专利名称：多点聚光阵列式反射镜的高聚光太阳能系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高聚光太阳能系统，是一种以薄膜作为反射镜弧面，再加二 次光学的聚光系统，搭配之后，整体上能将太阳光的聚焦比提高到约1500倍以上，为一种 经济型的太阳光系统设计。
背景技术：
欲取用太阳的光热能量，一般使用太阳能系统来达成，首先要将广泛的日光聚集， 这需要良好的反射镜来执行，一般的反射镜在设计上主要有二种，第一是以金属制大型的 反射镜，但由于镜面具有较大的直径，又为金属材质，因此在制造上成本很高，组设于地面 上时架起较高，不但较重、体积大、具有较大的风阻，是主要的缺点；另外一种反射镜，将反 射镜以多数个长方形的反射镜，以矩阵式排列组成整体的反射镜，这种型式虽然解决了设 置大体积的反射镜，但是制作镜面所产生的成本仍无法有效的降低。后来又有以使用塑胶薄膜贴置于反射镜的正表面，再于该塑胶薄膜上挤压出反射 镜面的弧形，但实际制作时，由于在挤压时该材料会多方向产生大量的形变，因此使完美的 弧形产生较大的误差，精密度不够，品质未臻完善，是现有反射镜最常见的缺点。另外，对于太阳能系统中将反射镜的光线予以聚集的方式，如美国专利第 7109461B6号及第5153780号专利里，揭示了以大反射镜将光线集中后，于焦点附近放置多 面排成矩阵陈列的太阳板，以提供能量的收集，但这种单纯的将太阳光线反射，能将广大面 积的日光聚集起来，但聚焦比并不高，一般只能有600-500倍之间，对于昂贵的太阳能板而 言，付出的成本仍为太高；再如美国专利公开第2009/0277498A1号系利用一个玻璃球放在 大反射面镜焦点上，后方再放置角锥导光体及太阳能板，但由于玻璃球本身并无聚焦作用， 而平面角锥体聚焦比很小，故整体的聚焦比虽略有提升，但并无法大幅提升，是诸现有案件 的缺点因此，现有在反射镜及聚光系统上都未有适切的整体设计，故收集太阳光热的效 率不高，且制造成本太高，是现有主要的缺点。
发明内容针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种多点聚光阵列式反射镜 的高聚光太阳能系统，提高聚光效率，降低制作成本。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种多点聚光阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，其特征在于，至少包含有一组反射镜，由多数个单元反射体各自组成一完整的反射凹弧镜面组；该单元反 射体主要设有一中空支架，且该支架在一侧覆设有薄膜，该薄膜具有凹弧，且该凹弧是完整 的独立反射弧面；而在单元反射体的薄膜与中空支架间充填有发泡材质；一外覆壳体，系完整包覆于诸单元反射体的外侧后方，且在该外覆壳体的内部充 填有发泡材质，并与诸单元反射体结合形成一体；[0011]多数个聚光系统，每一个聚光系统于前方形成一拱起的凸透镜部，在该凸透镜部 的后方则收束形成一角锥部；数个太阳能板，分别固定于聚光系统的角锥部底端；一散热系统，设于诸太阳能板的后方。其中在该支架的适当位置至少设有一个注口。其中该外覆壳体一侧设有注口。其中该单元反射体的形状是正方形、正六边形、正八角形的其中之一。其中该聚光系统的凸透镜部是半球形体。与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于本实用新型在太阳能系统中，设有一组低成本、高效能的反射镜，该组反射镜由一 个以上的阵列式排列的反射镜所构成，每一反射镜又以多数个单元反射体所组成，而每一 单元反射体的一侧设置一薄膜，该薄膜各自具有一完整的反射凹弧，单元反射体的另一侧 则以相对的支架予以封合，并在内部充填有发泡材质；而诸单元反射体的后方又以一外覆 壳体罩合，同时在该外覆壳体及单元反射体的内部充填发泡材质，由于该单元反射体上的 薄膜面积较小，因此在精密模具上成型时变形量小，且成型时的精密度十分良好，为主要优 点，且由薄膜形成镜面，而且内部为发泡材质，不但造价成本降低，重量也较轻，并且可适用 各种造型的太阳能反射镜上，使用范围更为广泛，为本案主要优点。本实用新型在太阳能系统中，设有高聚光比的聚光系统，即在反射镜诸单元反射 体前方的焦点附近，都放置有一由凸透镜部结合角锥部组成的聚光系统，能将每一个由单 元反射体反射回来的光线，经第二次的收束集中光线，将光的聚焦比提高到1500倍左右， 则在聚光系统的角锥部底部放置太阳能板，可以十分有效率的将光能收集，转换成其他的 功(例如电能)输出，为本实用新型的特色。由上揭反射镜及聚光系的搭配，即可选用较符经济成本的小太阳能板，再加上散 热系统，即可构成一全方位的太阳能系统。
