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一種高聚光接收器的制作方法

文檔序號(hào):11084788閱讀:825來源:國(guó)知局
一種高聚光接收器的制造方法與工藝

本實(shí)用新型涉及一種光接收器,特別是一種高聚光接收器。



背景技術(shù):

隨著人類工業(yè)科技的進(jìn)步,不可再生能源蘊(yùn)藏量正大幅度減少,并日益走向枯竭,對(duì)于現(xiàn)今能源短缺的時(shí)刻,人類對(duì)于發(fā)展再生性能源為主要能源的來源有迫切的需要。據(jù)資料顯示,全球潛在的太陽能資源為2.5TW-80TW,在未來可再生能源開發(fā)方面存在著巨大的潛力, 由于太陽能電池材料緊缺和價(jià)格昂貴,同時(shí)為了降低成本和提高利用效率,現(xiàn)在所采用的太陽能電池的組件是:菲涅爾透鏡+棱鏡+太陽能電池的組合。通過檢索發(fā)現(xiàn)申請(qǐng)?zhí)枮?01210449422. 8的中國(guó)專利一種高倍聚光復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)中公開了一種光接收器為菲涅爾透鏡+棱鏡+太陽能電池的組合,但是,由于太陽光具有不穩(wěn)定性和隨時(shí)間變化而運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),使太陽能的利用有著間歇行、光照方向和強(qiáng)度隨時(shí)間不斷變化的問題,由此對(duì)太陽能的收集和利用提出了更高的要求。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本實(shí)用新型的目的在于提供一種高聚光接收器以解決太陽光收集過程中由于光的不穩(wěn)定性和隨時(shí)間變化而運(yùn)動(dòng)引起的光照方向和強(qiáng)度隨時(shí)間不斷變化的問題。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種高聚光接收器,包括第一光鍥、第二光鍥、棱鏡、旁路二極管及金屬連接線,其中,所述第一光鍥、第二光鍥緊貼棱鏡的兩個(gè)非平行面,所述棱鏡底部設(shè)置有太陽能電池,所述太陽能電池、旁路二極管及金屬連接線封裝在太陽能電池底部導(dǎo)熱板上,所述導(dǎo)熱板底部設(shè)置有若干導(dǎo)熱通道。

其中為了更好的收集太陽光,所述第一光鍥或第二光鍥的兩個(gè)非平行面組成的夾角α,其中2°<α<5°,并且所述棱鏡的兩個(gè)非平行面組成的夾角為2θ,其中6°<θ<10°。通過傾斜放置兩個(gè)光鍥,使得入射光線進(jìn)入第一光鍥后在棱鏡的折射面剛好發(fā)生全反射,光線經(jīng)全反射在第二個(gè)光鍥入射光也發(fā)生全反射,通過這一規(guī)律,可以用來追蹤太陽光線的偏離方向。

進(jìn)一步改進(jìn)在于,所述太陽能電池為三結(jié)砷化鎵電池,這樣保證了收集的太陽光直接轉(zhuǎn)換為電能。

進(jìn)一步改進(jìn)在于,所述導(dǎo)熱板為鋁合金、黃銅或青銅制成,并在所述導(dǎo)熱板底部設(shè)置有若干導(dǎo)熱通道以保證整個(gè)接收器的散熱。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):去掉了菲涅爾透鏡,并且可以對(duì)太陽光進(jìn)行全方位的跟蹤,節(jié)約了生產(chǎn)成本,提高了聚光效率,解決了由于光的不穩(wěn)定性和隨時(shí)間變化而運(yùn)動(dòng)引起的光照方向和強(qiáng)度隨時(shí)間不斷變化的問題。

附圖說明

圖1本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2光鍥與棱鏡組合結(jié)構(gòu)平面圖;

圖3光鍥與棱鏡組合結(jié)構(gòu)立體圖;

其中,1是棱鏡、2是第一光鍥、3是第二光鍥、4是太陽能電池,5是導(dǎo)熱板、6是導(dǎo)熱通道、7是旁路二極管、8是金屬連接線。

具體實(shí)施方式

下面通過附圖和實(shí)施例,對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖1所示,一種高聚光接收器,包括第一光鍥2、第二光鍥3、棱鏡1、旁路二極管7及金屬連接線8,其中,所述第一光鍥2、第二光鍥3緊貼棱鏡1的兩個(gè)非平行面,所述棱鏡1底部設(shè)置有太陽能電池4,所述太陽能電池4、旁路二極管7及金屬連接線8封裝在太陽能電池底部導(dǎo)熱板5上,所述導(dǎo)熱板底5部設(shè)置有若干導(dǎo)熱通道6。

