[发明专利]应用于聚光光伏模组的二次聚光/匀光集成装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种二次聚光/匀光装置，尤其涉及一种应用于聚光光伏模组的二次聚光/匀光集成装置。 

背景技术

随着传统能源的日益枯竭以及环境污染的加剧，太阳能已成为一种极具开发潜力的新能源。在太阳能利用领域中，太阳能光伏发电技术是最具有应用前景的太阳能利用方式，太阳能光伏发电技术现已成为世界各国争先研究的重要课题之一，而研究的重点是如何提高太阳能电池的光电转换效率，以及如何降低光伏发电的成本。目前应用最广泛的解决方案就是在太阳能光伏系统中引进聚光器，即采取聚光光伏系统实现光伏发电的技术。 

当前普遍应用的聚光器主要有两种：一种是反射式聚光器，一种是透射式聚光器。以菲涅耳透镜为代表的透射式聚光器以其成本低廉、易大批量生产、方便集成等诸多优点，在国内外得到广泛的应用。但经过菲涅耳透镜的高倍聚光而形成的光斑会因聚光不均匀而产生热点，容易因温度过高而损伤太阳能电池，这样就会大大降低太阳能电池的光电转换效率以及减少电池使用寿命，因此急需对聚光器的结构设置进行相应改进，以满足使用要求。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种二次聚光/匀光装置，主要用在高倍聚光光伏模组中，实现针对经过一次聚光后的光束进行二次聚光及匀光的作用，该装置不仅能提高入射到太阳能电池的光斑强度均匀性，而且还可以实现对菲涅尔透镜出射光束的二次聚光，进一步增大聚光光伏系统的总聚光比。 

本发明的目的通过以下技术方案来实现： 

应用于聚光光伏模组的二次聚光/匀光集成装置，特点是：所述二次聚光/匀光集成装置为一梯形的槽式结构，包括上、下两端口及四个梯形的侧壁，上、下两端口敞开，四个梯形的侧壁封闭，在梯形槽的内壁镀有高反膜层；上端口横截面为光束的入射面，下端口横截面为光束出射面，上端口横截面的面积与下端口横截面的面积之比为169∶25。 

进一步地，上述的应用于聚光光伏模组的二次聚光/匀光集成装置，所述高反膜层的材料为阳极氧化复合膜。 

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在： 

本发明设计独特、结构新颖，该二次聚光/匀光集成装置不仅可以起到二次聚光的作用，而且还可将强度分布不均匀的光束变的更加均匀，达到匀光的目的；进一步增大了聚光光伏系统的总聚光比，大大改善太阳能电池上的光斑强度的均匀性，显著提高太阳能电池转换效率。成本低、功能卓越，使用简洁，经济效益和社会效应显著，堪称具有新颖性、创造性、实用性的好技术。 

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明： 

图1：聚光光伏模组光路结构示意图； 

图2：本发明二次聚光/匀光集成装置的立体图； 

图3：本发明二次聚光/匀光集成装置的剖面图； 

图4：有且最多仅有一次反射时的仿真分析图； 

图5：有且最多仅有二次反射时的仿真分析图； 

图6：有且最多仅有三次反射时的仿真分析图； 

图7：有且最多仅有四次反射时的仿真分析图； 

图8：单透镜形成的光斑强度分布图； 

图9：单透镜加二次聚光/匀光集成装置后形成的光斑强度分布图。 

图中各附图标记的含义： 

1--一次聚光器，2--二次聚光/匀光集成装置，3--太阳能电池。 

具体实施方式

为增大聚光光伏系统的聚光比，并且改善入射到太阳能电池的光斑强度均匀性；本发明设计一种二次聚光/匀光集成装置，该装置不仅能提高入射到太阳能电池的光斑强度均匀性，而且还可以实现对菲涅尔透镜出射光束的二次聚光，进一步增大聚光光伏系统的总聚光比。 

如图2、3所示，应用于聚光光伏模组的二次聚光/匀光集成装置，该二次聚光/匀光集成装置2为一梯形的槽式结构，包括上、下两端口及四个梯形的侧壁，上、下两端口敞开，四个梯形的侧壁封闭，在梯形槽的内壁镀有高反膜层；二次聚光/匀光集成装置2的上端口横截面为光束的入射面，下端口横截面为光束出射面；入射光束经过一次反射器的一次反射后进入该二次聚光/匀光集成装置，又经过该二次聚光/匀光集成装置内壁的多次反射到达太阳能电池上。其中，高反膜层的材料为阳极氧化复合膜，上端口横截面的面积与下端口横截面的面积之比为169∶25。