一种碟式高倍均匀聚光反射镜系统的制作方法

本发明涉及太阳能利用技术的聚光光伏或光热领域，具体涉及一种碟式高倍均匀聚光反射镜系统。

背景技术：

随着工业化的高速发展，煤炭、石油、天然气等传统的化石能源将在不久的将来消耗殆尽，能源问题将日趋尖锐，世界各国都在积极的开发新的可再生能源以解决将来的能源危机。太阳能作为一种古老、清洁、可再生能源，在人类社会的发展进步过程中一直扮演着非常重要的角色。目前，在太阳能的利用领域中最主要的利用方式为光伏和光热两种技术。光伏技术是指通过光电转换效应直接将太阳能转换为电能的技术；光热技术是指通过光热效应将太阳能转换为热能直接利用，或者再进一步将热能转换为电能利用。还有一种太阳能利用方式为热电联产技术，即将一部分太阳能转换为电能，同时将一部分太阳能转换为热能，从而进一步提高太阳能的转换效率。

当前太阳能利用的重点是如何提升太阳能的转换效率，直接提高光伏电池的转换效率是其中的一种途径。而另一种提高太阳能转换效率的方法则是采用聚光的方式。聚光光伏是指将太阳能聚焦到三结或多结光伏电池芯片上，从而达到提高光伏转换效率同时降低成本的目的。而聚光光热则是将太阳能聚焦到光热接收器上，从而达到提高热转换温度并提高转换效率的目的。目前在聚光太阳能利用方面，也常常采用热电联产的方式，即聚光光伏光热联产技术。

在聚光光伏或光热项目中，聚光光斑的均匀性将直接影响聚光光伏及光热产品的转换效率和使用周期。在聚光光伏电池的应用上，均匀的聚光光斑能够使得接收器受光面上的光伏电池片之间受到的光照均匀，从而防止了因光照不均匀引起的光伏电池片之间的限流情况，可以极大的提高光伏转换效率。另外，由于接收器受光面处于高倍聚光条件下，如果聚光光斑不均匀将会使得部分光伏电池片的受光强度超过其极限，从而导致光伏电池片损坏的现象。因此均匀聚光是提高聚光光伏转换效率，保证其使用寿命的基本要求。同样对于聚光光热而言，均匀的聚光光斑可以使得光热接收器受光面的光强均匀，从而有利于光的吸收和热的转换，同样提升光热转换效率。因此，在聚光光伏或光热技术中，得到均匀的聚光光斑是提高光伏或光热转换效率，提升产品使用周期的重要方法。

纵观目前碟式聚光光伏或光热技术，使用最多的是单片旋转抛物面反射镜聚光系统。这种聚光方式在实际应用过程中存在以下两大问题：一是单片旋转抛物面反射镜的聚光光斑为非均匀的点聚光光斑，中心位置的光强极高，而远离中心位置光强迅速减弱，不利于光电或光热转换效率；二是大面积的旋转抛物面反射镜加工工艺较为复杂，且成型后的镜面容易形变，从而影响聚光效果。另外，还有一些其它组装形成聚光镜的方法，这些方法要么受到镜片加工工艺的限制，要么受到现场施工条件的限制，都不利于大面积工程应用。

因此，当前聚光光伏或光热的聚光均匀性问题、镜片加工工艺问题、具体的现场施工可行性问题亟待解决。

技术实现要素：

本发明正是基于聚光光伏或光热技术当前所面临的困局，发明一种高聚光倍数、聚光光斑均匀、镜片加工工艺简单可靠、安装方法便利、且适用于大面积工程施工的高倍均匀聚光反射镜系统，用于提高聚光光伏或光热转换效率，同时提高其使用周期。本发明的一种碟式高倍均匀聚光反射镜系统，由多块规格相同的旋转抛物面反射镜按照特定的规则组装而成。太阳光经过所述碟式高倍均匀聚光反射镜系统聚集在光伏或光热接收器的受光面上，形成高倍均匀的矩形聚光光斑，由光伏或光热接收器将其光能转换为电能或热能；所形成的高倍均匀的聚光光斑有利于光伏或光热接收器的吸收，从而极大的提高了光伏或光热转换效率，同时有效的提高了光伏或光热接收器的使用周期。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种碟式高倍均匀聚光反射镜系统，由多块规格相同的旋转抛物面反射镜按照特定的规则组装而成。

所述旋转抛物面反射镜以光伏级超白玻璃为基底，加工成型后，在凸面镀制高反射率银膜、过度层、保护漆层等功能膜层形成最终的反射镜，其使用周期必须大于25年；所述旋转抛物面反射镜规格相同，尺寸适中，曲面形状可控，加工工艺成熟，传统的反射镜加工厂都可以根据需要进行生产。

所述旋转抛物面反射镜的数量为y²个，y=2x+1，x的取值为2~15的整数，可根据具体的设计需求进行调整。

所述旋转抛物面反射镜由抛物线沿着其对称轴旋转360度形成旋转抛物面，并由边长为a（a>0）的正方形四条边沿着抛物线对称轴方向切割，去除正方形外的部分而形成具有四个角的旋转抛物面反射镜，在切割过程中抛物线的对称轴和正方形所在面垂直，且过正方形中心；所述抛物线方程如下：

y=x²/2p（p>0）

其中抛物线的焦点为（0，p/2）,焦距为p/2，定义正方形的边长a为旋转抛物面反射镜的开口宽度。所述抛物线的焦距p/2的取值为1000~10000mm；所述开口宽度a的取值为50~500mm，图1为旋转抛物面反射镜的示意图。

