CN101882891B - 太阳能装置 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能装置，其包括：基板；太阳能收集装置，其安装在所述基板上；一个聚光罩，具包括一个具有第一菲涅耳透镜的顶板和若干个具有第二菲涅耳透镜的侧板，所述侧板围绕所述顶板，所述聚光罩用于罩住所述太阳能收集装置并使通过所述顶板和侧板的太阳光会聚在所述太阳能收集装置上；复合抛物面集光器，其接收通过所述顶板和侧板的太阳光以接收多入射角度的太阳光，所述复合抛物面集光器包括相对设置且具有相同焦点的第一抛物面反射板和第二抛物面反射板，通过所述顶板和侧板的太阳光经过所述第一抛物面反射板和第二抛物面反射板的反射入射到所述太阳能收集装置上。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能装置，尤其涉及一种可多角度接收太阳光的太阳能装置。
背景技术
随着工业的快速发展，石化燃料逐步耗竭与温室效应气体排放问题日益受到全球关注，能源的稳定供应已成为全球性的重大课题。
相较于传统燃煤、燃气式或者核能发电，太阳能电池（solar cell）是利用光发电效应直接将太阳能转换为电能，因而不会伴随产生二氧化碳、氮氧化物以及硫氧化物等温室效应气体及污染型气体，并可减少对石化燃料的依赖而提供安全自主的电力来源。
如图1A、图1B、图1C所示，一种传统的太阳能装置100，其包括基板110、透镜120、太阳能收集装置130、及追踪器140。透镜120用于从太阳150接收并透射太阳光160，太阳能收集装置130用于接收太阳光160并将其转换为电能。追踪器140来驱动透镜120及太阳能收集装置130使其跟随太阳150的移动而移动。因此，太阳150能一直位于透镜120上方，且太阳能收集装置130可接受太阳光160。但是，追踪器140会消耗电能，因此减小太阳能装置100的电能输出。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种无需追踪器也可实现多角度接收太阳光的太阳能装置。
一种太阳能装置，其包括：基板；太阳能收集装置，其安装在所述基板上；一个聚光罩，具包括一个具有第一菲涅耳透镜的顶板和若干个具有第二菲涅耳透镜的侧板，所述侧板围绕所述顶板，所述聚光罩用于罩住所述太阳能收集装置并使通过所述顶板和侧板的太阳光会聚在所述太阳能收集装置上；复合抛物面集光器，其接收通过所述顶板和侧板的太阳光以接收多入射角度的太阳光，所述复合抛物面集光器包括相对设置且具有相同焦点的第一抛物面反射板和第二抛物面反射板，通过所述顶板和侧板的太阳光经过所述第一抛物面反射板和第二抛物面反射板的反射入射到所述太阳能收集装置上。
与现有技术相比，本发明实施例的太阳能装置采用具有菲涅耳透镜的顶板和侧板架设成的聚光罩以及复合抛物面集光器收集太阳光，因而可收集来自各个入射角度的太阳光，提高太阳光的利用率；另外，由于采用具有聚光结构的板件组合成立体结构的聚光罩，因此，该聚光罩易于制备、成本较低。
附图说明
图1A为传统太阳能装置于上午时的示意图。
图1B为传统太阳能装置于中午时的示意图。
图1C为传统太阳能装置于下午时的示意图。
图2是本发明第一实施例太阳能装置的示意图。
图3是图2中III-III方向的剖面图。
图4是本发明第二实施例太阳能装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。
请参阅图2及图3所示，本发明第一实施例的太阳能装置10包括基板11、太阳能晶片12、聚光罩16和复合抛物面集光器(Compound ParabolicConcentrator,CPC)15。
太阳能晶片12设置在基板11上以接受太阳光并将太阳光转换为电能输出。
聚光罩16设置在基板11上以将太阳能晶片12围绕其中，其包括一个顶板13和四个侧板14，顶板13和侧板14以屋顶方式组合成聚光罩16。。
顶板13为矩形形状，其具有第一入光面131和第一出光面132，太阳光经第一入光面131进入顶板13内部，然后由第一出光面132出射。其中，第一出光面132上具有锯齿状的第一菲涅耳透镜（Fresnel lens）133，使得从第一出光面132出射的太阳光聚在太阳能晶片12上。
当然，也可以在第一入光面131上设置第一菲涅耳透镜133，或者第一入光面131和第一出光面132上均有第一菲涅耳透镜133。
