基于复眼的紧凑式双反射型光伏聚光器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及光伏发电技术，旨在提供基于复眼的紧凑式双反射型光伏聚光器。该基于复眼的紧凑式双反射型光伏聚光器包括光伏电池和光学聚光器件，所述光学聚光器件的上表面是自由曲面和折射曲面，下表面是透射平面和反射平面，折射曲面中心与反射平面中心位于同一垂直位置，自由曲面中心与透射平面中心位于同一垂直位置，自由曲面设置在折射曲面的焦点位置；所述光伏电池设置在光学聚光器件的外部，并与透射平面紧靠，光伏电池在自由曲面的焦点位置，透射平面的口径大于光伏电池的口径。本发明提高了光伏电池的光电转换效率以及延长了光伏电池的使用寿命，且采用光学塑料PMMA，易于注塑加工、重量轻，适应于大批量加工，降低了加工成本。
【专利说明】基于复眼的紧凑式双反射型光伏聚光器
【技术领域】
[0001]本发明是关于光伏发电技术，特别涉及基于复眼的紧凑式双反射型光伏聚光器。【背景技术】
[0002]随着全球经济和人类社会的快速发展，石油、煤等矿物质能量被人类大量地消耗。人类为追求可持续性发展，正积极发展可再生能源技术。在开发可再生新能源领域，太阳以作为可再生能源之一，其资源的储量最为丰富，在近年来引起了世界各国政府和能源专家的日益重视。
[0003]传统的光伏聚光系统，通常是采用点聚焦方法，然而点聚焦方法会影响光伏电池的使用寿命以及降低其转换效率，为了使照射到光伏电池表面上的照度光斑均匀，会在光伏聚光系统中增加勻光棱镜，光学聚光器将太阳光会聚到勻光棱镜内，太阳光在勻光棱镜内部进行多次反射，最后均匀地照射到光伏电池上。
[0004]然而，现有光伏聚光技术存在诸多缺陷。首先，由于光线需要在匀光棱镜内进行多次反射后才照射到光伏电池上，造成了光能损失较大，其次，光学聚光器与匀光棱镜是双分离器件，会造成整个系统安装误差，此外，增加匀光棱镜势必会增加整个系统的成本。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种光能损失小、机械稳定性高的光伏聚光器。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是:
[0006]提供基于复眼的紧凑式双反射型光伏聚光器，包括光伏电池和光学聚光器件，所述光学聚光器件的上表面是自由曲面和折射曲面，下表面是透射平面和反射平面，折射曲面中心与反射平面中心位于同一垂直位置，自由曲面中心与透射平面中心位于同一垂直位置，自由曲面设置在折射曲面的焦点位置；所述光伏电池设置在光学聚光器件的外部，并与透射平面紧靠，光伏电池在自由曲面的焦点位置，透射平面的口径大于光伏电池的口径；
[0007]所述光学聚光器件各面型的具体设计步骤如下:
[0008]步骤A:确定光学聚光器件的口径:根据光学扩展量相等方程Ei=Etj, Ei为入射到光学聚光器件的光学扩展量，
【权利要求】
1.基于复眼的紧凑式双反射型光伏聚光器，包括光伏电池和光学聚光器件，其特征在于，所述光学聚光器件的上表面是自由曲面和折射曲面，下表面是透射平面和反射平面，折射曲面中心与反射平面中心位于同一垂直位置，自由曲面中心与透射平面中心位于同一垂直位置，自由曲面设置在折射曲面的焦点位置；所述光伏电池设置在光学聚光器件的外部，并与透射平面紧靠，光伏电池在自由曲面的焦点位置，透射平面的口径大于光伏电池的口径;所述光学聚光器件各面型的具体设计步骤如下:步骤A:确定光学聚光器件的口径:根据光学扩展量相等方程Ei = E0, Ei为入射到光学聚光器件的光学扩展量，
2.根据权利要求1所述的基于复眼的紧凑式双反射型光伏聚光器，其特征在于，所述折射曲面包括四个透镜曲面单元，所述透镜曲面单元是指曲率半径在5_-15_之间的透镜曲面。
3.根据权利要求1所述的基于复眼的紧凑式双反射型光伏聚光器，其特征在于，所述反射平面包括四个反射平面单元。
4.根据权利要求1所述的基于复眼的紧凑式双反射型光伏聚光器，其特征在于，所述光学聚光器件上的反射平面和自由曲面分别镀有银膜，银膜在可见光波段的反射率大于92%。
5.根据权利要求1所述的基于复眼的紧凑式双反射型光伏聚光器，其特征在于，所述光学聚光器件上的折射曲面和透射平面分别镀有增透膜，增透膜在可见光波段的透过率大于 99.5%。
6.根据权利要求1所述的基于复眼的紧凑式双反射型光伏聚光器，其特征在于，所述光学聚光器件的厚度在4.50mm-14.0Omm之间。
7.根据权利要求1所述的基于复眼的紧凑式双反射型光伏聚光器，其特征在于，所述光学聚光器件是PMMA材质的聚光器件，PMMA材质的折射率和阿贝数分别为=Nd =1.4917±0.001，Vd = 57.4±0.5。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的基于复眼的紧凑式双反射型光伏聚光器，其特征在于，所述光伏聚光 器是线型光伏聚光器或者旋转型光伏聚光器。
【文档编号】G02B17/08GK103441178SQ201310410542
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】庄振锋, 余飞鸿 申请人:浙江大学