所述经过边长为a的正方形四条边切割而形成具有四个角的旋转抛物面反射镜便于组装形成为碟式高倍均匀聚光反射镜系统。

所述碟式高倍均匀聚光反射镜系统由多个规格相同的旋转抛物面反射镜按照特定的规则组装而成，参考图2，其特定的组装规则如下所述：

为了描述更加清楚明了，定义旋转抛物面反射镜四个角的顶点分别为a，b，c，d，所对应的抛物线顶点为o；以数字编号指代对应的旋转抛物面反射镜；o、a、b、c、d前面的数字指对应旋转抛物面反射镜的编号；定义编号为1的旋转抛物面反射镜为中心参考反射镜；相对于中心参考反射镜定义四个方向，分别为：定义中心参考反射镜所对应的抛物线顶点1o到其对应的1c1d边的中点x1所指方向为正x方向，定义中心参考反射镜所对应的抛物线顶点1o到其对应的1a1b边的中点x2所指方向为负x方向，定义中心参考反射镜所对应的抛物线顶点1o到其对应的1b1c边的中点y1所指方向为正y方向，定义中心参考反射镜所对应的抛物线顶点1o到其对应的1a1d边的中点y2所指方向为负y方向。

（1）以半径为r的球为参考，中心参考反射镜所对应的抛物线顶点1o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，且抛物线的焦点和球心s重合。

（2）沿正x方向，以中心参考反射镜为参考，编号为2的旋转抛物面反射镜2的顶点2a和中心参考反射镜的顶点1d相距z（z的取值为10~50mm，具体根据不同的设计需要进行调整），编号为2的旋转抛物面反射镜2的顶点2b和中心参考反射镜的顶点1c相距z（z的取值为10~50mm，具体根据不同的设计需要进行调整），且1d，1c，2b，2a四个点构成一个矩形的四个顶点；且保证编号为2的旋转抛物面反射镜2所对应的抛物线顶点2o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为2的旋转抛物面反射镜2为正x方向的第1块参考反射镜。

沿正x方向，以正x方向的第1块参考反射镜为参考，编号为3的旋转抛物面反射镜3的顶点3a和正x方向的第1块参考反射镜的顶点2d相距z（z的取值为10~50mm，具体根据不同的设计需要进行调整），编号为3的旋转抛物面反射镜3的顶点3b和正x方向的第1块参考反射镜的顶点2c相距z（z的取值为10~50mm，具体根据不同的设计需要进行调整），且2d，2c，3b，3a四个点构成一个矩形的四个顶点；且保证编号为3的旋转抛物面反射镜3所对应的抛物线顶点3o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为3的旋转抛物面反射镜3为正x方向的第2块参考反射镜。

以此类推，可以组装出正x方向的第n块参考反射镜，n的取值为3~x内的所有整数。

（3）沿负x方向，以中心参考反射镜为参考，编号为4的旋转抛物面反射镜4的顶点4d和中心参考反射镜的顶点1a相距z（z的取值为10~50mm，具体根据不同的设计需要进行调整），编号为4的旋转抛物面反射镜4的顶点4c和中心参考反射镜的顶点1b相距z（z的取值为10~50mm，具体根据不同的设计需要进行调整），且4d，4c，1b，1a四个点构成一个矩形的四个顶点；且保证编号为4的旋转抛物面反射镜4所对应的抛物线顶点4o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为4的旋转抛物面反射镜4为负x方向的第1块参考反射镜。

沿负x方向，以负x方向的第1块参考反射镜为参考，编号为5的旋转抛物面反射镜5的顶点5d和负x方向的第1块参考反射镜的顶点4a相距z（z的取值为10~50mm，具体根据不同的设计需要进行调整），编号为5的旋转抛物面反射镜5的顶点5c和负x方向的第1块参考反射镜的顶点4b相距z（z的取值为10~50mm，具体根据不同的设计需要进行调整），且5d，5c，4b，4a四个点构成一个矩形的四个顶点；且保证编号为5的旋转抛物面反射镜5所对应的抛物线顶点5o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为5的旋转抛物面反射镜5为负x方向的第2块参考反射镜。

以此类推，可以组装出负x方向的第n块参考反射镜，n的取值为3~x内的所有整数。

（4）沿正y方向，以中心参考反射镜为参考，编号为6的旋转抛物面反射镜6的顶点6a和中心参考反射镜的顶点1b重合，编号为6的旋转抛物面反射镜6的顶点6d和中心参考反射镜的顶点1c重合；且保证编号为6的旋转抛物面反射镜6所对应的抛物线顶点6o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为6的旋转抛物面反射镜6为中心参考反射镜的正y方向的第1块反射镜。

沿正y方向，以中心参考反射镜的正y方向的第1块反射镜为参考，编号为7的旋转抛物面反射镜7的顶点7a和中心参考反射镜的正y方向的第1块反射镜的顶点6b重合，编号为7的旋转抛物面反射镜7的顶点7d和中心参考反射镜的正y方向的第1块反射镜的顶点6c重合；且保证编号为7的旋转抛物面反射镜7所对应的抛物线顶点7o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为7的旋转抛物面反射镜7为中心参考反射镜的正y方向的第2块反射镜。

