免跟蹤聚光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光電技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及一種免跟蹤聚光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著化石能源的儲(chǔ)量不斷降低，以及化石能源的成本不斷上漲，人們開始重視可再生能源的開發(fā)與利用。太陽(yáng)能是地球上最豐富的可再生能源，而光伏發(fā)電作為一種開發(fā)新型無(wú)污染的太陽(yáng)能資源的技術(shù)獲得了極大的發(fā)展。其中，聚光型光伏發(fā)電技術(shù)作為光伏發(fā)電領(lǐng)域的一個(gè)分支，以其超高的發(fā)電效率和較大的成本降低空間而受到人們?cè)絹?lái)越多的重視。
[0003]在光伏發(fā)電技術(shù)中，能否經(jīng)濟(jì)高效地利用太陽(yáng)能的關(guān)鍵就在于能否提高聚光比和跟蹤精度，因此當(dāng)前高倍聚光型光伏發(fā)電系統(tǒng)必須配備高精度的機(jī)械跟蹤系統(tǒng)。但據(jù)相關(guān)資料顯示，高精度的機(jī)械跟蹤系統(tǒng)成本將占到整個(gè)高倍聚光型光伏系統(tǒng)總成本的30%左右，這嚴(yán)重阻礙了聚光光伏發(fā)電成本的進(jìn)一步降低。為此，各國(guó)的研究機(jī)構(gòu)開始競(jìng)相研制免跟蹤聚光型光伏發(fā)電裝置。雖然這些光伏發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)都比較新穎，但是在當(dāng)前技術(shù)水平下，其無(wú)法滿足市場(chǎng)化應(yīng)用的需求，因此目前急需一種新型的組合式免跟蹤聚光光學(xué)系統(tǒng)來(lái)突破這一局限，藉以滿足使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種免跟蹤聚光裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且在無(wú)高精度跟蹤系統(tǒng)的前提下可確保聚光光伏系統(tǒng)高效運(yùn)行，從而降低了光伏發(fā)電成本。
[0005]為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
[0006]一種免跟蹤聚光裝置，其特征在于，包括:反射式二次光學(xué)元件，具有第一端口和第二端口兩個(gè)端口的漏斗狀結(jié)構(gòu)；主聚光器，連接于所述反射式二次光學(xué)元件的第一端口，用于將太陽(yáng)光進(jìn)行初次會(huì)聚；透射式二次光學(xué)元件，連接于所述反射式二次光學(xué)元件的第二端口，用于將經(jīng)所述主聚光器初次會(huì)聚的太陽(yáng)光和經(jīng)所述反射式二次光學(xué)元件反射后的太陽(yáng)光進(jìn)行再次會(huì)聚，并將再次會(huì)聚的太陽(yáng)光傳輸至太陽(yáng)電池表面。
[0007]進(jìn)一步地，所述反射式二次光學(xué)元件包括四個(gè)側(cè)板，所述四個(gè)側(cè)板拼接形成具有第一端口和第二端口的漏斗狀結(jié)構(gòu)，所述第一端口的面積大于所述第二端口的面積。
[0008]進(jìn)一步地，所述四個(gè)側(cè)板拼接形成的反射式二次光學(xué)元件的橫截面為矩形。
[0009]進(jìn)一步地，所述反射式二次光學(xué)元件的材料為高反射性鏡面鋁膜。
[0010]進(jìn)一步地，所述主聚光器為菲涅爾透鏡，所述菲涅爾透鏡的鋸齒面朝向所述反射式二次光學(xué)兀件內(nèi)部。
[0011]進(jìn)一步地，所述菲涅爾透鏡的材料為聚甲基丙烯酸甲酯光學(xué)塑料。
[0012]進(jìn)一步地，所述透射式二次光學(xué)元件位于所述反射式二次光學(xué)元件的內(nèi)部，所述透射式二次光學(xué)元件的朝向所述反射式二次光學(xué)元件外部的端面與所述第二端口平齊。
[0013]進(jìn)一步地，所述透射式二次光學(xué)元件為尖劈形三角棱鏡，且所述三角棱鏡的尖劈朝向所述反射式二次光學(xué)元件的內(nèi)部，所述三角棱鏡的底面與所述反射式二次聚光元件的第二端口平齊。
[0014]進(jìn)一步地，所述主聚光器的焦點(diǎn)位于所述尖劈形三角棱鏡的底面。
[0015]進(jìn)一步地，所述三角棱鏡的材料為光學(xué)玻璃。
