集光模塊的制作方法
【專利摘要】一種集光模塊，包括一主集光板、一集光組件與一電能產(chǎn)生模塊。主集光板包括一主集光面與一出光面。集光組件包括一第一表面與一第二表面。第一表面的面積大于第二表面的面積。主集光面用以接收光線。出光面射出主集光面所接收的光線。第一表面接收來(lái)自出光面的光線。第二表面將第一表面所接收的光線射出至電能產(chǎn)生模塊。電能產(chǎn)生模塊將光線的能量轉(zhuǎn)換成電能。
【專利說(shuō)明】集光模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種集光模塊，特別涉及一種可提高集光比的集光模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著人類環(huán)保意識(shí)的抬頭，再生能源的研究與發(fā)展紛紛受到重視。其中，由于太陽(yáng)光線的取得較其他再生能源容易，使得業(yè)者紛紛投入大量資金進(jìn)行太陽(yáng)能發(fā)電的發(fā)展。
[0003]目前，太陽(yáng)能發(fā)電的方法可分成兩種，第一種太陽(yáng)能發(fā)電方法是為利用光熱轉(zhuǎn)換方式將太陽(yáng)光所具有的熱能轉(zhuǎn)換成電能，第兩種太陽(yáng)能發(fā)電方法是為利用光電轉(zhuǎn)換方式將太陽(yáng)所發(fā)出的光能轉(zhuǎn)換成電能。
[0004]在多個(gè)太陽(yáng)能電池模塊所組成的太陽(yáng)能電池系統(tǒng)中，以固定角度接受太陽(yáng)光照射最為普遍。但由于太陽(yáng)光入射于太陽(yáng)能電池系統(tǒng)的角度會(huì)隨著時(shí)間與設(shè)置地點(diǎn)的經(jīng)緯度而有所變動(dòng)，使得太陽(yáng)能電池系統(tǒng)吸收太陽(yáng)光的照射量降低，進(jìn)而使得發(fā)電量降低。因此，如何使固定角度接受太陽(yáng)光照射的太陽(yáng)能電池系統(tǒng)提升光電轉(zhuǎn)換效率成為相關(guān)業(yè)者研究與開發(fā)的方向之一。
[0005]此外，為了提升太陽(yáng)能電池系統(tǒng)吸收太陽(yáng)光的照射量，相關(guān)業(yè)者提出利用追蹤模塊結(jié)合太陽(yáng)能電池模塊的追日型太陽(yáng)能電池系統(tǒng)。其中，追蹤模塊主要包括光感測(cè)器及機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)，感測(cè)器用以感測(cè)太陽(yáng)的位置變化，以利用機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)調(diào)整太陽(yáng)能電池系統(tǒng)面向太陽(yáng)，進(jìn)而提升太陽(yáng)能模塊接收太陽(yáng)光的輻射量。需注意的是，感測(cè)器的架設(shè)角度需精確地平行太陽(yáng)能電池系統(tǒng)的垂直角度。再者，感測(cè)器直接曝露于外在環(huán)境，易受干擾與損壞，使得感測(cè)器無(wú)法感測(cè)出正確的太陽(yáng)位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種集光模塊，可以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在僅能吸收單一入射方向的光線、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜、感測(cè)器易受干擾與損壞而造成感測(cè)錯(cuò)誤的問(wèn)題，另外還可以減少光電轉(zhuǎn)換電池模塊的使用面積，進(jìn)而有效地降低集光模塊的制作成本。
[0007]依據(jù)本發(fā)明所揭露之集光模塊的一實(shí)施例，集光模塊包括一主集光板、一集光組件與一電能產(chǎn)生模塊。主集光板包括一主集光面與一出光面。集光組件包括一第一表面與一第二表面。第一表面的面積大于第二表面的面積。主集光面用以接收一光線，出光面射出主集光面所接收的光線。第一表面接收來(lái)自出光面的光線，第二表面將第一表面所接收的光線射出至電能產(chǎn)生模塊。電能產(chǎn)生模塊將光線的能量轉(zhuǎn)換成一電能。
[0008]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為依據(jù)本發(fā)明所揭露的集光模塊的第一實(shí)施例立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2A為依據(jù)圖1的主集光板的一實(shí)施例側(cè)視結(jié)構(gòu)放大示意圖；[0011]圖2B為依據(jù)圖1的集光組件與電能產(chǎn)生模塊的一實(shí)施例側(cè)視結(jié)構(gòu)放大示意圖；