如圖2所示,其中為了更好的收集太陽光,所述第一光鍥或第二光鍥的兩個(gè)非平行面組成的夾角α,其中2°<α<5°,并且所述棱鏡的兩個(gè)非平行面組成的夾角為2θ,其中6°<θ<10°所述太陽能電池為三結(jié)砷化鎵電池,這樣保證了收集的太陽光直接轉(zhuǎn)換為電能。所述導(dǎo)熱板為鋁合金、黃銅或青銅制成,并在所述導(dǎo)熱板底部設(shè)置有若干導(dǎo)熱通道以保證整個(gè)接收器的散熱。

在一種實(shí)施例中α=5°,θ=10°;另一種較優(yōu)的實(shí)施例中α=2°,θ=6°;在一種更優(yōu)的實(shí)施例中α=2°,θ=8°。我們定義折射棱角很小的折射棱鏡稱為光鍥,折射平面的夾角稱為折射棱角,如圖3所示的α角,則聚光接收器對(duì)太陽的追蹤分成三種情況:

:當(dāng)太陽光線入射的方向平行于z-y 兩面接收到得只是散射光線的信號(hào),信號(hào)不強(qiáng),且前后相等。若光線與垂直方向oz正方向的偏離角度在聚光鏡允許的偏離角度θ內(nèi),則左右兩個(gè)光鍥的底面光信號(hào)接收器接收到的是散射光,兩邊接收到得能量相當(dāng),且不大,這時(shí)太陽光近似垂直入射聚光鏡,不用調(diào)整接收器的角度,而當(dāng)太陽光線偏離的角度大于θ角時(shí),則有光線在傾斜的一邊的光鍥內(nèi)發(fā)生折射,底面信號(hào)接收器接收到得信號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于另一邊的信號(hào),此時(shí)就應(yīng)x軸小角度旋轉(zhuǎn)接收器使c,d兩面的接收到得信號(hào)相當(dāng);

:當(dāng)太陽光線入射的方向與z-y 面有的夾角時(shí),如圖3,A方向入射,則a,b 兩個(gè)面的信號(hào)接收器接收到的信號(hào)相差很大,此時(shí)應(yīng)當(dāng)先前后調(diào)節(jié)接收器,繞y 軸旋轉(zhuǎn),使得a,b 兩面接收到的信號(hào)相當(dāng),則說明此時(shí)入射光線的方向平行于z-y 面,然后再根據(jù)步驟調(diào)節(jié);

:、 步驟均是小角度偏離的情況,即太陽光線與oz 正方向的夾角小于oz 面接收到得散射光能量相當(dāng)。而當(dāng)太陽光線為大角度入射,如圖3,B方向入射, 此時(shí)e,f面接收到的能量明顯增強(qiáng),則接收器繞x軸大角度旋轉(zhuǎn)直到e,f兩面接收到得能量減少且相當(dāng)。然后重復(fù)步驟調(diào)節(jié)接收器使得最后a,b 兩面、c 兩面三組信號(hào)分別接收到的信號(hào)強(qiáng)度相等,則說明完成跟蹤太陽光,此時(shí)太陽光線垂直入射聚光鏡。 通過考慮了以上三種情況則可對(duì)太陽光的方向進(jìn)行全方位的跟蹤。

本實(shí)用新型結(jié)合考慮了太陽能聚光鏡對(duì)太陽光線允許的最大偏離角度,計(jì)算出各個(gè)部分最佳參數(shù)選擇,使得能夠?qū)μ柟饩€全方位跟蹤,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本經(jīng)濟(jì),跟蹤的精度也較高,并且收集的太陽光經(jīng)棱鏡底部的三結(jié)砷化鎵電池,直接轉(zhuǎn)換為電能通過旁路二極管及金屬連接線導(dǎo)出,所述導(dǎo)熱板為鋁合金、黃銅或青銅制成,并在所述導(dǎo)熱板底部設(shè)置有若干導(dǎo)熱通道以保證整個(gè)接收器的散熱。

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