一种双凸面聚光器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105428447A(43)申请公布日2016.03.23(21)申请号201510822057.4(22)申请日2015.11.24(71)申请人四川钟顺太阳能开发有限公司地址610207四川省成都市双流县西南航空港经济开发区工业集中发展区三期内(72)发明人黄忠黄饶帅麒罗敏杨再华(74)专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理有限公司51214代理人刘凯(51)Int.Cl.H01L31/054(2014.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种双凸面聚光器(57)摘要本发明公开了一种双凸面聚光器，所述聚光器上端面为向上凸起的上部聚光折射面，所述聚光器下端面为向下凸起的下部聚光折射面，所述上部聚光折射面和下部聚光折射面均为非球面，平行入射的光线依次经过上部聚光折射面和下部聚光折射面两次折射后，在所述聚光器下方的电池接收板上形成聚光光斑，所述下部聚光折射面的轮廓形状随上部聚光折射面的轮廓形状的变化而变化。本发明通过具有上下两个非球面的聚光折射面，对入射光线进行两次折射，控制光线达到指定的位置并使光线快速汇聚，大大缩短了光程，使其组件厚度仅为单曲面聚光器厚度的60%。CN105428447ACN105428447A权利要求书1/2页1.一种双凸面聚光器，其特征在于：所述聚光器(1)上端面为向上凸起的上部聚光折射面(101)，所述聚光器(1)下端面为向下凸起的下部聚光折射面(102)，所述上部聚光折射面(101)和下部聚光折射面(102)均为非球面，平行入射的光线依次经过上部聚光折射面(101)和下部聚光折射面(102)两次折射后，在所述聚光器(1)下方的电池接收板上形成聚光光斑，所述下部聚光折射面(102)的轮廓形状随上部聚光折射面(101)的轮廓形状的变化而变化，所述下部聚光折射面(102)的轮廓形状在形成上部聚光折射面(101)轮廓形状的平面坐标系中的曲线方程，由以下公式得出：任意两条入射光线通过上部聚光折射面(101)的偏转角度α为已知，对于通过上部聚光折射面(101)后的第一条入射光线(201)，令y’0＝h0，则y'0＝y'n-1-△x'*tgφn-1△x'＝△x-ctg(αn-1)*(y'n-1-h0)+ctgαn(y'n-h0)△x＝[xn-1-ctgαn-1*(yn-1+h0)]-[xn-ctgαn(yn+h0)]其中，h0为玻璃厚度，b为第一条入射光线(201)与y＝h'直线的交点与Y轴的垂直距离，h'为光斑到玻璃上表面(301)的距离，x0为第一条入射光线(201)在上部聚光折射面(101)的起点，α0为第一条入射光线(201)通过上部聚光折射面(101)后与X轴的夹角，β0为第一条入射光线(201)在下部聚光折射面(102)横截面的折射角，θ0为第一条入射光线(201)在下部聚光折射面(102)横截面的入射角，φ0为第一条入射光线(201)与下部聚光折射面(102)横截面交点处的曲线法线与y轴的锐角夹角，△x为第一条入射光线(201)和第二条入射光线(202)分别与玻璃下表面(302)交点的距离，△x′为第一条入射光线(201)和第二条入射光线(202)分别与下部聚光折射面(102)折射点的水平距离，n为材料折射率；由上述表达式可推导得到第n条入射光线的方程为：△x＝[xn-1-ctgαn-1*(yn-1+h0)]-[xn-ctgαn(yn+h0)]………公式1△x'＝△x-ctg(αn-1)*(y'n-1-h0)+ctgαn(y'n-h0)…………公式2y'0＝y'n-1-△x'*tgφn-1…………公式3…………公式4x'n＝x'n-1-△x'………公式5………公式6其中，N为一个自然数，即将整个曲面的横截面分成N等分，d为光线等比压缩的比例，数值上等于公式1可由上部聚光折射面求得，将公式2代入公式3，结合公式1求得y'n，2CN105428447A权利要求书2/2页将y'n代入公式6求得βn，将y'n代入公式2求得△x'，将△x'代入公式5求得x'n，这样就得到下部聚光折射面(102)的各点坐标(y'n，x'n)，即得到下部聚光折射面(102)的曲线。3CN105428447A说明书1/4页一种双凸面聚光器技术领域[0001]本发明属于太阳能利用技术领域，特别涉及一种双凸面聚光器。背景技术[0002]太阳能具有清洁、无资源地域限制、对人类来说永无枯竭等优良特性，越来越受到人们的青睐，其中太阳能光伏利用即太阳光通过光伏器件直接转换成电能的技术尤其引人注目。但由于光伏系统中的光伏电池价格昂贵，致使现阶段光伏发电的发电成本较常规发电成本高出数倍，因此光伏技术还没有迎来大规模应用的时代。[0003]在目前的情况下，降