[0012]圖3為依據(jù)本發(fā)明所揭露的集光模塊的第二實(shí)施例立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4A為依據(jù)圖3的主集光板的一實(shí)施例剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4B為依據(jù)圖3的主集光板的一實(shí)施例剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4C為依據(jù)圖3的主集光板的一實(shí)施例剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4D為依據(jù)圖3的主集光板的一實(shí)施例剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4E為依據(jù)圖3的第一集光單元的一實(shí)施例立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4F為依據(jù)圖3的第二集光單元的一實(shí)施例立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5A為依據(jù)本發(fā)明所揭露的集光模塊的第三實(shí)施例俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5B為依據(jù)圖5A的主集光板的一實(shí)施例沿1-1’剖視線的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5C為依據(jù)圖5A的區(qū)域A的局部放大示意圖；
[0022]圖6為依據(jù)本發(fā)明所揭露的集光模塊的第四實(shí)施例俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7A為依據(jù)本發(fā)明所揭露的集光模塊的第五實(shí)施例俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7B為依據(jù)圖7A的區(qū)域B的局部放大示意圖；
[0025]圖7C為依據(jù)本發(fā)明所揭露的集光模塊的第六實(shí)施例俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]其中，附圖標(biāo)記
[0027]11、12、13、14、42、52 出光面
[0028]21、22、23、24 次集光面
[0029]30、34、38、39 光線
[0030]31、71、73、77、85 垂直線
[0031]32、45、58 法線
[0032]40、5O、54 主集光面
[0033]43第六微棱鏡結(jié)構(gòu)
[0034]44、62、66 第一表面
[0035]46、64、68 第二表面
[0036]47拱型集光單元
[0037]48、67第三表面
[0038]49、69第四表面
[0039]63第二微棱鏡結(jié)構(gòu)
[0040]7O、％、％集光單元
[0041]75第五微棱鏡結(jié)構(gòu)
[0042]80、81、82、83第三微棱鏡結(jié)構(gòu)
[0043]84 切線
[0044]86第八微棱鏡結(jié)構(gòu)
[0045]88第七微棱鏡結(jié)構(gòu)
[0046]90第一微棱鏡結(jié)構(gòu)
[0047]92第一迎光面
[0048]93第四微棱鏡結(jié)構(gòu)
[0049]94第一背光面[0050]97、98’第一集光單元
[0051]98集光單元
[0052]99第二集光單元
[0053]100、200、300 集光模塊
[0054]102、202、302 主集光板
[0055]104、204、304 集光組件
[0056]106,206,306電能產(chǎn)生模塊
[0057]431第六迎光面
[0058]432第六背光面
[0059]631第二迎光面
[0060]632第二背光面
[0061]751第五迎光面
[0062]752第五背光面
[0063]801、811、821、831 第三迎光面
[0064]802、812、822、832 第三背光面
[0065]861第八迎光面
[0066]862第八背光面
[0067]881第七迎光面
[0068]882第七背光面
[0069]931第四迎光面
[0070]932第四背光面
【具體實(shí)施方式】
[0071]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述:
[0072]請(qǐng)參照?qǐng)D1，為依據(jù)本發(fā)明所揭露的集光模塊的第一實(shí)施例立體結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，集光模塊100包括一主集光板102、一集光組件104與一電能產(chǎn)生模塊106。
[0073]主集光板102包括一主集光面50與一出光面52。集光組件104包括一第一表面62與一第二表面64。第一表面62的面積大于第二表面64的面積。主集光面50用以接收光線30，使光線30在主集光板102中傳遞，出光面52射出主集光面50所接收的光線30，如圖2A所示。第一表面62接收來(lái)自出光面52的光線30，使光線30在集光組件104中傳遞。第二表面64將第一表面62所接收的光線30射出至電能產(chǎn)生模塊106。電能產(chǎn)生模塊106將入射光線30的能量，例如光能或熱能，轉(zhuǎn)換成電能。其中，為避免造成圖式復(fù)雜，于圖1中不繪制光線30。
