[实用新型]一种高性能太阳能装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能利用设备，具体涉及一种高性能太阳能装置。

背景技术

太阳能电池组件的光电转换效率和转换材料的效率与光生载流子的多少密切相关，因此，要满足高注入载流子的条件是提高光照强度；光照强度提高必然产生大量的热，而高热将使太阳能电池转换效率下降，甚至损坏太阳能电池；采用单一聚光器，需要很高的聚光精度，带来制造成本大幅度增加；大功率太阳能发电装置一般都必须固定安装，不能车载或便携，限制了使用环境；目前，太阳能热水器基本上是中、低温型，冬天或者在高寒地区不适用；目前使用的太阳能灶基本上是露天使用，即不方便也不卫生，并且不便于操作；现在应用的太阳光照明装置，由于采光原因达不到正常照明所要求的照度。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有太阳能应用设备的不足，设计制造一种结构简单、成本低廉的满足太阳能产生电能、热能、光能的高性能太阳能装置。

上述目的是通过以下技术方案实现的：一种高性能太阳能装置，包括固定安装在支架上的聚光器、透镜聚光系统和反射器，所述聚光器、透镜聚光系统和反射器具有同一光轴，透镜聚光系统设置于聚光器上部，反射器设置于透镜聚光系统上部；在透镜聚光系统的下方，沿所述光轴方向设置有分光系统，沿分光系统出射种类光的方向分别设置太阳能转换设备。

聚光器、反射器、透镜聚光系统的相互位置将投射至聚光器上的太阳光经过聚光器、反射器、透镜聚光系统、分光系统组成的整个装置，会聚到太阳能转换设备上，并最大限度地减少传输损失，并使整体结构紧凑。反射器与透镜聚光系统在大小、反射器采用的方式上最好相互匹配，即：采用较大并具有聚光功能的反射器时，最好透镜聚光系统较小；若采用较小的、仅具有反射功能的反射器时，最好透镜聚光系统比较大。无论是反射器大还是透镜聚光系统大，反射器垂直于光轴的最大截面积不小于经聚光器会聚反射的光斑面积。反射器会聚后反射至透镜聚光系统上的光斑面积不大于透镜聚光系统最先接受反射器会聚后反射光的透镜镜口垂直于光轴的截面积。

聚光器可采用任何方式、形式、几何形状、材料制成，只要能将照射其上的光沿光轴会聚反射到其上方即可。

反射器可采用任何方式、形式、几何形状、材料制成，只要能将照射其上的光反射到透镜聚光系统上即可。

透镜聚光系统由单一透镜或多面透镜组成，透镜种类不限，只要整个系统具有聚光功能，并将照射其上的光会聚后传至设置在其下方的太阳能转换设备上即可。经过透镜聚光系统会聚的光斑面积，最好等于或小于太阳能转换设备垂直于光轴的端口截面积。透镜聚光系统可作成封闭型式，其内部可抽成真空或充入惰性气体，也可加入除湿材料。

所述太阳能转换设备为太阳能电池组件、热管、光纤、液体循环传热系统等，使用这些器件产生电能、热能或光能，以满足不同的使用要求，并可形成多种组合方式或形式。

所述分光系统包括滤光镜和分光镜，根据需要设置滤光镜或分光镜可以提高太阳能全光谱利用效果。在有太阳能电池组件或光纤的装置中，可设置滤光镜降低聚光所产生的热量，可降低热量对太阳能电池组件或光纤性能的影响。在使用滤光镜而产生热量的区域可设置热管收集热能，产生热量的区域可作成封闭型式，以利热能的收集。滤光镜可设置在任意位置，只要满足使用要求即可。

分光系统可以是单一分光镜，也可是由分光镜与其它光学器件共同组成，并可设置在任意位置，只要满足使用要求：分光系统出射光的光斑面积不大于被直接照射的太阳能转换设备垂直于出射光光轴的端口截面积。当分光系统出射的种类光直接投射到太阳能转换设备上时，太阳能转换设备应分别按照接收光波的种类，沿种类光的光轴方向设置。当分光系统设置在反射器与透镜聚光系统之间时，则按照需要转换的分光系统出射种类光的数量，并沿种类光光轴方向设置若干透镜聚光系统，在各透镜聚光系统出射光端，沿透镜聚光系统光轴方向分别设置不同的太阳能转换设备。若在透镜聚光系统中的某一位置设置分光系统，则应参照上述方式确定处于分光系统后部的透镜聚光分系统设置的数量和位置，并与太阳能转换设备适当衔接。

热管可采用柔性或刚性热管。当采用刚性热管时，可采用任何机械运动机构，将若干根热管连接起来，做成热管运动传热系统，解决刚性热管在与其它设备直接连接时，不能随太阳跟踪系统运动的问题，只要该运动机构不影响或很少影响热管系统的传热效果即可。