[0016]本發(fā)明通過(guò)在漏斗狀的反射式二次光學(xué)元件的第一端口和第二端口處分別設(shè)置主聚光器和透射式二次光學(xué)元件，使平行的太陽(yáng)光經(jīng)主聚光器進(jìn)行初次會(huì)聚，進(jìn)而反射式二次光學(xué)元件對(duì)經(jīng)主聚光器會(huì)聚的太陽(yáng)光進(jìn)行反射，最后經(jīng)透射式二次光學(xué)元件將經(jīng)主聚光器會(huì)聚的太陽(yáng)光及經(jīng)反射式二次光學(xué)元件反射的太陽(yáng)光進(jìn)行再次會(huì)聚，并將再次會(huì)聚的太陽(yáng)光傳輸至太陽(yáng)電池表面。所述聚光裝置通過(guò)簡(jiǎn)單組合即可達(dá)到大幅度提高傳統(tǒng)聚光光學(xué)系統(tǒng)的接收角的目的，進(jìn)而確保了聚光光伏系統(tǒng)在無(wú)高精度跟蹤系統(tǒng)的前提下可高效運(yùn)行，降低了光伏發(fā)電成本。
【附圖說(shuō)明】
[0017]通過(guò)結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述，本發(fā)明的實(shí)施例的上述和其它方面、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，附圖中:
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的免跟蹤聚光裝置的剖面示意圖；
[0019]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的反射式二次光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的透射式二次光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下，將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)施本發(fā)明，并且本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為限制于這里闡述的具體實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例是為了解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的各種實(shí)施例和適合于特定預(yù)期應(yīng)用的各種修改。在附圖中，為了清楚起見，可以夸大元件的形狀和尺寸，并且相同的標(biāo)號(hào)將始終被用于表示相同或相似的元件。
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的免跟蹤聚光裝置的剖面示意圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的反射式二次光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是根據(jù)免跟蹤聚光裝置中的透射式二次光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的免跟蹤聚光裝置包括:反射式二次光學(xué)元件10，具有第一端口 11和第二端口 12兩個(gè)端口的漏斗狀結(jié)構(gòu)；主聚光器20，連接于反射式二次光學(xué)元件10的第一端口 11，用于將太陽(yáng)光進(jìn)行初次會(huì)聚；透射式二次光學(xué)元件30，連接于反射式二次光學(xué)元件10的第二端口 12，用于將經(jīng)主聚光器20初次會(huì)聚的太陽(yáng)光和經(jīng)反射式二次光學(xué)元件10反射后的太陽(yáng)光進(jìn)行再次會(huì)聚，并將再次會(huì)聚的太陽(yáng)光傳輸?shù)教?yáng)電池40的表面。
[0024]在根據(jù)本發(fā)明的免跟蹤聚光裝置中，透射式二次光學(xué)元件30位于反射式二次光學(xué)元件10的內(nèi)部，且透射式二次光學(xué)元件30的朝向反射式二次光學(xué)元件10外部的端面與第二端口 12平齊。
[0025]在本實(shí)施例中，主聚光器20為曲面非成像線聚焦菲涅爾透鏡，曲面非成像線聚焦菲涅爾透鏡的鋸齒面朝向反射式二次光學(xué)元件10內(nèi)部，且其材料為聚甲基丙烯酸甲酯光學(xué)塑料；曲面非成像線聚焦菲涅爾透鏡的使用可滿足降低成本且減輕重量的要求；同時(shí)，透過(guò)曲面非成像線聚焦菲涅爾透鏡的太陽(yáng)光還不會(huì)存在光亮降低的現(xiàn)象，且可把平行的太陽(yáng)光會(huì)聚成條形焦斑并照射至反射式