[0074]請(qǐng)參照?qǐng)D2A,主集光面50可包括多個(gè)第一微棱鏡結(jié)構(gòu)90。多個(gè)第一微棱鏡結(jié)構(gòu)90是沿第一方向P排列。第一方向P為出光面52至第一表面62的方向。每一第一微棱鏡結(jié)構(gòu)90包括一第一迎光面92與一第一背光面94。第一方向P與垂直于主集光面50的一法線32相互垂直。每一第一微棱鏡結(jié)構(gòu)90滿足下列條件式:
[0075]O。芻 α 芻 40。；以及
[0076]45° 芻 β < 90°。[0077]其中，α為第一迎光面92與法線32之間的第一夾角，β為第一背光面94與法線32之間的第二夾角。
[0078]主集光板102所接收的光線30與法線32之間具有第三夾角Θ，第三夾角Θ可大于或等于45度且小于90度(即45°蘭Θ <90° )。
[0079]以下是利用上述實(shí)施例的主集光板102進(jìn)行集光實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)參照表1，為第一微棱鏡結(jié)構(gòu)具有不同第一夾角α與第二夾角β的出光量百分比。其中，出光量百分比是為出光面52射出的光線強(qiáng)度與入射于主集光面50的光線強(qiáng)度之間的百分比。
[0080]表1
[0081]
【權(quán)利要求】
1.一種集光模塊，其特征在于，包括: 一主集光板，包括一主集光面與一出光面，該主集光面用以接收光線，該出光面射出該主集光面所接收的光線； 一集光組件，包括一第一表面與一第二表面，該第一表面接收來(lái)自該出光面的光線，該第一表面的面積大于該第二表面的面積；以及 一電能產(chǎn)生模塊，該第二表面將該第一表面所接收的光線射出至該電能產(chǎn)生模塊，該電能產(chǎn)生模塊將光線的能量轉(zhuǎn)換成一電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集光模塊，其特征在于，該主集光面還包括多個(gè)第一微棱鏡結(jié)構(gòu)，該些第一微棱鏡結(jié)構(gòu)沿一第一方向排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集光模塊，其特征在于，每一該第一微棱鏡結(jié)構(gòu)包括一第一迎光面與一第一背光面，該第一方向與垂直于該主集光面的一法線相互垂直，每一該第一微棱鏡結(jié)構(gòu)滿足下列條件式: O?！堞痢?0。；以及 45°≤ β < 90° ; 其中，α為該第一迎光面與該法線之間的一第一夾角，β為該第一背光面與該法線之間的一第二夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集光模塊，其特征在于，該主集光面所接收的光線與垂直于該主集光面的一法線之間具有一第三夾角，該第三夾角大于或等于45度且小于90度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集光模塊，其特征在于，該第一表面包括多個(gè)第二微棱鏡結(jié)構(gòu)，該些第二微棱鏡結(jié)構(gòu)沿一第二方向排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集光模塊，其特征在于，該集光組件包括一集光單元，該集光單兀具有該第一表面與該第二表面，每一該第二微棱鏡結(jié)構(gòu)包括一第二迎光面與一第二背光面,該第二方向與垂直于該第一表面的一垂直線相垂直，每一該第二微棱鏡結(jié)構(gòu)滿足下列條件式: O。芻α，芻40。；以及 45° 芻 β，< 90° ; 其中，α ’為該第二迎光面與該垂直線之間的一第四夾角，β ’為該第二背光面與該垂直線之間的一第五夾角。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集光模塊，其特征在于，該集光單元所接收的光線與該垂直線之間具有一第六夾角，該第六夾角大于或等于45度且小于90度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集光模塊，其特征在于，該主集光面包括多個(gè)次集光面，該些次集光面交于一中心點(diǎn)，該集光模塊還包括多個(gè)該集光組件與多個(gè)該電能產(chǎn)生模塊，該主集光板還包括多個(gè)該出光面，該些次集光面分別對(duì)應(yīng)該些出光面，該些出光面分別對(duì)應(yīng)該些集光組件，該些集光組件分別對(duì)應(yīng)該些電能產(chǎn)生模塊，該些次集光面用以接收來(lái)自不同入射方向的光線并傳遞至對(duì)應(yīng)的該些出光面，每一該出光面將每一該次集光面所接收的光線射出至對(duì)應(yīng)的該集光組件，每一該集光組件利用該第二表面將該第一表面所接收的光線射出至對(duì)應(yīng)的該電能產(chǎn)生模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的集光模塊，其特征在于，每一該次集光面所接收的光線與垂直于該主集光面的一法線之間具有一第七夾角，該第七夾角大于或等于45度且小于90度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的集光模塊,其特征在于，每一該次集光面包括多個(gè)第三微棱鏡結(jié)構(gòu)，每一該次集光面所包括的該些第三微棱鏡結(jié)構(gòu)沿一對(duì)應(yīng)方向排列，該對(duì)應(yīng)方向?yàn)樵撝行狞c(diǎn)至每一該次集光面所對(duì)應(yīng)該出光面的方向。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的集光模塊，其特征在于，每一該第三微棱鏡結(jié)構(gòu)包括一第三迎光面與一第三背光面，該些對(duì)應(yīng)方向與垂直于該主集光面的一法線相互垂直，每一該第三微棱鏡結(jié)構(gòu)滿足下列條件式: O?！堞?”≤40。；以及
