[发明专利]一种使用二次反射法实现数倍聚光的太阳能发电装置

摘要

本发明公开了一种使用二次反射法实现数倍聚光的太阳能发电装置，位于一次反光碗状壳体内的二次反光体，其外周壁上设置着与一次反射镜曲面相配合的二次反射镜曲面，一次反射镜曲面、二次反射镜曲面与光伏电池受光面之间的位置相互对应配合并形成相应的碗状空腔，二次反射镜曲面其截面的曲线函数为其相应坐标值与旋转抛物面截面函数曲线轨迹的坐标值一一相对应的曲线。本发明在光伏电池表面各点具有比较均匀的辐射强度，从而提高了单位面积的普通光伏电池的光电转换效率，甚至更高倍数的聚光比，达到在给定功率条件下，使用较少光伏电池的目的，因而可以降低光伏发电系统的总成本。

主权项

1.一种使用二次反射法实现数倍聚光的太阳能发电装置，胶膜(5)将与导电板(7)配合连接的光伏电池(6)密封在电路板上，导电板(7)及光伏电池(6)所构成的电流输出器一同配合设置在反射镜面体底部开口处的底座(12)内，环形防水密封压圈(4)配合密封反射镜面体下端开口，反射镜面体与光伏电池(6)朝上的受光面相配合设置，散热器基板(13)配合固装在位于反射镜面体底部的底座(12)上；反射镜面体由二次反光体(2)和一次反光碗状壳体(3)相配合构成，一次反光碗状壳体(3)其内周壁设置的一次反射镜曲面(11)为旋转抛物面；位于一次反光碗状壳体(3)内的二次反光体(2)，其外周壁上设置着与一次反射镜曲面(11)相配合的二次反射镜曲面(10)，该二次反射镜曲面(10)的中央轴线与一次反射镜曲面(11)的中央轴线相重合；一次反光碗状壳体(3)上端大圆开口被形状相应呈圆片状的透明防护盖板(1)固装密封；二次反光体(2)相应的上端与透明防护盖板(1)内表面相固接，二次反射镜曲面(10)的上端与一次反射镜曲面(11)的上端平齐，二次反射镜曲面(10)与一次反射镜曲面(11)相对应配合，一次反射镜曲面(11)、二次反射镜曲面(10)与光伏电池受光面之间的位置相互对应配合并形成相应的碗状空腔，其特征是：相应的入射光线经一次反射镜曲面(11)反射至二次反射镜曲面(10)形成首次反射的一次反射光线，经二次反射镜曲面(10)至光伏电池(6)受光面形成再次反射的二次反射光线，沿着一次反射光线传播方向的延伸线都相交于一次反射镜曲面(11)上方的光学焦点，一次反射镜曲面(11)与二次反射镜曲面(10)的中央轴线相重合于Y轴线，任意一条入射光线与被反射的一次反射光线在一次反射镜曲面(11)上形成的一次相交点至Y轴线的垂直距离为x₂，位于一次反射光线与二次反射光线在二次反射镜曲面(10)上形成二次相交点，位于二次反射光线相应在光伏电池(6)受光面上形成的受光点与Y轴线的垂直距离为x₁，其中，光伏电池(6)受光面与X轴线相重合，其圆心与坐标原点重合，圆片状光伏电池(6)受光面相应与Y轴线垂直；所述的一次反射镜曲面(11)的旋转抛物面其截面曲线函数为：其中，x₂为位于入射光线与一次反射光线在一次反射镜曲面(11)上形成的一次相交点至Y轴线的已知的垂直距离，0＜x₂≤R，R为内周壁一次反射镜曲面(11)上端半径；一次反射镜曲面(11)上端半径R与二次反射镜曲面(10)顶端半径r之间满足的函数关系为：其中，n为底部的光伏电池(6)受光面所接收的聚光辐射强度与入射太阳光辐射强度的比值，r也为圆片状光伏电池(6)的半径；则一次反射镜曲面(11)旋转抛物面截面函数曲线已知的x₂值与每一受光点所在位置处相应的已知x₁值之间满足的函数关系式为：其中，n为底部的光伏电池(6)受光面所接收的聚光辐射强度与入射太阳光辐射强度的比值，r也为圆片状光伏电池(6)的半径，根据每一个已知的x₂值对应可得知相应的x₁值；依据一次入射光线与二次入射光线在二次反射镜曲面(10)上遵循光反射的定律和二次反射镜曲面(10)截面的函数曲线线段其上端的已知坐标值，二次反射镜曲面(10)其截面的曲线函数为其相应坐标值与旋转抛物面截面函数曲线轨迹的坐标值一一相对应的曲线。