以此类推，可以组装出中心参考反射镜的正y方向的第m块反射镜，m的取值为3~x内的所有整数。

（5）沿正y方向，以正x方向的第1块参考反射镜为参考，编号为8的旋转抛物面反射镜8的顶点8a和正x方向的第1块参考反射镜的顶点2b重合，编号为8的旋转抛物面反射镜8的顶点8d和正x方向的第1块参考反射镜的顶点2c重合；且保证编号为8的旋转抛物面反射镜8所对应的抛物线顶点8o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为8的旋转抛物面反射镜8为正x方向的第1块参考反射镜的正y方向的第1块反射镜。

沿正y方向，以正x方向的第1块参考反射镜的正y方向的第1块反射镜为参考，编号为9的旋转抛物面反射镜9的顶点9a和正x方向的第1块参考反射镜的正y方向的第1块反射镜的顶点8b重合，编号为9的旋转抛物面反射镜9的顶点9d和正x方向的第1块参考反射镜的正y方向的第1块反射镜的顶点8c重合；且保证编号为9的旋转抛物面反射镜9所对应的抛物线顶点9o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为9的旋转抛物面反射镜9为正x方向的第1块参考反射镜的正y方向的第2块反射镜。

以此类推，可以组装出正x方向的第1块参考反射镜的正y方向的第m块反射镜，m的取值为3~x内的所有整数。

以此类推，可以组装出正x方向的第n块参考反射镜的正y方向的第m块反射镜，n的取值为2~x内的所有整数，m的取值为1~x内的所有整数。

以此类推，可以组装出负x方向的第n块参考反射镜的正y方向的第m块反射镜，n的取值为1~x内的所有整数，m的取值为1~x内的所有整数。

（6）沿负y方向，以中心参考反射镜为参考，编号为10的旋转抛物面反射镜10的顶点10b和中心参考反射镜的顶点1a重合，编号为10的旋转抛物面反射镜10的顶点10c和中心参考反射镜的顶点1d重合；且保证编号为10的旋转抛物面反射镜10所对应的抛物线顶点10o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为10的旋转抛物面反射镜10为中心参考反射镜的负y方向的第1块反射镜。

沿负y方向，以中心参考反射镜的负y方向的第1块反射镜为参考，编号为11的旋转抛物面反射镜11的顶点11b和中心参考反射镜的负y方向的第1块反射镜的顶点10a重合，编号为11的旋转抛物面反射镜11的顶点11c和中心参考反射镜的负y方向的第1块反射镜的顶点10d重合；且保证编号为11的旋转抛物面反射镜11所对应的抛物线顶点11o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为11的旋转抛物面反射镜11为中心参考反射镜的负y方向的第2块反射镜。

以此类推，可以组装出中心参考反射镜的负y方向的第m块反射镜，m的取值为3~x内的所有整数。

（7）沿负y方向，以正x方向的第1块参考反射镜为参考，编号为12的旋转抛物面反射镜12的顶点12b和正x方向的第1块参考反射镜的顶点2a重合，编号为12的旋转抛物面反射镜12的顶点12c和正x方向的第1块参考反射镜的顶点2d重合；且保证编号为12的旋转抛物面反射镜12所对应的抛物线顶点12o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为12的旋转抛物面反射镜12为正x方向的第1块参考反射镜的负y方向的第1块反射镜。

沿负y方向，以正x方向的第1块参考反射镜的负y方向的第1块反射镜为参考，编号为13的旋转抛物面反射镜13的顶点13b和正x方向的第1块参考反射镜的负y方向的第1块反射镜的顶点12a重合，编号为13的旋转抛物面反射镜13的顶点13c和正x方向的第1块参考反射镜的负y方向的第1块反射镜的顶点12d重合；且保证编号为13的旋转抛物面反射镜13所对应的抛物线顶点13o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为13的旋转抛物面反射镜13为正x方向的第1块参考反射镜的负y方向的第2块反射镜。

以此类推，可以组装出正x方向的第1块参考反射镜的负y方向的第m块反射镜，m的取值为3~x内的所有整数。

以此类推，可以组装出正x方向的第n块参考反射镜的负y方向的第m块反射镜，n的取值为2~x内的所有整数，m的取值为1~x内的所有整数。

以此类推，可以组装出负x方向的第n块参考反射镜的负y方向的第m块反射镜，n的取值为1~x内的所有整数，m的取值为1~x内的所有整数。

按照以上描述的规则组装出所述碟式高倍均匀聚光反射镜系统；参考图3，太阳光i经过碟式高倍均匀聚光反射镜系统m反射聚集后，所形成的聚焦光线h在光伏或光热接收器r受光面上形成强度分布均匀的矩形聚光光斑。

以上描述中使用到的编号、符号只是为了方便说明组装规则，并不限定于使用以上编号、符号，在能够清楚描述以上组装规则的前提下也可以使用其它编号、符号替代以上编号、符号。

所述参考球的半径r和所述旋转抛物面反射镜所对应的抛物线的焦距p/2相等，取值为1000~10000mm。

所述碟式高倍均匀聚光反射镜系统的有效聚光面积为0.5~25m²，有效焦距为500~5000mm，有效均匀聚光倍数为100~1000倍，可以根据具体的需求进行设计调整。