45°≤ β ” < 90° ; 其中，α”為該第三迎光面與該法線之間的一第八夾角，β”為該第三背光面與該法線之間的一第九夾角。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集光模塊，其特征在于，該集光組件包括一第一集光單元與一第二集光單元，該第一集光單元包括該第一表面與一第三表面，該第二集光單元包括該第二表面與一第四表面，該集光組件所接收的光線，經(jīng)該第一集光單元的該第一表面所接收后，在該第一集光單元中傳遞，并由該第三表面射出，該第三表面射出的光線由該第二集光單元的該第四表面所接收，并在該第二集光單元中傳遞，并由該第二表面射出。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的集光模塊，其特征在于，該第二集光單元的該第四表面與該第一集光單元的該第三表面相向設(shè)置。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的集光模塊,其特征在于,該第一表面的面積大于該第三表面的面積，該第四表面的面積大于該第二表面的面積。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的集光模塊,其特征在于,該第一表面包括多個(gè)第四微棱鏡結(jié)構(gòu)，每一該第四微棱鏡結(jié)構(gòu)包括一第四迎光面與一第四背光面，該些第四微棱鏡結(jié)構(gòu)的排列方向與垂直于該第一表面的一垂直線垂直，每一該第四微棱鏡結(jié)構(gòu)滿足下列條件式: O。芻X芻40。；以及 45° 芻 ω < 90° ; 其中，X為該第四迎光面與該垂直線之間的一第十夾角，ω為該第四背光面與該垂直線之間的一第十一夾角。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的集光模塊，其特征在于，該第一集光單元所接收的光線與該垂直線之間具有一第十二夾角，該第十二夾角大于或等于45度且小于90度。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的集光模塊,其特征在于,該第四表面包括多個(gè)第五微棱鏡結(jié)構(gòu)，每一該第五微棱鏡結(jié)構(gòu)包括一第五迎光面與一第五背光面，該些第五微棱鏡結(jié)構(gòu)的排列方向與垂直于該第四表面的一垂直線垂直，每一該第五微棱鏡結(jié)構(gòu)滿足下列條件式: O。芻X，芻40。；以及
45° 芻 ω ’ < 90° ; 其中，X’為該第五迎光面與該垂直線之間的一第十三夾角，ω’為該第五背光面與該垂直線之間的一第十四夾角。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的集光模塊，其特征在于，該第二集光單元所接收的光線與該垂直線之間具有一第十五夾角，該第十五夾角大于或等于45度且小于90度。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集光模塊，其特征在于，該主集光板為一圓形，且該主集光面包括多個(gè)第六微棱鏡結(jié)構(gòu)，該些第六微棱鏡結(jié)構(gòu)以該主集光板的一圓心為中心并呈放射狀排列。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的集光模塊，其特征在于，每一該第六微棱鏡結(jié)構(gòu)包括一第六迎光面與一第六背光面，每一該第六微棱鏡結(jié)構(gòu)滿足下列條件式: O?！堞摹?0。；以及 45° ≤ ε < 90° ; 其中，S為該第六迎光面與垂直于該主集光面的一法線之間的一第十六夾角，ε為該第六背光面與該法線之間的一第十七夾角。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的集光模塊,其特征在于,該集光組件包括一集光單兀,該集光單兀為拱形，且具有該第一表面與該第二表面，該第一表面包括多個(gè)第七微棱鏡結(jié)構(gòu)，每一該第七微棱鏡結(jié)構(gòu)包括一第七迎光面與一第七背光面，每一該第七微棱鏡結(jié)構(gòu)的排列方向與垂直于該第一表面的一切線的一垂直線垂直，每一該第七微棱鏡結(jié)構(gòu)滿足下列條件式: O?！堞模?0。；以及 45° ≤ ε ’ < 90° ; 其中，S ’為該第七迎光面與該垂直線之間的一第十九夾角，ε ’為該第七背光面與該垂直線之間的一第二十夾角。
【文檔編號(hào)】H02S40/22GK103929125SQ201310011112
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月11日
【發(fā)明者】林暉雄, 楊文勛 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院