[发明专利]太阳能聚光装置及太阳能发电系统

说明书

本发明属于太阳能发电技术领域，公开了一种太阳能聚光装置及太阳能发电系统。太阳能聚光装置包括光波导片、光栅薄膜和太阳能电池板，光波导片包括用于光线耦入的第一平面以及与第一平面平行的第二平面；光栅薄膜贴附于第一平面上，光栅薄膜朝向太阳光，太阳光经过光栅薄膜衍射后，在第一平面和第二平面内发生定向全反射传播；太阳能电池板设置于光波导片的侧面，连接于第一平面和第二平面之间，太阳能电池板位于光波导片内反射光传播方向的下游。该太阳能聚光装置使用时的太阳能的整体利用率高，且制造和使用成本大大降低。

技术领域

本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种太阳能聚光装置及太阳能发电系统。

背景技术

随着节能减排战略的推进，各种可再生能源的开发利用越来越受到人们的重视。在各种可再生能源中，太阳能以其分布广泛、取之不尽、用之不竭、无污染、成本低以及便利等特点成为了重点发展的对象。

太阳能的利用方案主要包括光热和光伏两大类，其中光伏发电以其高效、系统简洁、寿命长以及维护简单的优势而备受青睐，成为太阳能利用的主流技术。

光伏发电的核心元件是太阳能电池板。常见的太阳能电池板由于制作技术限制，其面积总是较小，而太阳能的总体利用率的大小与单个太阳能电池板对于光能的利用率以及收集太阳能的总面积两者有关。在单个太阳能电池板对于光能的利用率为常数时，只能通过铺设多个太阳能电池板来增加太阳能的总体利用率，但是这一方式的成本太高，无法大规模推广。

现有技术中还存在一种通过荧光平面光波导结构1’来汇聚太阳光3’，从而减少太阳能电池板2’使用量的聚光器件，如图1所示。由于荧光平面光波导结构1’对太阳光3’不具有导向作用，使用此方案在收集太阳能时，其每个侧边都需要放置太阳能电池板2’以对太阳能进行收集利用，太阳能的利用率较低。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种太阳能聚光装置，太阳能的整体利用率高，且制造和使用成本大大降低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

太阳能聚光装置，包括：

光波导片，包括用于光线耦入的第一平面以及与所述第一平面平行的第二平面；

光栅薄膜，贴附于所述第一平面上，所述光栅薄膜朝向太阳光，所述太阳光经过所述光栅薄膜衍射后，在所述第一平面和所述第二平面内发生定向全反射传播；

太阳能电池板，设置于所述光波导片的侧面，连接于所述第一平面和所述第二平面之间，所述太阳能电池板位于所述光波导片内反射光传播方向的下游。

作为本发明提供的太阳能聚光装置的可选方案，所述光栅薄膜的衍射角度大于所述光波导片的全反射角临界角。

作为本发明提供的太阳能聚光装置的可选方案，所述光栅薄膜为全息光学薄膜(HOE膜)。

作为本发明提供的太阳能聚光装置的可选方案，所述光栅薄膜的材料为银盐干板、重铬酸盐明胶、光致聚合物、光刻胶或光折变玻璃中的一种。

作为本发明提供的太阳能聚光装置的可选方案，所述光栅薄膜为衍射光学薄膜(DOE膜)。

作为本发明提供的太阳能聚光装置的可选方案，所述光栅薄膜的长度小于所述光波导片的长度，所述光栅薄膜的宽度不大于所述光波导片的宽度。

作为本发明提供的太阳能聚光装置的可选方案，所述太阳能电池板的长度不大于所述光波导片的宽度，所述太阳能电池板的长度不小于所述光栅薄膜的宽度。

作为本发明提供的太阳能聚光装置的可选方案，所述光栅薄膜采用曝光法、电子束光刻法或纳米压印法中的一种方法制作。

作为本发明提供的太阳能聚光装置的可选方案，所述太阳能电池板上设置有电池接头。