專利名稱：偏焦面焦菲涅爾透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種偏焦面焦菲涅爾透鏡，是一種將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能的新型偏焦面焦菲涅爾透鏡。它可將太陽能聚焦到一個面上，產(chǎn)生高溫?zé)崮?，可廣泛的使用在太陽能熱水、太陽能取暖、太陽能發(fā)電和光伏發(fā)電領(lǐng)域。
我國開發(fā)利用太陽能已有幾十年的歷史了，光伏電池和太陽熱水器都已成為世界上生產(chǎn)和銷售的第一大國，近年來生產(chǎn)光伏電池(光電)的企業(yè)也在飛速發(fā)展，目前我國銷售太陽熱水器的總量約有七千萬m2，光伏電站的發(fā)電總量有近千兆瓦，但光伏發(fā)電的成本約為2.5元/kwh以上。到目前為止還沒有造價(jià)較低的太陽能熱發(fā)電產(chǎn)品和高溫太陽能鍋爐投放市場。因此，對太陽能聚光等新產(chǎn)品、新技術(shù)的需求越來越為迫切。
目前，還沒有這種形式的偏焦面焦菲涅爾透鏡，現(xiàn)有的菲涅爾透鏡只有點(diǎn)聚焦和線聚焦兩類，由于這兩類菲涅爾透鏡聚焦后的光斑是點(diǎn)或線，局部溫度太高易損壞光伏電池或吸熱體。因此，菲涅爾透鏡的推廣應(yīng)用受到了很大的限制。
我國的太陽能資源十分豐富，70％的國土面積日照度都在1kw/m2以上。如果人們能大力開發(fā)使用太陽能，太陽能可解決人們生產(chǎn)生活中的所有用能，而且太陽能是一種潔凈的清潔能源。大量的使用它，可減少人們使用化石能源所對大氣排放的溫室氣體；使用化石能源不僅浪費(fèi)了資源，污染了環(huán)境，也危害了人們的身體健康。另外隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，能源緊張短缺的形勢越來越嚴(yán)峻，世界性爭奪能源成了全球主要不安定因素，開發(fā)新的替代能源迫在眉睫。
我們?nèi)缒軐⑦@些地球上的太陽能資源利用起來，世界性能源緊張，環(huán)境污染等問題也就迎刃而解了。因此，開發(fā)此類新型太陽能發(fā)電或供熱設(shè)備的配套核心元件勢在必行，迫切需要。
本發(fā)明是要提供一種偏焦面焦菲涅爾透鏡，是一種可將太陽能聚焦到一個面上的聚光元件?？墒固柲芾毛@得高溫?zé)嵩?，從而?shí)現(xiàn)太陽能熱發(fā)電或太陽能供熱。如用在光伏電池上，還可以減少對光伏電池的用量，大大減少投資，該發(fā)明為太陽能的利用提供了一種新型太陽能聚光元件。
本發(fā)明為達(dá)到上述目的是以這樣的方式實(shí)現(xiàn)的將菲涅爾透鏡上折光齒設(shè)計(jì)為平行的直齒，并分成組段，且組段中的齒的角度不等，每組段與每組段中的齒的角度也不等，從而獲得使每組段的采光面都能將陽光的折射到一同個吸熱面上。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)，技術(shù)解決方案是在偏焦面焦菲涅爾透鏡中設(shè)有折射齒，每組段中的外齒角度大，內(nèi)齒角度小，使這一組段每個齒上的光都能平行折射到一個面上。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)，技術(shù)解決方案是為了減少使用光伏電池的數(shù)量或提高光熱吸收介質(zhì)的溫度，實(shí)現(xiàn)太陽能利用向中高溫發(fā)展。
本發(fā)明與現(xiàn)有菲涅爾透鏡相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)一、面聚焦。吸熱體溫度均勻，不會因點(diǎn)焦斑或線焦斑而燒壞吸熱體。
二、便于制造和組合。制造本發(fā)明產(chǎn)品，便于模具制作和成型，也便于使用時多塊組合。
三、方便跟蹤。本發(fā)明的產(chǎn)品可以吸熱體為轉(zhuǎn)軸，跟著太陽能轉(zhuǎn)動，南北向的季節(jié)跟蹤可以減去。
四、強(qiáng)度高。本發(fā)明的產(chǎn)品的齒為直向，不會影響橫向材質(zhì)強(qiáng)度，將產(chǎn)品放在支架上，橫向受力強(qiáng)度高。