所述碟式高倍均匀聚光反射镜系统所形成的高倍均匀聚光光斑为矩形，有利于光伏或光热接收器的制备。

与现有技术相比，本发明具有以下显著效果：

（1）本发明的一种碟式高倍均匀聚光反射镜系统，将太阳光聚集在光伏或光热接收器受光面上形成的聚光光斑强度分布均匀，有效的提高了光伏或光热转换效率，有效的提高了光伏或光热接收器的使用寿命。

（2）本发明的一种碟式高倍均匀聚光反射镜系统，将太阳光聚集在光伏或光热接收器受光面上形成的聚光光斑为矩形，有利于光伏或光热接收器的制备。

（3）本发明的一种碟式高倍均匀聚光反射镜系统，其有效聚光面积、有效聚光焦距、有效均匀聚光倍数可根据实际需求进行设计调整，设计方案灵活。

（4）本发明的一种碟式高倍均匀聚光反射镜系统，所采用的旋转抛物面反射镜的规格相同，有效的降低了旋转抛物面反射镜加工模具的开发费用，降低了生产成本。

（5）本发明的一种碟式高倍均匀聚光反射镜系统，所采用的旋转抛物面反射镜的尺寸适中且可以调整，曲面形状可控，加工工艺成熟，传统的反射镜加工厂都可以根据需要进行生产。

（6）本发明的一种碟式高倍均匀聚光反射镜系统，其旋转抛物面反射镜之间的安装规则简便，有利于现场大面积工程施工。

附图说明

图1旋转抛物面反射镜示意图。

图2碟式高倍均匀聚光反射镜系统示意图。

图3碟式高倍均匀聚光反射镜系统聚光示意图。

图4实施例一所对应的接收器受光面中线位置聚光强度分布示意图。

图5实施例二所对应的接收器受光面中线位置聚光强度分布示意图。

图中标记说明：1~13指不同的旋转抛物面反射镜的编号，o指旋转抛物面反射镜所对应抛物线的顶点，a、b、c、d指旋转抛物面反射镜的四个角所对应的点，o、a、b、c、d前面的数字指对应旋转抛物面反射镜的编号，x1指旋转抛物面反射镜1的1c1d边的中点，x2指旋转抛物面反射镜1的1a1b边的中点，y1指旋转抛物面反射镜1的1b1c边的中点，y2指旋转抛物面反射镜1的1a1d边的中点，s指参考球的球心，l指旋转抛物面反射镜所对应抛物线的对称轴，r指接收器，m指碟式高倍均匀聚光反射镜系统，i指太阳光的入射光线，h指入射光线经过碟式高倍均匀聚光反射镜系统反射聚集后的光线。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及实施效果更加清楚明了，以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

本实施例的一种碟式高倍均匀聚光反射镜系统，由多块规格相同的旋转抛物面反射镜按照特定的规则组装而成。

本实施例的旋转抛物面反射镜以光伏级超白玻璃为基底，加工成型后，在凸面镀制高反射率银膜、过度层、保护漆层等功能膜层形成最终的反射镜，其使用周期必须大于25年；本实施例中所用旋转抛物面反射镜规格相同，尺寸适中，曲面形状可控，加工工艺成熟，传统的反射镜加工厂都可以根据需要进行生产。

在本实施例中，旋转抛物面反射镜的数量为13²=169个。

本实施例的旋转抛物面反射镜由抛物线沿着其对称轴旋转360度形成旋转抛物面，并由边长为a（a>0）的正方形四条边沿着抛物线对称轴方向切割，去除正方形外的部分而形成具有四个角的旋转抛物面反射镜，在切割过程中抛物线的对称轴和正方形所在面垂直，且过正方形中心；所对应抛物线方程如下：

y=x²/2p（p>0）

其中抛物线的焦点为（0，p/2）,焦距为p/2，定义正方形的边长a为旋转抛物面反射镜的开口宽度。本实施例中抛物线的焦距p/2的取值为8000mm；开口宽度a的取值为300mm，图1为旋转抛物面反射镜的示意图。

本实施例中经过边长为300mm的正方形四条边切割而形成具有四个角的旋转抛物面反射镜便于组装形成为碟式高倍均匀聚光反射镜系统。

本实施例的碟式高倍均匀聚光反射镜系统由169个规格相同的旋转抛物面反射镜按照特定的规则组装而成，参考图2，其特定的组装规则如下所述：

为了描述更加清楚明了，定义旋转抛物面反射镜四个角的顶点分别为a，b，c，d，所对应的抛物线顶点为o；以数字编号指代对应的旋转抛物面反射镜；o、a、b、c、d前面的数字指对应旋转抛物面反射镜的编号；定义编号为1的旋转抛物面反射镜为中心参考反射镜；相对于中心参考反射镜定义四个方向，分别为：定义中心参考反射镜所对应的抛物线顶点1o到其对应的1c1d边的中点x1所指方向为正x方向，定义中心参考反射镜所对应的抛物线顶点1o到其对应的1a1b边的中点x2所指方向为负x方向，定义中心参考反射镜所对应的抛物线顶点1o到其对应的1b1c边的中点y1所指方向为正y方向，定义中心参考反射镜所对应的抛物线顶点1o到其对应的1a1d边的中点y2所指方向为负y方向。