图1是本实用新型的系统架构图；图2是本实用新型的反射镜与聚光系统配置图；图3是本实用新型反射镜的单元反射体制作示意图。附图标记说明1反射镜；10外覆壳体；11注口 ；20单元反射体；21支架；210注 口 ；22薄膜；220凹弧；30聚光系统；31凸透镜部；32角锥部40 ；发泡材质；50精密模具；51 凸面；60太阳能板；70散热系统；L光线。
具体实施方式
为使贵审查委员能清楚了解本实用新型的内容，仅以下列说明搭配图式，说明如后。请参看图1、图2所示，本实用新型至少包含有一组反射镜1，由多数个单元反射体20拼排成凹弧镜面组，且该单元反射体20设 有一中空支架21，在该支架21的适当位置至少设有一个注口 210，且在该支架21的一侧覆设有薄膜22，该薄膜22的外侧系形成凹弧220，且每一片薄膜22上的凹弧220是完整的反 射弧面，则如图1所示，该诸凹弧220可各自聚光而在一定区域内形成光束，在该光束内的 光线L)均投射于相对的聚光系统30上；而在单元反射体20的薄膜22与中空支架21间充 填有发泡材质40。前述薄膜22所形成的完整反射面凹弧220在实施上有技巧，且是确实可行的，请 参看图3所示，预先制作一精密模具50，该精密模具50于一侧形成有凸面51，且该凸面51 是太阳能反射镜最佳聚光凹弧的相对形状，请配合参看图1、图3所示，将诸单元反射体20 的薄膜22抵于该精密模具50的凸面51处，则在单元反射体20内充填发泡材质40，使该薄 膜22受到支架21内部发泡材质40膨胀的张力，推抵着薄膜22更紧密的贴紧而形成所需 的反射弧面。前述的薄膜22，系塑胶层表面镀上银，并在外表层覆设一层保护膜的胶膜为主体， 但这种薄膜在市面上可以直接取用，且该材料的配方并非本案的内容，即本案可取用现有 的材料来完成实用新型，故关于该薄膜22的材料即不予赘述，合先陈明。 一外覆壳体10，完整包覆于诸单元反射体20的外侧后方，该外覆壳体10 —侧设有 注口 11，且在该外覆壳体10的内部充填有发泡材质40，并与诸单元反射体20结合形成一 体。在该反射镜1的下方可组设有追日系统(图中未示)，用以追踪太阳的位移；惟该 追日系统的转向设计，是另一专利案中所述，也可由现有组件直接放置，故本实用新型对此 不另作赘述。上述的单元反射体20并不局限于任何形状，但为配合排列的密合性及制造的方 便性，该单元反射体20以正方形为最佳实施例，但也仍可设为六边形、四方形或其他造型 等，只要是能够组并成一适当大小面积作为反射镜的单元面积即可。请配合参看图1、图2所示，一聚光系统30，设于反射镜20的凹弧220 (镜面)焦 点前，该聚光系统30是一特殊的透镜，主要于前方形成一拱起(例如半球形体)的凸透镜 部31，在该凸透镜部31的后方则收束形成一角锥部32，该凸透镜部31可以将前方区域由 反射镜20的镜面所反射回来的光线L全部收集，并由角锥部32导引再集中收束至底部。该聚光系统30的角锥部32，可为四角、五角、六角都可，并不需要特别的限定。请参看图1所示，数个太阳能板60，分别固定于聚光系统30的角锥部32底端，能 接收由凸透镜部31收集，并由角锥部32聚集的光线L，以储存广大面积的太阳能。—散热系统50，设于诸太阳能板60的后方，能有利于光与热的储存。本实用新型在使用时，如图1所示，当太阳光的光线L照射于反射镜1时，由反射 镜1表面形成镜面的多数个单元反射体20以薄膜22凹弧220各自将该区域的日光反射 至相对应的聚光系统30上，诸聚光系统30系以凸透镜部31将前方区域内的光线L收集， 并由角锥部32导引再集中收束至底部的太阳能板60，使小面积的太阳能板60接收极大面 积的日光，达到高聚光比的目的，不但能收集更多的日光能源，同时能节省很多的太阳能板 60，为一种经济效益高，且进步性佳的新型。