[实用新型]一种导光元件及具有该导光元件的光伏模组

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光学元件，特别是涉及一种导光元件。

本实用新型还涉及具有上述导光元件的光伏模组。

背景技术

地面太阳能光伏发电系统使用光伏电池将太阳辐射的能量转换成电能。光伏电池产电量与日照强度和光伏电池的面积成正比。光伏电池通常是由不同的半导体材料组成如,但不仅限于,硅或砷化镓。单结太阳能电池主要由硅材料构成,将阳光转换为电能的效率比较低,所以需要一个更大的硅芯片面积和很多的光伏电池,才能达到一个指定的发电量。相对来说,多结(MJ)光伏电池主要由镓砷化合物组成,将阳光转换为电能的效率比较高,所以需要较少的镓砷化合物芯片面积和数量比较少的光伏电池,可以达到同样的指定的发电量。聚光光伏电池接收的太阳辐射,可以有效降低成本,提高光伏电池的电力输出。其中一个聚光形式是使用一片聚光透镜和一个导光部件使直射日照投放到一块太阳能电池芯片上发电。为了正确引导阳光投放在光伏电池芯片之上,这些组件必须根据严格的公差来制造和组装。

一般聚光光伏模组由一个防水防尘外壳,装载着多个聚光光伏模块组成。每个模块的组成部件包括:一片聚光透镜、一个导光部件、一块太阳能芯片连座、及一个散热部件。聚光透镜把直射太阳辐射引导到导光部件,导光部件再把阳光引导和尽量均匀化到太阳能芯片上。太阳能芯片把部分的阳光转化成电能,而其余大部分没有转化成电能的阳光会转变成热能。太阳能芯片黏合在芯片座上的结构使得余热可以有效地传导到散热部件进行冷却。芯片座与芯片座之间被电缆连接,将电能引导到外部电缆接口。一般上模组都附有遮光部件保护着电缆和焊接接口,免受阳光损害。有关导光部件的设计,已经披露在公开文献内的包括有 US20080087323；US20090114282;US20090223555和Pablo Zamora et al.的导光部件。上述这些导光部件主要结构是使用光学玻璃平面棱镜,平面反射镜组合和科勒型式设计。

发明内容

本实用新型是为了解决现有技术中的不足而完成的，本实用新型的目的是提供一种结构简单、利用聚光和全内反射原理、提高聚光效率和均匀性的导光元件。

本实用新型的一种导光元件，包括由导光材料制成的柱状本体，所述柱状本体的顶部面积大于底部面积，所述柱状本体的顶部为轴对称自由曲面，所述柱状本体的四侧面均为自由曲面，所述四侧面形状与尺寸相同。

本实用新型的一种导光元件还可以是：

所述柱状本体顶部为轴对称非球面或球面，所述柱状本体四侧面均为桥面或渐变弧形面。

所述柱状本体顶部为轴对称非球面，所述柱状本体四侧面均为桥面。

所述柱状本体顶部为球面，所述柱状本体的四侧面均为渐变弧形面。

本实用新型的一种导光元件，由于其包括由导光材料制成的柱状本体，所述柱状本体的顶部面积大于底部面积，所述柱状本体的顶部为轴对称自由曲面，所述柱状本体的四侧面均为自由曲面，所述四侧面形状与尺寸相同。使用时，顶部朝向太阳光，顶部自由曲面透射及聚集光线，而自由曲面的四侧面使得光线全内反射，这样保证充分汇聚透射的太阳光，提升聚光效率，而且由于四个侧面形状与尺寸均相同，因此，汇聚阳光更加均匀。

本实用新型的目的还可以是提供一种结构简单、利用聚光和全内反射原理、提高聚光效率和均匀性的具有导光元件的光伏模组。

本实用新型的具有导光元件的光伏模组，其特征在于：包括外壳和位于所述外壳顶端的聚光透镜，所述外壳下部设置至少一个太阳能芯片，所述每个太阳能芯片下方设有散热器，所述太阳能芯片设置在芯片座上，所述每个太阳能芯片的正上方设置有权利要求1至4任意一权利要求所述的导光元件，所述导光元件由下自上穿过所述外壳底部，所述聚光透镜位于所述导光元件顶部的正上方。

本实用新型的具有导光元件的光伏模组还可以是：

所述聚光透镜为菲涅耳聚光透镜。

附图说明

图1本实用新型一种导光元件实施例示意图。

图2本实用新型一种导光元件另一实施例示意图。

图3一种具有本实用新型导光元件的光伏模组实施例组合图。

图4一种具有本实用新型导光元件的光伏模组实施例拆分图。

图号说明

1…柱状本体              2…顶部              3…底部

4…四侧面                5…外壳              6…聚光透镜

7…本实用新型导光元件    8…太阳能芯片連座    9…散热器