[实用新型]固定式聚光透镜及其应用的聚光模块与光电转换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种聚光透镜，尤其是指透过设计不需跟随光源移动的一种固定式的聚光透镜及其应用的聚光模块与光电转换装置。

背景技术

近年来环保意识抬头，各式的再生能源都受到高度的重视，例如太阳能、风能、水能及地热等等。其中，太阳能是能源运用所关注的焦点之一。在光照充足的地区，太阳能的供应源源不绝，生产过程不会产生环境污染，又不会消耗其它地球资源导致温室效应，而因为有着上述的优点，太阳能的运用一直是大家所关注的焦点，也确实有着举足轻重的地位。

已知太阳能转换电能的模块有分为硅晶半导体、薄膜(thin film)及三五族(III-V group)化合物半导体等等。其中硅晶半导体与薄膜式的太阳能转换电能的模块，其转换的效率皆不高(仅约15％左右)，且只限于太阳光直接照射的三小时之间，因此若要能实际运用，成本过于昂贵，不符合经济效益。

而三五族化合物半导体所制成的太阳能转换电能的模块，其有着抗高温的特性，因此后来便发展出了聚光型太阳能电池(concentrated photovoltaic，CPV)的技术，利用各式透镜进行光的聚集，并透过设置光传感器(light sensor)与追日系统(tracking system)增加日照时间，来提升转换效率，并降低太阳能电池的使用面积。

但在太阳能模块设置光传感器与追日系统仍会使成本过高，使得家用或其它小型用户无法负担，降低太阳能模块的实用价值。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种固定式的聚光模块，使光电转换不需另外设置光传感器与追日系统也能够延长日照的时间，以降低设置的成本，并提升光电转换模块的能量转换效率，进一步增进光电转换模块的实用价值。

为了达到上述目的，根据本实用新型的一方案，提供一种固定式聚光透镜，其应用于聚集规律移动的一移动光源所产生的光线，包含一受光曲面、两侧面以及一底面，受光曲面是设置于聚光透镜的顶部，底面设置于聚光透镜的底部，而两侧面则以倾斜的方式，设置于受光曲面及底面的两侧。其中，受光曲面平行于移动光源的移动方向的弧度，为一第一弧度，而受光曲面垂直于移动光源的移动方向的弧度，为一第二弧度，使移动光源所投射出的光线能够聚集至一预定区域，特别的是，该第一弧度所涵盖的受光范围大于该第二弧度的受光范围。

其中，移动光源所投射的光线，是透过受光曲面折射进入聚光透镜中，再经由底面透出该聚光透镜，并聚集至该预定区域。

该底面包含有一第一底边、一第二底边、一第三底边及一第四底边，第一底边与第三底边是底面相应的两边，而第二底边与第四底边则是底面另一组相应的边。特别的是，第一底边与第三底边的长度相同，而第二底边与第四底边的长度相同，且第一底边及第三底边的长度大于第二底边及第四底边的长度。底面的第一底边与第三底边系分别与两侧面相接，而第二底边及第四底边则是与受光曲面相接。

根据本实用新型的另一方案，提供一种聚光模块，包括有一聚光透镜及一二次光学模块，其中聚光透镜包含一受光曲面、两侧面以及一底面，受光曲面及底面是对应设置于该聚光透镜的两端，而两侧面则以倾斜的方式，设置于受光曲面及底面的两侧，以将光线聚集至一预定区域。

而二次光学模块是设置于预定区域旁，用以将并未聚集至预定区域的光线进行反射形成一二次光，并使二次光能够投射至预定区域；其中，该受光曲面平行于移动光源的移动方向的弧度，为一第一弧度，而受光曲面垂直于移动光源的移动方向的弧度，则为一第二弧度，使移动光源所投射出的光线能够聚集至预定区域。

又，二次光学模块包含有一第一反射面、一第二反射面及一第三反射面，第二反射面设置于第一反射面与第三反射面之间，其中该第一反射面是用来将并未聚集至预定区域的光线反射至该第二反射面，以形成二次光，而该第二反射面接收到该二次光后，会将其再反射至第三反射面，最后第三反射面又会将该二次光进行反射，使其能够聚集至该预定区域。特别的是，该第一反射面、第二反射面及第三反射面是以垂直围绕的方式设置于该预定区域旁。

另外，可以将一光电转换模块设置于该预定区域，以将聚光透镜所聚集的光线的光能转换成电能，并传送至一蓄电模块作储存。而该光电转换模块的非受光侧更可设置一散热模块，以降低该光电转换模块的温度，避免该光电转换模块因为温度过高而影响转换效率或毁损。