用于太陽能光電發電機的使用疊加原理的日光會聚透鏡、工序以及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種用于光電發電的日光會聚方法以及用于該方法的透鏡和裝置。根據本發明專利技術的會聚日光的方法的特征在于：作為在安裝于光電發電機上的太陽能電池的會聚表面上會聚日光的方法，其包含以下步驟：平行于會聚表面在太陽能電池的上側安裝一個包括復數個單位透鏡（ｕｎｉｔ　　ｌｅｎｓ）（２１）的會聚透鏡（２０），所述單位透鏡（２１）的面積對應于所述會聚表面的面積，并且將入射在單個單位透鏡上的日光疊加地照射且會聚到該會聚表面上。因此，本發明專利技術的優點是在太陽能電池中具有最佳性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于光電發電的日光會聚方法以及用于所述方法的透鏡。
技術介紹
一般而言，光電發電是指一種使用太陽能電池將來自日光的光能轉變為電能的技術。即，如果以日光照射由PN結半導體構成的太陽能電池，其將產生自由電子從而發出電流。同時，在光電發電中使用例如會聚透鏡或會聚發射鏡等將日光會聚入太陽能電池的會聚表面的會聚構件，而且光強度和亮度一致性直接關系到發電設備的效率。但是，問題是習知的會聚構件難以在太陽能電池的會聚表面上保持亮度一致性，這是因為該會聚構件在其光學表面上采用連續變化的方式。圖7展示了習知會聚透鏡的一個實例，其中圖7a是頂視圖而圖7b是側視圖。此時，與習知凸透鏡相比，會聚透鏡30被制成平板形的菲涅耳透鏡(Fresnel Lens)，并且在其一側形成復數個鋸齒狀折射部31，借此將入射光聚焦到中部。因此，進入透鏡的入射日光通過鋸齒狀折射部31而被折射并且會聚入安置在中部的太陽能電池10的會聚表面11。但是，由于前述習知會聚透鏡采用連續變化的光學表面對日光進行聚焦，因此聚焦于太陽能電池會聚表面上的光的亮度自中間開始逐漸降低，因而不能產生亮度一致性。此外，若出于發電功率容量的關系需要提供較大尺寸的會聚透鏡，則產生以下問題由于會聚透鏡的光學表面需要連續形成，因此難以制造較大尺寸的會聚透鏡。同時，用于光電發電的太陽能電池還包括用于產生高功率源的復數個串聯或并聯安置的單位電池，并且光電發電機的性能取決于電池中的具有較小光照量的單位電池。因此，若使用在會聚表面上不具有一致亮度的習知會聚透鏡，則會產生另一個問題太陽能電池的整體性能將由于安置在具有相對較低亮度的區域上的太陽能電池而降低。
技術實現思路
提出本專利技術以用于解決上述問題，并且本專利技術的一個目的是提供一種用于光電發電的日光會聚方法以及用于該方法的透鏡和裝置。為了實現上述目的，根據本專利技術的一個方面，提供一種在安裝于光電發電機上的太陽能電池的會聚表面上會聚日光的方法，其包含以下步驟在平行于會聚表面的太陽能電池的上側安裝一個包括復數個單位透鏡(unitlens)(21)的會聚透鏡(20)，這些單位透鏡(21)的面積對應于會聚表面的面積，并且將入射在各個單位透鏡上的日光疊加地照射且會聚到該會聚表面上。此外，根據本專利技術的另一個方面，提供一種用于光電發電的使用疊加原理的日光會聚透鏡，其包括復數個單位透鏡，這些單位透鏡以夾板的形式安裝在太陽能電池上側并且其面積對應于太陽能電池會聚表面的面積，其中這些單位透鏡將入射于其上日光疊加地照射并會聚到會聚表面上。同時，根據本專利技術的另一個方面，所述單位透鏡包括一個非折射透光部和復數個菲涅耳透鏡，在這些菲涅耳透鏡的一個表面上形成復數個鋸齒狀折射部。此時，將所述透光部安裝在會聚表面的垂直正上方，而安置所述菲涅耳透鏡以使其圍繞該透光部或者在其相反方向上延伸。此外，在與從菲涅耳透鏡以預定間隔向透光部延伸的直線垂直的方向上形成菲涅耳透鏡的鋸齒狀折射部，并且從透光部開始，各個菲涅耳透鏡中的鋸齒狀折射部的傾斜角逐漸減小。此外，根據本專利技術的另一個方面，提供一種用于光電發電的日光會聚透鏡，其包括復數個單位透鏡，這些單位透鏡安裝在形成于太陽能電池上的會聚表面的上側并且其面積對應于所述會聚表面的面積，這些單位透鏡將入射于其上的日光疊加地照射且會聚到會聚表面上，其中所述會聚透鏡包括一個平行地安裝在會聚表面垂直正上方上的非折射透光部以及復數個在相反方向上以預定角度向下延伸的菲涅耳透鏡，其中根據透光部將菲涅耳透鏡的傾斜角設定為10到20度的角度。