（1）以半径为r的球为参考，中心参考反射镜所对应的抛物线顶点1o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，且抛物线的焦点和球心s重合。

（2）沿正x方向，以中心参考反射镜为参考，编号为2的旋转抛物面反射镜2的顶点2a和中心参考反射镜的顶点1d相距20mm，编号为2的旋转抛物面反射镜2的顶点2b和中心参考反射镜的顶点1c相距20mm，且1d，1c，2b，2a四个点构成一个矩形的四个顶点；且保证编号为2的旋转抛物面反射镜2所对应的抛物线顶点2o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为2的旋转抛物面反射镜2为正x方向的第1块参考反射镜。

沿正x方向，以正x方向的第1块参考反射镜为参考，编号为3的旋转抛物面反射镜3的顶点3a和正x方向的第1块参考反射镜的顶点2d相距20mm，编号为3的旋转抛物面反射镜3的顶点3b和正x方向的第1块参考反射镜的顶点2c相距20mm，且2d，2c，3b，3a四个点构成一个矩形的四个顶点；且保证编号为3的旋转抛物面反射镜3所对应的抛物线顶点3o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为3的旋转抛物面反射镜3为正x方向的第2块参考反射镜。

以此类推，可以组装出正x方向的第n块参考反射镜，n的取值为3~6内的所有整数。

（3）沿负x方向，以中心参考反射镜为参考，编号为4的旋转抛物面反射镜4的顶点4d和中心参考反射镜的顶点1a相距20mm，编号为4的旋转抛物面反射镜4的顶点4c和中心参考反射镜的顶点1b相距20mm，且4d，4c，1b，1a四个点构成一个矩形的四个顶点；且保证编号为4的旋转抛物面反射镜4所对应的抛物线顶点4o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为4的旋转抛物面反射镜4为负x方向的第1块参考反射镜。

沿负x方向，以负x方向的第1块参考反射镜为参考，编号为5的旋转抛物面反射镜5的顶点5d和负x方向的第1块参考反射镜的顶点4a相距20mm，编号为5的旋转抛物面反射镜5的顶点5c和负x方向的第1块参考反射镜的顶点4b相距20mm，且5d，5c，4b，4a四个点构成一个矩形的四个顶点；且保证编号为5的旋转抛物面反射镜5所对应的抛物线顶点5o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为5的旋转抛物面反射镜5为负x方向的第2块参考反射镜。

以此类推，可以组装出负x方向的第n块参考反射镜，n的取值为3~6内的所有整数。

（4）沿正y方向，以中心参考反射镜为参考，编号为6的旋转抛物面反射镜6的顶点6a和中心参考反射镜的顶点1b重合，编号为6的旋转抛物面反射镜6的顶点6d和中心参考反射镜的顶点1c重合；且保证编号为6的旋转抛物面反射镜6所对应的抛物线顶点6o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为6的旋转抛物面反射镜6为中心参考反射镜的正y方向的第1块反射镜。

沿正y方向，以中心参考反射镜的正y方向的第1块反射镜为参考，编号为7的旋转抛物面反射镜7的顶点7a和中心参考反射镜的正y方向的第1块反射镜的顶点6b重合，编号为7的旋转抛物面反射镜7的顶点7d和中心参考反射镜的正y方向的第1块反射镜的顶点6c重合；且保证编号为7的旋转抛物面反射镜7所对应的抛物线顶点7o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为7的旋转抛物面反射镜7为中心参考反射镜的正y方向的第2块反射镜。

以此类推，可以组装出中心参考反射镜的正y方向的第m块反射镜，m的取值为3~6内的所有整数。

（5）沿正y方向，以正x方向的第1块参考反射镜为参考，编号为8的旋转抛物面反射镜8的顶点8a和正x方向的第1块参考反射镜的顶点2b重合，编号为8的旋转抛物面反射镜8的顶点8d和正x方向的第1块参考反射镜的顶点2c重合；且保证编号为8的旋转抛物面反射镜8所对应的抛物线顶点8o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为8的旋转抛物面反射镜8为正x方向的第1块参考反射镜的正y方向的第1块反射镜。

沿正y方向，以正x方向的第1块参考反射镜的正y方向的第1块反射镜为参考，编号为9的旋转抛物面反射镜9的顶点9a和正x方向的第1块参考反射镜的正y方向的第1块反射镜的顶点8b重合，编号为9的旋转抛物面反射镜9的顶点9d和正x方向的第1块参考反射镜的正y方向的第1块反射镜的顶点8c重合；且保证编号为9的旋转抛物面反射镜9所对应的抛物线顶点9o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为9的旋转抛物面反射镜9为正x方向的第1块参考反射镜的正y方向的第2块反射镜。

以此类推，可以组装出正x方向的第1块参考反射镜的正y方向的第m块反射镜，m的取值为3~6内的所有整数。

以此类推，可以组装出正x方向的第n块参考反射镜的正y方向的第m块反射镜，n的取值为2~6内的所有整数，m的取值为1~6内的所有整数。

以此类推，可以组装出负x方向的第n块参考反射镜的正y方向的第m块反射镜，n的取值为1~6内的所有整数，m的取值为1~6内的所有整数。

（6）沿负y方向，以中心参考反射镜为参考，编号为10的旋转抛物面反射镜10的顶点10b和中心参考反射镜的顶点1a重合，编号为10的旋转抛物面反射镜10的顶点10c和中心参考反射镜的顶点1d重合；且保证编号为10的旋转抛物面反射镜10所对应的抛物线顶点10o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为10的旋转抛物面反射镜10为中心参考反射镜的负y方向的第1块反射镜。

