专利名称：一种条形菲涅尔透镜聚光发电装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种条形菲涅尔透镜聚光发电装置及其制造方法。
背景技术：
现有的菲涅尔透镜发电装置分为点聚光式和线聚光式两类。这两类菲涅尔透镜发电装置聚焦后的焦点是点或线，它的光线聚焦处的温度较高，容易损坏光伏电池。现有的菲涅尔透镜发电装置，其菲涅尔透镜与光伏电池为分体式结构，光线经菲涅尔透镜出射后再经过空气聚焦到光伏电池上，这个过程中会造成能量损失，降低了能量转换效率。而且分体式结构的菲涅尔透镜发电装置需要配备两套跟踪装置，一套用于驱动菲涅尔透镜，另一套用于驱动光伏电池，成本较高。菲涅尔透镜都是通过模辊复制生产的，所使用的模辊为蚀刻技术制造模辊或电化学制造模辊，采用上述模辊生产菲涅尔透镜，其设备投入成本高、工艺技术复制而且精度不闻。
发明内容
本发明的一个目的在于克服现有技术的不足，提供一种条形菲涅尔透镜聚光发电装置，它具有不易损坏，能量转换效率高和成本低的特点；
本发明的另一个目的在于提供一种条形菲涅尔透镜聚光发电装置的制造方法。本发明的一个目的通过以下技术方案实现
一种条形菲涅尔透镜聚光发电装置，它包括矩形的镜片体和聚光硅电池片，镜片体的上表面设置有左入射段和右入射段，镜片体的下表面设置有聚光段，左入射段和右入射段由多条平行且不同角度的齿纹组成，光线经齿纹折射到聚光段上，聚光硅电池片设置在聚光段上。左入射段和右入射段相互对称。聚光段为设置于镜片体下表面中部位置的凹槽。镜片体和聚光硅电池片为多个，多个聚光硅电池片串联。本发明的另一个目的通过以下技术方案实现
一种条形菲涅尔透镜聚光发电装置的制造方法，它包括以下步骤
A.加工透镜模辊将模辊坯卡装在五轴加工机床的C轴上，将金刚石刀具装夹在五轴加工机床的B轴上，通过X轴、C轴、W轴、Z轴和B轴的相互联动，在模辊坯上加工出齿型， 加工直线重复定位精度大于等于O. 75um，加工长度小于等于2000mm ；
B.加工菲涅尔透镜将加工成型的透镜模辊安装在UV胶光固机上，采用UV胶滚压成型法加工出菲涅尔透镜，UV胶滚压成型法包括以下步骤
Step I.将丙烯酸树脂通过涂布机均匀涂到PET基膜上；
Step 2.使用透镜模辊滚压通过PET基膜，在丙烯酸树脂上加工出齿纹得到菲涅尔透镜半成品；Step 3.将菲涅尔透镜半成品烘干；
Step 4.将菲涅尔透镜半成品收卷成卷，然后在其背面涂上保护涂层；
Step 5.对菲涅尔透镜半成品进行熟化处理；
Step 6.将菲涅尔透镜半成品剪切成预定规格，得到菲涅尔透镜；
C.粘贴聚光硅电池片在菲涅尔透镜下表面加工出聚光段，在聚光段上粘贴聚光硅电池片。在步骤A中，监测模辊坯上1Γ16个点的温度，加工温度为20°C ±0. 1°C。在步骤C完成后，将多个聚光硅电池片串联。五轴加工机床的基座由天然花岗石组成，用于支撑X轴、C轴、W轴、Z轴和B轴，基座四角采用气浮静压轴承支撑，X轴、C轴、W轴、Z轴和B轴的最小给进量为lnm，最小旋转角度为O. 0001°。本发明的优点在于
1.聚焦方式为带聚焦，聚光硅电池片受热均匀，不会因局部温度过高而损坏；
2.为一体式结构，光线的能量损失小，能量转换效率高；
3.为一体式结构，只需要配备一套跟踪装置即可驱动镜片体和聚光硅电池片，降低了成本；
4.聚光硅电池片串联，组成一个完整的系统，能提供高功率的电力输出；
5.采用五轴机床加工出的透镜模辊在镜片体上加工出齿纹，精度高。
图I为本发明的结构示意图
图中，I-镜片体，2-聚光硅电池片，3-左入射段，4-右入射段，5-聚光段，6-齿纹，7-出射角，8-光线。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明，本发明的保护范围不限于以下所述。如图I所示，一种条形菲涅尔透镜聚光发电装置，它包括矩形的镜片体I和聚光硅电池片2，镜片体I的上表面设置有左入射段3和右入射段4，镜片体I的下表面设置有聚光段5，左入射段3和右入射段4由多条平行且不同角度的齿纹6组成，光线8经齿纹6折射到聚光段5上,聚光娃电池片2设置在聚光段5上。左入射段3和右入射段4相互对称。 聚光段5为设置于镜片体I下表面中部位置的凹槽。镜片体I和聚光娃电池片2为多个， 多个聚光硅电池片2串联。左入射段3上的齿纹6，其出射角7从左至右逐渐增大,右入射段4上的齿纹6，其出射角7从右至左逐渐增大，出射光线8均匀地射向聚光硅电池片2.。一种条形菲涅尔透镜聚光发电装置的制造方法，它包括以下步骤
