[发明专利]太阳光聚光方法及装置、带有聚光装置的太阳能发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳光聚光的方法和装置，以及带有聚光装置的太阳能发电装置。

背景技术

目前太阳能应用随着全球能源危机加剧和环保意识提高而得到越来越广泛的青睐，而太阳能发电、太阳能集热的发展瓶颈在于太阳光跟踪聚光系统的构造复杂、价格昂贵，能否经济高效利用太阳能的关键在于太阳聚光和跟踪水平的优劣。世界各国都将提高太阳能发电效率，降低太阳能发电成本，作为科学研究以及产业化的前沿工作。根据中国广播网2007年10月7日的报道，在内蒙古鄂尔多斯建成的全国最大规模的太阳能光伏示范电站所使用的是由中国科技大学陈应天教授发明的光漏斗聚光发电装置，总装机容量达205KW。该装置实现了普通光伏硅电池的4倍聚光发电，然而该装置由于跟踪装置的结构复杂依然增加了不少成本。另一方面，现在市面销售的太阳能热水器，加热的热水温度都不够高，也是由于太阳光跟踪装置成本较高而没有使用聚光器的结果。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳光聚光方法及装置、带有聚光装置的太阳能发电装置，要解决的技术问题是无须每日跟踪太阳光，实现较高倍数聚光。

本发明采用以下技术方案：一种太阳光聚光方法，所述太阳光聚光方法采用折射率大于空气或真空介质的楔型光密介质体，光线从楔型光密介质体长边入射后，经另一长边反射再次到达入射长边时，入射角大于全反射角，光线经该长边和另一长边的往复反射最终到达底部的短边，得到倍数于入射光的均匀聚光。

本发明的太阳光聚光方法，所述楔型光密介质体两长边的夹角与入射光可聚光最小入射角呈α1＝arcsin{n*sin[arcsin(1/n)-2α2]}关系。

本发明的太阳光聚光方法，所述另一长边采用镜面。

本发明的太阳光聚光方法，所述楔型光密介质体为直角边楔型体，斜边为光线入射边，短直角边为聚光边。

本发明的太阳光聚光方法，所述楔型光密介质体是玻璃透明固体、环氧树脂透明固体、透明塑料固体或构件密闭透明填充液组成的结构。

一种太阳光聚光装置，所述太阳光聚光装置为楔型光密介质体结构，楔型光密介质体的折射率大于空气或真空的折射率，楔型光密介质体两长边的夹角与入射光可聚光最小入射角呈α1＝arcsin{n*sin[arcsin(1/n)-2α2]}关系，聚光面为楔型的短边。

本发明的太阳光聚光装置，所述楔型光密介质体为直角边楔型体，斜边为光线入射边，短直角边为聚光边。

一种带有聚光装置的太阳能发电装置，具有太阳能电池板组件和支架，所述太阳能电池板组件设置在楔型光密介质体所构成的太阳光聚光装置的聚光边上，太阳光聚光装置的聚光边为楔型光密介质体的短边，楔型光密介质体的折射率大于空气或真空的折射率，楔型光密介质体两长边的夹角与入射光可聚光最小入射角呈α1＝arcsin{n*sin[arcsin(1/n)-2α2]}关系。

本发明的带有聚光装置的太阳能发电装置，所述楔型光密介质体折射率为1.5，楔型光密介质体为直角边楔型体，斜边与短直角边的长度比为6∶1。

本发明的带有聚光装置的太阳能发电装置，所述太阳能电池板组件与支架之间设置有角度调节杆。

本发明与现有技术相比，采用大于空气或真空折射率的楔型光密物体聚光，当光线从楔型光密体长边入射后，经反射再次到达透明长边时，入射角大于全反射角，光线经透明长边和镜面的往复反射最终到达底部的短边，并得到较高倍数的均匀聚光，无须昂贵的太阳光跟踪装置，取得太阳光均匀的聚光，结构简单，大大降低了产品成本，且能取得聚光比超过4倍的均匀聚光效应，能有效提高太阳能发电或供热的效率。

附图说明

图1为本发明实施例带有聚光装置的太阳能发电装置测试示意图。

图2-1为本发明太阳光聚光装置的第一实施例的主视图。

图2-1a为图2-1中的局部结构I的放大示意图。

图2-2为图2-1的左视图。

图2-3为图2-1的俯视图。

图3-1为本发明太阳光聚光装置的第二实施例的主视图。

图3-1a为图3-1中的局部结构II的放大示意图。

图3-2为图3-1的左视图。

图3-3为图3-1的俯视图。

图4为本发明实施例楔型光密物体的光路原理图。

具体实施方式