沿负y方向，以中心参考反射镜的负y方向的第1块反射镜为参考，编号为11的旋转抛物面反射镜11的顶点11b和中心参考反射镜的负y方向的第1块反射镜的顶点10a重合，编号为11的旋转抛物面反射镜11的顶点11c和中心参考反射镜的负y方向的第1块反射镜的顶点10d重合；且保证编号为11的旋转抛物面反射镜11所对应的抛物线顶点11o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为11的旋转抛物面反射镜11为中心参考反射镜的负y方向的第2块反射镜。

以此类推，可以组装出中心参考反射镜的负y方向的第m块反射镜，m的取值为3~6内的所有整数。

（7）沿负y方向，以正x方向的第1块参考反射镜为参考，编号为12的旋转抛物面反射镜12的顶点12b和正x方向的第1块参考反射镜的顶点2a重合，编号为12的旋转抛物面反射镜12的顶点12c和正x方向的第1块参考反射镜的顶点2d重合；且保证编号为12的旋转抛物面反射镜12所对应的抛物线顶点12o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为12的旋转抛物面反射镜12为正x方向的第1块参考反射镜的负y方向的第1块反射镜。

沿负y方向，以正x方向的第1块参考反射镜的负y方向的第1块反射镜为参考，编号为13的旋转抛物面反射镜13的顶点13b和正x方向的第1块参考反射镜的负y方向的第1块反射镜的顶点12a重合，编号为13的旋转抛物面反射镜13的顶点13c和正x方向的第1块参考反射镜的负y方向的第1块反射镜的顶点12d重合；且保证编号为13的旋转抛物面反射镜13所对应的抛物线顶点13o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为13的旋转抛物面反射镜13为正x方向的第1块参考反射镜的负y方向的第2块反射镜。

以此类推，可以组装出正x方向的第1块参考反射镜的负y方向的第m块反射镜，m的取值为3~6内的所有整数。

以此类推，可以组装出正x方向的第n块参考反射镜的负y方向的第m块反射镜，n的取值为2~6内的所有整数，m的取值为1~6内的所有整数。

以此类推，可以组装出负x方向的第n块参考反射镜的负y方向的第m块反射镜，n的取值为1~6内的所有整数，m的取值为1~6内的所有整数。

按照以上描述的规则组装出本实施例的碟式高倍均匀聚光反射镜系统；参考图3，太阳光i经过碟式高倍均匀聚光反射镜系统m反射聚集后，所形成的聚焦光线h在光伏或光热接收器r受光面上形成强度分布均匀的矩形聚光光斑。

本实施例中的参考球的半径r和旋转抛物面反射镜所对应的抛物线的焦距p/2相等，取值为8000mm。

本实施例中，按照以上规则组装的碟式高倍均匀聚光反射镜系统的有效聚光面积为3.86×3.86=14.90m²，有效焦距为4000mm。

采用tracepro光学模拟软件对本实施例的碟式高倍均匀聚光反射镜系统的聚光性能进行模拟计算。在具体的模拟计算过程中，所采用的光源为模拟太阳光的平行光，强度为1000w/m²，反射镜的反射率设定为93%。

通过模拟计算，得出了接收器受光面的聚光强度分布情况，图4为本实施例中接收器受光面中线位置聚光强度分布示意图。模拟计算结果显示，聚光光斑主要集中在面积为150mm×150mm矩形区域内，特别在矩形面积为100mm×100mm的中心聚集区域内，聚光光斑表现出极好的均匀性。在矩形聚光光斑的中心聚集区域内，光强度达到600000w/m²，相对于强度为1000w/m²的入射光，在聚光光斑的中心聚集区域内的有效均匀聚光倍数为600倍。

实施例二

本实施例的一种碟式高倍均匀聚光反射镜系统，由多块规格相同的旋转抛物面反射镜按照特定的规则组装而成。

本实施例的旋转抛物面反射镜以光伏级超白玻璃为基底，加工成型后，在凸面镀制高反射率银膜、过度层、保护漆层等功能膜层形成最终的反射镜，其使用周期必须大于25年；本实施例中所用旋转抛物面反射镜规格相同，尺寸适中，曲面形状可控，加工工艺成熟，传统的反射镜加工厂都可以根据需要进行生产。

在本实施例中，旋转抛物面反射镜的数量为15²=225个。

本实施例的旋转抛物面反射镜由抛物线沿着其对称轴旋转360度形成旋转抛物面，并由边长为a（a>0）的正方形四条边沿着抛物线对称轴方向切割，去除正方形外的部分而形成具有四个角的旋转抛物面反射镜，在切割过程中抛物线的对称轴和正方形所在面垂直，且过正方形中心；所对应抛物线方程如下：

y=x²/2p（p>0）

其中抛物线的焦点为（0，p/2）,焦距为p/2，定义正方形的边长a为旋转抛物面反射镜的开口宽度。本实施例中抛物线的焦距p/2的取值为8000mm；开口宽度a的取值为200mm，图1为旋转抛物面反射镜的示意图。