侧板14为梯形形状，其具有第二入光面141和第二出光面142，太阳光经第二入光面141进入侧板14内部，然后由第二出光面142出射。其中，第二出光面142上具有锯齿状的第二菲涅耳透镜143，使得从第二出光面142出射的太阳光聚在太阳能晶片12上。
当然，第二菲涅耳透镜143也可以设置在第二入光面141上，或者第二入光面141和第二出光面142上均设置第二菲涅耳透镜143。
侧板14倾斜架设在基板11上且与顶板13具有大于90度的夹角，侧板14与顶板13相接触的表面上具有凹槽144，顶板13上具有凸柱134，通过凸柱134与凹槽144的配合顶板23设置在侧板14上。
当然，也可在顶板13上设置凹槽，侧板14上设置凸柱。
由于，顶板13和侧板14架设成立体形状的聚光罩16，因而可收集来自各个入射角度的太阳光，提高太阳光的利用率；另外，由于采用具有聚光结构的板件组合成立体结构的聚光罩16，因此，易于制备、成本较低。
复合抛物面集光器15具有相对的第一开口151和第二开口152、以及相对的第一抛物面反射板153和第二抛物面反射板154。
第一开口151的大小大于第二开口152的大小，第二开口152的大小略大于或等于太阳能晶片12的面积，第一开口151指向顶板13，太阳能晶片12位于第二开口152内。
第一抛物面反射板153和第二抛物面反射板154具有相同的焦点F，且第一抛物面反射板153和第二抛物面反射板154关于复合抛物面集光器15的中心轴L对称，中心轴L通过焦点F。
太阳光经过顶板13和侧板14后由于第一开口151进入复合抛物面集光器15内，直接或经过第一抛物面反射板153和第二抛物面反射板154的反射从第二开口152射出入射到太阳能晶片12上。
由于复合抛物面集光器15具有较大的接收角，不需要跟踪太阳也可以接收多入射角度的太阳光，因此，提高太阳光的利用率。
如图4所示，本发明第二实施例的太阳能装置20与第一实施例的太阳能装置10的结构基本相同，其不同在于：太阳能装置20的聚光罩26包括一个顶板23、六个侧板24。
其中，顶板23为六边形形状，侧板24为梯形形状，顶板23的每一条边对应一个侧板24，侧板24倾斜架设在基板21上，顶板23采用胶合的方式设置在侧板24上。
复合抛物面集光器25位于顶板23和侧板24所组合成的聚光罩26内部。
当然，顶板23的形状并不限于六边形形状，其可以为三角形形状、五边形形状、平行四边形形状等。
当顶板23的形状发生改变，侧板24的个数相应发生改变，以保证顶板23和侧板24能组合成屋顶式的聚光罩26的结构。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (9)
1.一种太阳能装置，其包括：
一个基板；
一个太阳能收集装置，其安装在所述基板上；
一个聚光罩，包括一个具有第一菲涅耳透镜的顶板和若干个具有第二菲涅耳透镜的侧板，所述侧板围绕所述顶板，所述聚光罩用于罩住所述太阳能收集装置并使通过所述顶板和侧板的太阳光会聚在所述太阳能收集装置上；
一个复合抛物面集光器，用于接收并会聚通过所述顶板和侧板的太阳光以接收多入射角度的太阳光，所述复合抛物面集光器包括相对设置且具有相同焦点的第一抛物面反射板和第二抛物面反射板，通过所述顶板和侧板的太阳光经过所述第一抛物面反射板和第二抛物面反射板的反射入射到所述太阳能收集装置上。
2.如权利要求1所述的太阳能装置，其特征在于：所述侧板倾斜设置在所述基板上且与所述顶板具有大于90度的夹角。
3.如权利要求2所述的太阳能装置，其特征在于：所述顶板通过胶合的方式设置在所述侧板上。
4.如权利要求2所述的太阳能装置，其特征在于：所述顶板与所述侧板通过凸凹结构配合。
5.如权利要求1至4任一项所述的太阳能装置，其特征在于：所述顶板具有第一入光面和第一出光面，所述第一菲涅耳透镜位于所述第一入光面和/或第一出光面。
6.如权利要求5所述的太阳能装置，其特征在于：所述侧板具有第二入光面和第二出光面，所述第二菲涅耳透镜位于所述第二入光面和/或第二出光面。
7.如权利要求6所述的太阳能装置，其特征在于：所述第一菲涅耳透镜的面积大于所述第二菲涅耳透镜的面积。
8.如权利要求7所述的太阳能装置，其特征在于：所述复合抛物面集光器具有相对的第一开口和第二开口，所述第一开口大于所述第二开口，所述第一开口朝向所述顶板，所述太阳能收集装置位于所述第二开口内。
9.如权利要求7所述的太阳能装置，其特征在于：所述复合抛物面集光器具有相对的第一开口和第二开口，所述第一开口大于所述第二开口，所述第一开口朝向所述顶板，所述第二开口朝向所述太阳能收集装置。
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