点之间的连线与复合抛物线的轴线之间的交点为坐标原点。
[0030]若第一复合抛物线的半接收角为Q1，则10° ( Q1 <40°。若第二复合抛物线的半接收角为θ2，则9^20°彡02彡θ1+30°。
[0031]本申请的复合抛物面聚光器，可以由玻璃、ABS塑料等材料制得，复合抛物面聚光器的内表面设置有反射层。
[0032]如第一级聚光器的半接收角为30°左右时，只要入射角度小于30°的入射光线，经过第一级聚光器反射后，可以达到第一级聚光器出口，第二级聚光器的半接收角为50°左右，能够保证绝大多数从第一级聚光器出口出射、进入第二级入口的光线，能够经过第二级聚光器的聚光作用，达到太阳能电池吸收表面。
[0033]对两级聚光器的性能进行了单独的模拟，仿真过程中，聚光器材质被设置为玻璃，内壁被设置为理想反射面。对于第一级聚光器，结果显示，当入射光线角度小于等于25°时，第一级聚光过程的光学聚光比最高可达到3.72倍，当入射光线角度为30°时，第一级聚光过程的光学聚光比稍下降为3.34倍。对于第二级聚光器，结果显示，当入射光线角度小于等于50°时，第二级聚光过程的光学聚光比达到1.56倍，当入射光线角度为50°时，第二级聚光过程的光学聚光比稍下降为1.5倍。
[0034]利用专业光迹追踪软件，本发明又对聚光器的总聚光性能进行了单独模拟。同样，仿真过程中，聚光器材质被设置为玻璃，内壁被设置为理想反射面。结果显示，当入射光线角度为0°时，聚光器总聚光比高达4.65倍。随着入射光线角度逐渐增加，聚光器总聚光倍数缓慢降低。当入射光线角度增加到25°时，聚光倍数也能达到2.5倍。
[0035]由于主体是复合抛物面，因此使用聚光器后，太阳能电池表面的辐照度相比于成像光学中的抛物面聚光器，倍数大大增加。而相对于非成像光学中传统的二维槽式复合抛物面聚光器，其聚光倍数亦也显著提升。相对于非成像光学中传统的三维旋转复合抛物面式三维聚光器，其矩形出光口形状能更好地与市面上常见的矩形太阳能电池相匹配。专业光迹追踪软件仿真结果显示，该二阶新型聚光器最高聚光倍数达4.65倍，因而能够潜在提高电池的总发电量。
[0036]在一种实施方式中，聚光装置还包括外壳21,外壳的顶板22设有玻璃或聚碳酸酯板。可在顶板22的上表面涂上防紫外层与防红外层，根据需求选择是否将太阳光中的红外成分与紫外成分排除。聚光阵10列设置在外壳21内。外壳21除顶板22以外的部分可采用铝合金材料制造，重量轻，防锈性能好。
[0037]植物培养箱包括具有腔体34的箱体31、漫射器32和LED光源33。漫射器32和LED光源33设置在箱体31的顶板上，漫射器32与传输组件连接。
[0038]在一种实施方式中，传输组件包括光纤23或导光管。在本实施方式中，传输组件为光纤23。漫射器32通过光纤23与聚光阵列10连接。光纤23经过导光光缆汇集之后，由分光器将光线均匀地分到若干子光缆中。子光缆直接接到培养箱中上方与漫射器的接□。
[0039]植物培养箱还包括隔板35，隔板35设置在腔体34内。植物可置于隔板35上。隔板35可以是玻璃或网状物，如金属网等。培养箱内表面均匀涂上漫反射涂层，植物培养箱还可以包括二氧化碳发生器36，二氧化碳发生器36与腔体34连通，二氧化碳发生器36用于产生二氧化碳，并将二氧化碳导入腔体34内，以帮助植物进行光合作用。
[0040]以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
【主权项】
1.一种植物培养箱系统，包括植物培养箱，其特征在于，还包括聚光装置，所述聚光装置包括聚光阵列和传输组件，所述聚光阵列通过所述传输组件与所述植物培养箱连接，所述聚光阵列包括多个两级聚光器，每级聚光器均为反射式聚光器，第一级聚光器的出光口连接第二级聚光器的入光口，每一级聚光器总体为四棱台形且侧面包括复合抛物面。2.如权利要求1所述的植物培养箱系统，其特征在于，所述第一级聚光器包括第一入光口和第一出光口，所述第一级聚光器的侧面包括两对第一复合抛物面，所述第二级聚光器包括第二入光口和第二出光口，所述第二级聚光器的侧面包括两对第二复合抛物面，所述第一出光口和所述第二入光口连接，组成所述第一复合抛物面的第一复合抛物线的斜率小于组成所述第二复合抛物面的第二复合抛物线的斜率。3.如权利要求2所述的植物培养箱系统，其特征在于，所述两对第一复合抛物面通过第一套和曲面连接，所述两对第二复合抛物面通过第二套和曲面连接。4.如权利要求1所述的植物培养箱系统，其特征在于，所述聚光装置还包括外壳，所述外壳上表面设有玻璃，所述聚光阵列设置在所述外壳内。5.如权利要求1至4中任一项所述的植物培养箱系统，其特征在于，所述植物培养箱包括具有腔体的箱体、设置在所述箱体的顶板上的漫射器和LED光源，所述漫射器与所述传输组件连接。6.如权利要求5所述的植物培养箱系统，其特征在于，所述传输组件包括光纤，所述漫射器通过所述光纤与所述聚光阵列连接。7.如权利要求5所述的植物培养箱系统，其特征在于，所述植物培养箱还包括设置在所述腔体内的隔板。8.如权利要求5所述的植物培养箱系统，其特征在于，所述植物培养箱还包括与所述腔体连通的二氧化碳发生器。9.如权利要求5所述的植物培养箱系统，其特征在于，所述其箱体内表面设有漫反射涂层。
【专利摘要】本申请公开了一种植物培养箱系统，包括植物培养箱，还包括聚光装置，所述聚光装置包括聚光阵列和传输组件，所述聚光阵列通过所述传输组件与所述植物培养箱连接，所述聚光阵列包括多个两级聚光器，每级聚光器均为反射式聚光器，第一级聚光器的出光口连接第二级聚光器的入光口，每一级聚光器总体为四棱台形且侧面包括复合抛物面。本申请由于聚光阵列包括多个两级聚光器，聚光器总体为四棱台形且侧面包括复合抛物面，在晴天或光线充足时，直接利用该聚光阵列收集室外太阳光培养植物，即符合植物自身需求，也无需将植物从室外到室内来回搬迁，还节省了能源，同时，本申请的聚光阵列可紧密排布，聚光性能好且具有较高的聚光比与聚光效率。
【IPC分类】A01G9/18, F21S11/00, A01G9/20, A01G9/02
【公开号】CN105210704
【申请号】CN201410271135
【发明人】雷鹏, 马炯, 蒋丽婷, 金鹏
【申请人】北京大学深圳研究生院
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年6月17日