本实施例中经过边长为200mm的正方形四条边切割而形成具有四个角的旋转抛物面反射镜便于组装形成为碟式高倍均匀聚光反射镜系统。

本实施例的碟式高倍均匀聚光反射镜系统由225个规格相同的旋转抛物面反射镜按照特定的规则组装而成，参考图2，其特定的组装规则如下所述：

为了描述更加清楚明了，定义旋转抛物面反射镜四个角的顶点分别为a，b，c，d，所对应的抛物线顶点为o；以数字编号指代对应的旋转抛物面反射镜；o、a、b、c、d前面的数字指对应旋转抛物面反射镜的编号；定义编号为1的旋转抛物面反射镜为中心参考反射镜；相对于中心参考反射镜定义四个方向，分别为：定义中心参考反射镜所对应的抛物线顶点1o到其对应的1c1d边的中点x1所指方向为正x方向，定义中心参考反射镜所对应的抛物线顶点1o到其对应的1a1b边的中点x2所指方向为负x方向，定义中心参考反射镜所对应的抛物线顶点1o到其对应的1b1c边的中点y1所指方向为正y方向，定义中心参考反射镜所对应的抛物线顶点1o到其对应的1a1d边的中点y2所指方向为负y方向。

（1）以半径为r的球为参考，中心参考反射镜所对应的抛物线顶点1o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，且抛物线的焦点和球心s重合。

（2）沿正x方向，以中心参考反射镜为参考，编号为2的旋转抛物面反射镜2的顶点2a和中心参考反射镜的顶点1d相距20mm，编号为2的旋转抛物面反射镜2的顶点2b和中心参考反射镜的顶点1c相距20mm，且1d，1c，2b，2a四个点构成一个矩形的四个顶点；且保证编号为2的旋转抛物面反射镜2所对应的抛物线顶点2o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为2的旋转抛物面反射镜2为正x方向的第1块参考反射镜。

沿正x方向，以正x方向的第1块参考反射镜为参考，编号为3的旋转抛物面反射镜3的顶点3a和正x方向的第1块参考反射镜的顶点2d相距20mm，编号为3的旋转抛物面反射镜3的顶点3b和正x方向的第1块参考反射镜的顶点2c相距20mm，且2d，2c，3b，3a四个点构成一个矩形的四个顶点；且保证编号为3的旋转抛物面反射镜3所对应的抛物线顶点3o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为3的旋转抛物面反射镜3为正x方向的第2块参考反射镜。

以此类推，可以组装出正x方向的第n块参考反射镜，n的取值为3~7内的所有整数。

（3）沿负x方向，以中心参考反射镜为参考，编号为4的旋转抛物面反射镜4的顶点4d和中心参考反射镜的顶点1a相距20mm，编号为4的旋转抛物面反射镜4的顶点4c和中心参考反射镜的顶点1b相距20mm，且4d，4c，1b，1a四个点构成一个矩形的四个顶点；且保证编号为4的旋转抛物面反射镜4所对应的抛物线顶点4o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为4的旋转抛物面反射镜4为负x方向的第1块参考反射镜。

沿负x方向，以负x方向的第1块参考反射镜为参考，编号为5的旋转抛物面反射镜5的顶点5d和负x方向的第1块参考反射镜的顶点4a相距20mm，编号为5的旋转抛物面反射镜5的顶点5c和负x方向的第1块参考反射镜的顶点4b相距20mm，且5d，5c，4b，4a四个点构成一个矩形的四个顶点；且保证编号为5的旋转抛物面反射镜5所对应的抛物线顶点5o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为5的旋转抛物面反射镜5为负x方向的第2块参考反射镜。

以此类推，可以组装出负x方向的第n块参考反射镜，n的取值为3~7内的所有整数。

（4）沿正y方向，以中心参考反射镜为参考，编号为6的旋转抛物面反射镜6的顶点6a和中心参考反射镜的顶点1b重合，编号为6的旋转抛物面反射镜6的顶点6d和中心参考反射镜的顶点1c重合；且保证编号为6的旋转抛物面反射镜6所对应的抛物线顶点6o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为6的旋转抛物面反射镜6为中心参考反射镜的正y方向的第1块反射镜。

沿正y方向，以中心参考反射镜的正y方向的第1块反射镜为参考，编号为7的旋转抛物面反射镜7的顶点7a和中心参考反射镜的正y方向的第1块反射镜的顶点6b重合，编号为7的旋转抛物面反射镜7的顶点7d和中心参考反射镜的正y方向的第1块反射镜的顶点6c重合；且保证编号为7的旋转抛物面反射镜7所对应的抛物线顶点7o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为7的旋转抛物面反射镜7为中心参考反射镜的正y方向的第2块反射镜。

以此类推，可以组装出中心参考反射镜的正y方向的第m块反射镜，m的取值为3~7内的所有整数。

（5）沿正y方向，以正x方向的第1块参考反射镜为参考，编号为8的旋转抛物面反射镜8的顶点8a和正x方向的第1块参考反射镜的顶点2b重合，编号为8的旋转抛物面反射镜8的顶点8d和正x方向的第1块参考反射镜的顶点2c重合；且保证编号为8的旋转抛物面反射镜8所对应的抛物线顶点8o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为8的旋转抛物面反射镜8为正x方向的第1块参考反射镜的正y方向的第1块反射镜。

