通过特别按照根据前述特征中的任一特征的方法由透明材料制备的太阳能集中器获得，该太阳能集中器包括光入射面、凸面的光出射面以及光导部分，该光导部分位于光入射面和凸面的光出射面之间并朝凸面的光出射面的方向(线性或非线性地)变细，该光导部分有利地由光导部分表面限制和/或位于光入射面和凸面的光出射面之间，以及其中凸面的光出射面成弧形——具有小于30毫米的曲率半径和/或—使得其轮廓的最大偏离或其轮廓距模具的理想平面的(最大)偏移小于100微米。在本专利技术的意义上，理想平面特别是通过光导部分的表面到光出射(光退耦)面的过渡的平面。在本专利技术的意义上，光出射(光退耦)面特别是通过光导部分的表面到光出射面的过渡的平面。在本专利技术的意义上，当光出射(光退耦)平面被放置通过光出射面的(弯曲部分的)顶点时，光出射(光退耦)平面特别是与通过光导部分的表面至光出射面的过渡的平面平行的平面。在本专利技术的意义上，当光出射平面被放置通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.30 DE 102010035865.71.一种用透明材料制备太阳能集中器(I)的方法，其中太阳能集中器(I)包括光入射面(2)、凸面的光出射面(3)以及光导部分(4)，所述光导部分(4)位于光入射面(2)和凸面的光出射面(3)之间并且朝光出射面(3)的方向变细，所述光导部分(4)有利地由光导部分的表面(5)限制在光入射面(2)和凸面的光出射面(3)之间，以及其中，在适用于模制光入射面(2)的第一模具(14)和具有适用于模制凸面的光出射面(3)的凹面部分的至少一个第二模具(10)之间，毛坯模制透明材料，以产生太阳能集中器(I)，其中透明材料借助于低气压引入到第二模具(10)内。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少部分在所述毛坯模制期间借助于所述低气压将透明材料引入至第二模具(10)，尤其在其外部区域中引入至第二模具(10)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，低气压共计至少0.5巴。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，在即刻模制之前，透明材料具有不超过104’5分帕秒的粘度。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用于模制凸面的光出射面(3)的凹面部分具有曲率半径小于30毫米的弧形。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用于模制凸面的光出射面(3)的凹面部分成弧形，从而使得轮廓距模具的理想平面的最大偏离小于100微米。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用于模制凸面的光出射面(3)的凹面部分成弧形，从而使得轮廓距模具的理想平面的最大偏离超过I微米。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，第二模具(10)为至少两个部分。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，第二模具(10)在形成光出射面(3)和光导部分的表面(5)之间的过渡的区域中具有间隙。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，间隙具有在10微米和40微米之间的宽度。11.根据权利要求9和10所述的方法，其特征在于，低气压在所述间隙中产生。12.—种太阳能集中器(I)，其具有透明材料的固态主体，该固态主体包括光入射面(2)和凸面的光出射面(3)，其中固态主体包括在光入射面(2)和凸面的光出射面(3)之间并朝凸面的光出射面⑶的方向变细的光导部分(4)，光导部分⑷有利地由光导部分的表面(5)限定在光入射面(2)和凸面的光出射面(3)之间，以及其中使凸面的光出射面(3)成弧形 ——具有小于30毫米的曲率半径和/或 —使得其轮廓距理想平面和光出射平面中一个的最大偏离分别小于100微米。13.—种太阳能集中器(I)，其由透明材料制成，其中太阳能集中器(I)包括光入射面(2)、凸面的光出射面(3)以及光导部分(4)，该光导部分(4)在光入射面(2)和凸面的光出射面(3)之间并朝光出射面(3)的方向变细，该光导部分(4)有利地由光导部分的表面(5)限定在光入射面(2)和凸面的光出射面(3)之间，以及其中使凸面的光出射面(3)成弧形 ——具有超过30毫米的曲率半径和/或 —使得其轮廓距理想平面和光出射面中一个的最大偏离分别小于100微米。14.根据权利要求12或13中任一项所述的太阳能集中器(I)，其特征在于，光导部分的表面(5)利用连续的第一变型接合到光出射面(3)中。15.根据权利要求12、13或14中任一项所述的太阳能集中器(I)，其特征在于，光导部分的表面(5)利用弯曲部分接合到光出射面(3)，该弯曲部分的曲率半径不超过0. 25毫米，特别不超过0. 15毫米，优选地不超过0.1毫米。16.根据权利要求12至15中任一项所述的太阳能集中器...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·温特泽尔，彼得·穆勒，拉尔斯·阿诺德，阿洛依斯·威尔克，哈根·戈德曼，A·巴茨克，
申请(专利权)人：博士光学有限公司，
类型：
国别省市：