A.加工透镜模辊将模辊坯卡装在五轴加工机床的C轴上，将金刚石刀具装夹在五轴加工机床的B轴上，通过X轴、C轴、W轴、Z轴和B轴的相互联动，在模辊坯上加工出齿型， 加工直线重复定位精度大于等于O. 75um，加工长度小于等于2000mm ；
B.加工菲涅尔透镜将加工成型的透镜模辊安装在UV胶光固机上，采用UV胶滚压成型法加工出菲涅尔透镜，UV胶滚压成型法包括以下步骤
Step I.将丙烯酸树脂通过涂布机均匀涂到PET基膜上；
Step 2.使用透镜模辊滚压通过PET基膜，在丙烯酸树脂上加工出齿纹6得到菲涅尔透镜半成品；
Step 3.将菲涅尔透镜半成品烘干；
Step 4.将菲涅尔透镜半成品收卷成卷，然后在其背面涂上保护涂层；
Step 5.对菲涅尔透镜半成品进行熟化处理；
Step 6.将菲涅尔透镜半成品剪切成预定规格，得到菲涅尔透镜；
C.粘贴聚光硅电池片在菲涅尔透镜下表面加工出聚光段5，在聚光段5上粘贴聚光硅电池片2。在步骤A中，监测模辊坯上1Γ16个点的温度，加工温度为20°C ±0. 1°C。在步骤C完成后，将多个聚光硅电池片2串联。五轴加工机床的基座由天然花岗石组成，用于支撑X轴、C轴、W轴、Z轴和B轴，基座四角采用气浮静压轴承支撑，X轴、C轴、W轴、Z轴和B轴的最小给进量为lnm，最小旋转角度为O. 0001°。
权利要求
1.一种条形菲涅尔透镜聚光发电装置，其特征在于它包括矩形的镜片体(I)和聚光硅电池片(2)，镜片体(I)的上表面设置有左入射段(3)和右入射段(4)，镜片体(I)的下表面设置有聚光段(5)，左入射段(3)和右入射段(4)由多条平行且不同角度的齿纹(6)组成， 光线(8 )经齿纹(6 )折射到聚光段(5 )上，聚光硅电池片(2 )设置在聚光段(5 )上。
2.根据权利要求I所述的一种条形菲涅尔透镜聚光发电装置，其特征在于所述的左入射段(3)和右入射段(4)相互对称。
3.根据权利要求I所述的一种条形菲涅尔透镜聚光发电装置，其特征在于所述的聚光段(5)为设置于镜片体(I)下表面中部位置的凹槽。
4.根据权利要求I所述的一种条形菲涅尔透镜聚光发电装置，其特征在于所述的镜片体(I)和聚光硅电池片(2)为多个，多个聚光硅电池片(2)串联。
5.如权利要求I所述的一种条形菲涅尔透镜聚光发电装置的制造方法，其特征在于， 它包括以下步骤A.加工透镜模辊将模辊坯卡装在五轴加工机床的C轴上，将金刚石刀具装夹在五轴加工机床的B轴上，通过X轴、C轴、W轴、Z轴和B轴的相互联动，在模辊坯上加工出齿型， 加工直线重复定位精度大于等于O. 75um，加工长度小于等于2000mm ；B.加工菲涅尔透镜将加工成型的透镜模辊安装在UV胶光固机上，采用UV胶滚压成型法加工出菲涅尔透镜，所述的UV胶滚压成型法包括以下步骤Step I.将丙烯酸树脂通过涂布机均匀涂到PET基膜上；Step 2.使用透镜模辊滚压通过PET基膜，在丙烯酸树脂上加工出齿纹(6)得到菲涅尔透镜半成品；Step 3.将菲涅尔透镜半成品烘干；Step 4.将菲涅尔透镜半成品收卷成卷，然后在其背面涂上保护涂层；Step 5.对菲涅尔透镜半成品进行熟化处理；Step 6.将菲涅尔透镜半成品剪切成预定规格，得到菲涅尔透镜；C.粘贴聚光硅电池片在菲涅尔透镜下表面加工出聚光段(5)，在聚光段(5)上粘贴聚光硅电池片(2)。
6.根据权利要求5所述的一种条形菲涅尔透镜聚光发电装置的制造方法，其特征在于在所述的步骤A中，监测模辊坯上1Γ16个点的温度，加工温度为20°C ±0. 1°C。
7.根据权利要求5所述的一种条形菲涅尔透镜聚光发电装置的制造方法，其特征在于在所述的步骤C完成后，将多个聚光硅电池片(2)串联。
8.根据权利要求5所述的一种条形菲涅尔透镜聚光发电装置的制造方法，其特征在于所述的五轴加工机床的基座由天然花岗石组成，用于支撑X轴、C轴、W轴、Z轴和B轴， 基座四角采用气浮静压轴承支撑，X轴、C轴、W轴、Z轴和B轴的最小给进量为lnm，最小旋转角度为O. 0001°。
全文摘要
本发明公开了一种条形菲涅尔透镜聚光发电装置，它包括矩形的镜片体(1)和聚光硅电池片(2)，镜片体(1)的上表面设置有左入射段(3)和右入射段(4)，镜片体(1)的下表面设置有聚光段(5)，左入射段(3)和右入射段(4)由多条平行且不同角度的齿纹(6)组成，光线(8)经齿纹(6)折射到聚光段(5)上，聚光硅电池片(2)设置在聚光段(5)上。本发明还公开了一种条形菲涅尔透镜聚光发电装置的制造方法。本发明的优点在于不易损坏，能量转换效率高，成本低以及精度高。
文档编号G02B3/08GK102611358SQ201210108510
公开日2012年7月25日 申请日期2012年4月14日 优先权日2012年4月14日
发明者吴庆富 申请人:成都菲斯特科技有限公司