非成像聚光透鏡及太陽能聚光裝置的製作方法
2023-06-08 21:46:06 1
專利名稱：非成像聚光透鏡及太陽能聚光裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種非成像聚光透鏡，尤其是一種可應用於太陽能聚光裝置的非成 像聚光透鏡。
背景技術：
太陽能作為一種新型能源，日益受到人們的普遍重視。目前，常見的太陽能聚光裝置通常採用點聚焦菲涅爾透鏡會聚太陽光。參見圖 1，該種點聚焦菲涅爾透鏡30包括多個以同心圓分布的球面鋸齒31，由於每個球面鋸齒 31仍然具有類似平凸透鏡的曲面32和平面33，因此它與普通的凸透鏡一樣具有將光的會 聚至其焦點的作用。將太陽能電池板(圖未示)設置在點聚焦菲涅爾透鏡30焦平面之前 的適當位置即可收集太陽能。參見圖2，由於太陽距地球表面較遠，太陽光通常被視為相互平行的光線。當 點聚焦菲涅爾透鏡30的各個球面鋸齒寬度同為d的時候，每一個球面鋸齒接收到的太陽 光線的數量相同。然而，相互平行的太陽光線透射過點聚焦菲涅爾透鏡30後被各球面鋸 齒31不同程度的彎折而不再相互平行。圖2清楚的示出，不同的球面鋸齒31在L平面 上聚集的太陽光斑尺寸屯、d2不同，由此可見，被彎折的太陽光線在射向點聚焦菲涅爾 透鏡30的焦點O的過程中，其在平行於透鏡焦平面O1O2的任一平面L上的光強度分布 都不均勻，從而太陽能電池板被設置於平面L的位置上時，其各處受到的太陽光照強度 的不均勻，不利於太陽能電池板的充分利用。有鑑於此，有必要提供一種能夠使被會聚後的太陽光線強度分布仍具有較佳均 勻度的聚光透鏡。
發明內容
下面將以具體實施例說明一種能夠使被會聚後的太陽光線強度分布仍具有較佳 均勻度的聚光透鏡。—種非成像聚光透鏡，其包括一個平板狀透明體，一個圓錐形凸起以及多個環 狀凸起，該透明體包括相對設置的第一表面及第二表面，該第一、第二表面均為平坦表 面；該圓錐形凸起設置在透明體的第一表面上且具有一底面圓心；該多個環狀凸起設置 在該透明體的第一表面上並環繞該底面圓心呈同心圓狀分布在圓錐形凸起周圍，該多個 環狀凸起的沿垂直於第一表面方向上的橫截面為分布在圓錐形凸起兩側、分別沿透明體 半徑方向相鄰排列的多個三角形，各個三角形包括一條位於第一表面上的第一邊、與該 第一邊相鄰且鄰近圓錐形凸起底面圓心的第一夾角、以及與該第一邊相鄰且遠離圓錐形 凸起底面圓心的第二夾角，各三角形位於第一表面上的第一邊的長度從該圓錐形凸起的 底面圓心起沿環狀凸起的徑向方向依次增大，任一三角形的第一夾角大於其第二夾角， 且任一三角形的第一夾角小於等於90度。本發明實施例還提供一種具有該種非成像聚光透鏡的太陽能聚光裝置，其包括如上述的非成像聚光透鏡以及設置在該非成像聚光透鏡的具有環狀凸起一側的太陽能電 池板，該透明體與太陽能電池板相互平行且二者均呈圓形，該太陽能聚光裝置滿足以下 關係式
權利要求
1.一種非成像聚光透鏡，其包括一個平板狀透明體，該透明體包括相對設置的第一表面及第二表面，該第一、第二 表面均為平坦表面；一個圓錐形凸起以及多個環狀凸起，該圓錐形凸起設置在透明體的第一表面上且 具有一底面圓心，該多個環狀凸起設置在該透明體的第一表面上並環繞該底面圓心呈同 心圓狀分布在圓錐形凸起周圍，該多個環狀凸起的沿垂直於第一表面方向上的橫截面為 分布在圓錐形凸起兩側、分別沿透明體半徑方向相鄰排列的多個三角形，各個三角形包 括一條位於第一表面上的第一邊、與該第一邊相鄰且鄰近圓錐形凸起底面圓心的第一夾 角、以及與該第一邊相鄰且遠離圓錐形凸起底面圓心的第二夾角，各三角形的第一邊的 長度從該圓錐形凸起的底面圓心起沿環狀凸起的徑向方向依次增大，任一三角形的第一 夾角大於其第二夾角，且任一三角形的第一夾角小於等於90度。
2.如權利要求1所述的非成像聚光透鏡，其特徵在於，各三角形的第一邊的長度從該 圓錐形凸起的底面圓心起沿環狀凸起的徑向方向以等差數列依次增大。
3.如權利要求1所述的非成像聚光透鏡，其特徵在於，各三角形的第一夾角大小相同。
4.如權利要求1所述的非成像聚光透鏡，其特徵在於，所述各三角形的第一夾角大小 為45 90度。
5.如權利要求4所述的非成像聚光透鏡，其特徵在於，所述各三角形的第一夾角大小 為87 90度。
6.如權利要求5所述的非成像聚光透鏡，其特徵在於，所述各三角形的第一夾角為 90度。
7.如權利要求1所述的非成像聚光透鏡，其特徵在於，所述各三角形的第二夾角從該 圓錐形凸起的底面圓心起沿環狀凸起的徑向方向依次增大。
8.如權利要求1所述的非成像聚光透鏡，其特徵在於，所述各三角形的與第一邊相鄰 的另外兩條邊的交匯處形成有圓角。
9.如權利要求1所述的非成像聚光透鏡，其特徵在於，所述平板狀透明體呈圓形。
10.一種太陽能聚光裝置，其包括如權利要求1所述的非成像聚光透鏡以及設置在該 非成像聚光透鏡的具有環狀凸起一側的圓形太陽能電池板，該透明體與太陽能電池板相 互平行，該太陽能聚光裝置滿足以下關係式
11.如權利要求10所述的太陽能聚光裝置，其特徵在於，各三角形的第一夾角大小相同。
12.如權利要求11所述的太陽能聚光裝置，其特徵在於，所述各三角形的第一夾角為 90度。
13.如權利要求10所述的太陽能聚光裝置，其特徵在於，所述各三角形的與第一邊相 鄰的另外兩條邊的交匯處形成有圓角。
14.如權利要求10所述的太陽能聚光裝置，其特徵在於，各三角形的第一邊的長度從 該圓錐形凸起的底面圓心起沿環狀凸起的徑向方向以等差數列依次增大。
全文摘要
本發明提供一種非成像聚光透鏡，其包括一個平板狀透明體、一個圓錐形凸起及多個環狀凸起。該透明體包括相對設置的第一、第二表面。該圓錐形凸起設置在第一表面上。該多個環狀凸起設置在第一表面上並環繞圓錐形凸起的底面圓心呈同心圓分布在圓錐形凸起周圍，該多個環狀凸起的沿垂直於第一表面方向上的橫截面為沿環狀凸起徑向相鄰排列並分布在圓錐形凸起兩側的多個三角形。該種非成像聚光透鏡會聚後的光線在具有均勻的光線強度分布。本發明還提供一種太陽能聚光裝置。
文檔編號G02B3/08GK102023327SQ20091030704
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月15日 優先權日2009年9月15日
發明者曹治中, 林姍儒, 陳昱樹, 韋安琪 申請人:富士邁半導體精密工業(上海)有限公司, 沛鑫能源科技股份有限公司