同時，根據本專利技術的另一個方面，用于光電發電的使用疊加原理的日光會聚裝置包括一個太陽能電池，在其一側形成一個會聚表面；一個包括復數個單位透鏡的會聚透鏡，這些復數個單位透鏡安裝在太陽能電池上側的一個平板外形內并且其面積對應于太陽能電池會聚表面的面積；以及一個用于將所述會聚透鏡固定在適當位置的框架，其中這些單位透鏡將入射于其上的日光疊加地照射且會聚到會聚表面上。此外，所述單位透鏡還包括一個非折射透光部和復數個菲涅耳透鏡，在這些菲涅耳透鏡的一個表面上形成復數個鋸齒狀折射部。此時，將所述透光部安裝在會聚表面的垂直正上方，而安置所述菲涅耳透鏡以使其圍繞該透光部或者在其相反方向上延伸。同時，在與從菲涅耳透鏡向透光部中心延伸的直線垂直的方向上形成菲涅耳透鏡的鋸齒狀折射部，并且從透光部開始，各個菲涅耳透鏡中的鋸齒狀折射部的傾斜角逐漸減小。此外，根據本專利技術的另一個方面，一種用于光電發電的使用疊加原理的會聚裝置包括一個太陽能電池，在其一側上形成一個會聚表面；一個包括復數個單位透鏡的會聚透鏡，這些單位透鏡安裝在太陽能電池上側的一個平板外形內并且其面積對應于太陽能電池會聚表面的面積；以及一個用于將所述會聚透鏡固定在適當位置的框架，其中這些單位透鏡將入射于其上的日光疊加地照射且會聚到會聚表面上，并且包括一個平行地安裝在會聚表面垂直正上方上的非折射透光部以及復數個在與透光部相反的方向上以預定角度向下延伸的菲涅耳透鏡，其中根據透光部將菲涅耳透鏡的傾斜角設定為10到20度的角度。上述說明僅是本專利技術技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本專利技術的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本專利技術的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。本專利技術的具體實施方式由以下實施例及其附圖詳細給出。附圖說明圖1是一透視圖，其展示根據本專利技術第一實施例的會聚裝置。圖2是圖1的底視圖。圖3是沿圖2中線A-A截取的截面圖。圖4是展示在太陽能電池會聚表面上所測量的亮度的圖。圖5是一透視圖，其展示根據本專利技術第二實施例的會聚裝置。圖6是一透視圖，其展示根據本專利技術第三實施例的會聚裝置。圖7展示了習知會聚透鏡的一個實例，其中圖7a為頂視圖而圖7b為側視圖。具體實施例方式下文將參考本專利技術的優選實施例并結合附圖中所描述的實例對本專利技術進行詳細說明。圖1是一透視圖，其展示了根據本專利技術第一實施例的會聚裝置，圖2是圖1的底視圖，而圖3是沿圖2中線A-A所截取的截面圖。如圖所示，平行于形成于太陽能電池10上的會聚表面11的上表面安置根據本專利技術的一個方面的會聚透鏡20，并且會聚透鏡20包括復數個面積對應于會聚表面11面積的單位透鏡21。在此實施例中，共使用81(9×9)個單位透鏡來形成會聚透鏡。此時，對單個單位透鏡21進行配置以使其將其中的入射日光照射到太陽能電池10的會聚表面11上。這時，單個單位透鏡21所照射的日光的量對應于會聚表面11的面積，因此照射到會聚表面11的日光的量被疊加，從而與現有技術相比，增強了會聚表面11中的光強度。此外，使用疊加方法而非習知的聚焦方法進行行日光會聚，在整個會聚表面11上獲得一致亮度。在本實施例中，單位透鏡21包括一個安置在會聚透鏡20中部的非折射透光部210；以及復數個菲涅耳透鏡211，其圍繞所述透光部安置并且在其一表面上形成復數個鋸齒狀折射部211a。因此，如圖3中所示，透光部210上的入射日光直接透過并且照射到太陽能電池10的會聚表面11上，而菲涅耳透鏡211上的的入射日光被鋸型折射部211a以預定角度折射并且照射到會聚表面11。這里，如圖2所示，在各個菲涅耳透鏡211上形成的鋸型折射部211a垂直于由該菲涅耳透鏡211向透光部210中部延伸的直線并以本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于光電發電的使用疊加原理的日光會聚透鏡，其包括復數個單位透鏡（２１），所述單位透鏡（２１）以平板形狀安裝在太陽能電池（１０）的上側并且其面積對應于太陽能電池（１０）的會聚表面（１１）的面積，其中所述單位透鏡（２１）將入射于其上的日光疊加照射并且會聚到所述會聚表面（１１）上。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：李震根，柳光宣，
申請(專利權)人：大韓TECHREN株式會社，
類型：發明
國別省市：KR[韓國]