五、便于包裝運(yùn)輸。因本發(fā)明的產(chǎn)品可以同方向多塊組裝使用，因此，產(chǎn)品規(guī)格可以在1米×0.5米的尺寸之內(nèi)，這樣就便于包裝和運(yùn)輸了。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明的應(yīng)用示意圖。實(shí)施時不受本圖限制。
圖中1偏焦面焦菲涅爾透鏡，2外齒，3外組段，4內(nèi)齒，5中部組段，6內(nèi)組段，7折射光線，8吸熱體。
參照圖1，偏焦面焦菲涅爾透鏡(1)是玻璃或有機(jī)玻璃等復(fù)合材料用公知的方法熱壓成型的。外齒(2)和內(nèi)齒(4)均是在壓模上刻好的。外齒(2)和內(nèi)齒(4)的角度是漸變的。外齒(2)的角度大于內(nèi)齒(4)的角度。外組段(3)、中部組段(5)和內(nèi)組段(6)的各齒的角度也是漸變，還是外組段(3)的角度大，內(nèi)組段的角度小。中部組段(5)有2至無數(shù)個組段組成。
本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的偏焦面焦菲涅爾透鏡(1)，是用公知的熱壓方法熱壓而成的；即先制作好模具，將玻璃或其它板材放在模具中加熱到板材表面融化時，用力將上下模壓緊，上下模壓到位時，再通水冷卻后，即可出產(chǎn)品，再經(jīng)修邊后就成為偏焦面焦菲涅爾透鏡(1)。
本發(fā)明使用時，參照圖2，采用偏焦面焦菲涅爾透鏡(1)二塊或數(shù)塊，用支架組裝起來，即可作聚光使用，支架應(yīng)設(shè)有跟蹤裝置。本發(fā)明的偏焦面焦菲涅爾透鏡(1)可使光斑聚在吸熱體(8)上，并可使吸熱體(8)達(dá)到200℃以上的溫度。使用本發(fā)明的產(chǎn)品可將太陽能直接用于熱發(fā)電、供熱或烘干等。如用在光伏電池上，可以大大減少光伏電池的使用量，減少總的投資量。降低光伏電池的發(fā)電成本。
權(quán)利要求
1.一種偏焦面焦菲涅爾透鏡，是一種太陽能利用設(shè)備的聚光元件。偏焦面焦菲涅爾透鏡(1)由外組段(3)、中部組段(5)和內(nèi)組段(6)組成。其特點(diǎn)在于每個組段上的外齒(2)與內(nèi)齒(4)的角度是漸變的，且外齒(2)角度大于內(nèi)齒(4)的角度，它可將每個組段的折射光都能折射到同一個面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏焦面焦菲涅爾透鏡，其特征是外組段(3)、內(nèi)組段(6)和中部組段(5)的寬度相等，且在2厘米與100厘米之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏焦面焦菲涅爾透鏡，其特征是偏焦面焦菲涅爾透鏡(1)它可以是制成任意形狀的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏焦面焦菲涅爾透鏡，其特征是中部組段(5)由兩個以上或無數(shù)個組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種偏焦面焦菲涅爾透鏡，偏焦面焦菲涅爾透鏡(1)主要由外組段(3)、中部組段(5)和內(nèi)組段(6)組成。其特點(diǎn)在于每個組段上的外齒(2)與內(nèi)齒(4)的角度是漸變的，且外齒(2)角度大于內(nèi)齒(4)的角度，它可將每個組段的折射光都能折射到同一個面上。優(yōu)點(diǎn)是焦斑溫度均勻，不會因點(diǎn)焦斑或線焦斑而燒壞吸熱元件。如在光伏電池上采用本發(fā)明，可減少光伏電池用量，降低投資。如用它來產(chǎn)生高溫?zé)崴糜诎l(fā)電，可使太陽能發(fā)電成本減少60％，約0.8元/kwh左右(現(xiàn)在光伏發(fā)電成本2.5元/kwh以上)。采用本發(fā)明還可為人們生產(chǎn)、生活提供大量的由太陽能產(chǎn)生的高溫?zé)崮??？蓮V泛的應(yīng)用于太陽能熱發(fā)電、供熱和烘干等領(lǐng)域。
文檔編號G02B3/08GK1959442SQ20061015064
公開日2007年5月9日 申請日期2006年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月23日
發(fā)明者吳兆流 申請人:吳兆流