这个聚光系统30搭配了反射镜1的后将具有如下的优点由于本案阵列式排列的反射镜，由多数个单元反射体拼排组成一个独立的完整凹 弧镜面组，且该凹弧镜面组由覆设的薄膜所构成，每一个薄膜分别成型，尺寸更为精密而无变形的缺点，且在反射镜内部充填有发泡材质，故质地较轻，制作更为简单而且成本较低， 为本案的主要特色。本案的太阳能系统中，于反射镜的前方，再增设有二次聚光系统，使得聚光比计算 可以达到1500倍，较现有的600至500倍而言，整整多了三倍，因此不但使收集大阳的能 量比率更高，而且将更多的光源注入小块的太阳能板里，使得太阳能系统中最昂贵的成本 (太阳能板)予以降低，能使太阳能的产业更提升一大步，为本实用新型的主要优点。由上述反射镜上多数个单元反射体，各自以一个独立的完整凹弧镜面，对应一组 小型的二次聚光系统，将使光线更不易散失，能收集日光能的效率得以提高，是本案又一优点。以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员 理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，如 附加各种现有既有的相关机件，或略为改变本实用新型聚光系统的形状、变化反射镜前的 薄膜材料等，但都将落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种多点聚光阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，其特征在于，至少包含有 一组反射镜，由多数个单元反射体各自组成一完整的反射凹弧镜面组；该单元反射体主要设有一中空支架，且该支架在一侧覆设有薄膜，该薄膜具有凹弧，且该凹弧是完整的独 立反射弧面；而在单元反射体的薄膜与中空支架间充填有发泡材质；一外覆壳体，完整包覆于诸单元反射体的外侧后方，且在该外覆壳体的内部充填有发 泡材质，并与诸单元反射体结合形成一体；多数个聚光系统，每一个聚光系统于前方形成一拱起的凸透镜部，在该凸透镜部的后 方则收束形成一角锥部；数个太阳能板，分别固定于聚光系统的角锥部底端； 一散热系统，设于诸太阳能板的后方。
2.根据权利要求1所述的多点聚光阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，其特征在于 在该支架的适当位置至少设有一个注口。
3.根据权利要求1所述的多点聚光阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，其特征在于 该外覆壳体一侧设有注口。
4.根据权利要求1所述的多点聚光阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，其特征在于 该单元反射体的形状是正方形、正六边形、正八角形的其中之一。
5.根据权利要求1所述的多点聚光阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，其特征在于 该聚光系统的凸透镜部是半球形体。
专利摘要本实用新型是一种多点聚光阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，系至少设一组阵列式反射镜、多数个独立聚光系统、数片太阳能板及散热系统所组成；且该每一反射镜的镜面以多数个具塑胶薄膜的单元反射体所组成，并由一外覆壳体所包覆，而内部充填发泡材质；又在反射镜的前方焦点附近，设有多数个独立的聚光系统，每个聚光系统包含有一凸透镜部及一角锥部；则由反射镜内诸单元反射体集中的光线，分别经聚光系统的二次聚焦，可将太阳光的聚焦比提高到约1500倍以上，但成本却相对低廉。
文档编号H02N6/00GK201781436SQ20102026392
公开日2011年3月30日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日
发明者刘克迅, 谢世豪 申请人:茂杰光电有限公司