沿正y方向，以正x方向的第1块参考反射镜的正y方向的第1块反射镜为参考，编号为9的旋转抛物面反射镜9的顶点9a和正x方向的第1块参考反射镜的正y方向的第1块反射镜的顶点8b重合，编号为9的旋转抛物面反射镜9的顶点9d和正x方向的第1块参考反射镜的正y方向的第1块反射镜的顶点8c重合；且保证编号为9的旋转抛物面反射镜9所对应的抛物线顶点9o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为9的旋转抛物面反射镜9为正x方向的第1块参考反射镜的正y方向的第2块反射镜。

以此类推，可以组装出正x方向的第1块参考反射镜的正y方向的第m块反射镜，m的取值为3~7内的所有整数。

以此类推，可以组装出正x方向的第n块参考反射镜的正y方向的第m块反射镜，n的取值为2~7内的所有整数，m的取值为1~7内的所有整数。

以此类推，可以组装出负x方向的第n块参考反射镜的正y方向的第m块反射镜，n的取值为1~7内的所有整数，m的取值为1~7内的所有整数。

（6）沿负y方向，以中心参考反射镜为参考，编号为10的旋转抛物面反射镜10的顶点10b和中心参考反射镜的顶点1a重合，编号为10的旋转抛物面反射镜10的顶点10c和中心参考反射镜的顶点1d重合；且保证编号为10的旋转抛物面反射镜10所对应的抛物线顶点10o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为10的旋转抛物面反射镜10为中心参考反射镜的负y方向的第1块反射镜。

沿负y方向，以中心参考反射镜的负y方向的第1块反射镜为参考，编号为11的旋转抛物面反射镜11的顶点11b和中心参考反射镜的负y方向的第1块反射镜的顶点10a重合，编号为11的旋转抛物面反射镜11的顶点11c和中心参考反射镜的负y方向的第1块反射镜的顶点10d重合；且保证编号为11的旋转抛物面反射镜11所对应的抛物线顶点11o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为11的旋转抛物面反射镜11为中心参考反射镜的负y方向的第2块反射镜。

以此类推，可以组装出中心参考反射镜的负y方向的第m块反射镜，m的取值为3~7内的所有整数。

（7）沿负y方向，以正x方向的第1块参考反射镜为参考，编号为12的旋转抛物面反射镜12的顶点12b和正x方向的第1块参考反射镜的顶点2a重合，编号为12的旋转抛物面反射镜12的顶点12c和正x方向的第1块参考反射镜的顶点2d重合；且保证编号为12的旋转抛物面反射镜12所对应的抛物线顶点12o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为12的旋转抛物面反射镜12为正x方向的第1块参考反射镜的负y方向的第1块反射镜。

沿负y方向，以正x方向的第1块参考反射镜的负y方向的第1块反射镜为参考，编号为13的旋转抛物面反射镜13的顶点13b和正x方向的第1块参考反射镜的负y方向的第1块反射镜的顶点12a重合，编号为13的旋转抛物面反射镜13的顶点13c和正x方向的第1块参考反射镜的负y方向的第1块反射镜的顶点12d重合；且保证编号为13的旋转抛物面反射镜13所对应的抛物线顶点13o和球面重合，且抛物线的对称轴过球心s，则抛物线的焦点和球心s重合；定义编号为13的旋转抛物面反射镜13为正x方向的第1块参考反射镜的负y方向的第2块反射镜。

以此类推，可以组装出正x方向的第1块参考反射镜的负y方向的第m块反射镜，m的取值为3~7内的所有整数。

以此类推，可以组装出正x方向的第n块参考反射镜的负y方向的第m块反射镜，n的取值为2~7内的所有整数，m的取值为1~7内的所有整数。

以此类推，可以组装出负x方向的第n块参考反射镜的负y方向的第m块反射镜，n的取值为1~7内的所有整数，m的取值为1~7内的所有整数。

按照以上描述的规则组装出本实施例的碟式高倍均匀聚光反射镜系统；参考图3，太阳光i经过碟式高倍均匀聚光反射镜系统m反射聚集后，所形成的聚焦光线h在光伏或光热接收器r受光面上形成强度分布均匀的矩形聚光光斑。

本实施例中的参考球的半径r和旋转抛物面反射镜所对应的抛物线的焦距p/2相等，取值为8000mm。

本实施例中，按照以上规则组装的碟式高倍均匀聚光反射镜系统的有效聚光面积为2.98×3.06=9.12m²，有效焦距为4000mm。

采用tracepro光学模拟软件对本实施例的碟式高倍均匀聚光反射镜系统的聚光性能进行模拟计算。在具体的模拟计算过程中，所采用的光源为模拟太阳光的平行光，强度为1000w/m²，反射镜的反射率设定为93%。

通过模拟计算，得出了接收器受光面的聚光强度分布情况，图5为本实施例中接收器受光面中线位置聚光强度分布示意图。模拟计算结果显示，聚光光斑主要集中在面积为100mm×100mm矩形区域内，特别在矩形面积为70mm×70mm的中心聚集区域内，聚光光斑表现出极好的均匀性。在矩形聚光光斑的中心聚集区域内，光强度达到810000w/m²，相对于强度为1000w/m²的入射光，在聚光光斑的中心聚集区域内的有效均匀聚光倍数为810倍。