专利名称：适用大面积太阳能采集聚合的新方法
技术领域：
本发明涉及太阳能的利用，是一种独特的采集和聚合太阳光线的新方法。
现有技术太阳能利用的方案大致有以下三类1、太阳能电池。可将太阳能直接转化成电能，但转化效率低，能量规模小，成本高，应用面狭窄，不可能实现太阳能的大面积采集。
2、抛物线球凹面镜反射采集聚合太阳光。此类技术方案的优点在于提高了太阳能的能级，能实现光线直射跟踪高温点加热，温度可达1000℃以上。但由于点加热方式无法实现多单元大面积组合，而过大口径的凹球面镜制造不现实，因此达不到大面积工业化利用的水平。
3、固定非跟踪式低于水沸点加热的太阳能热水器。应用广泛，成本低，但效率更低，能级温度低，只能进入家庭、宾馆，作为洗浴热源，谈不上工业化利用的水平。
总之现有太阳能利用的技术尽管有了一定的进展，但由于达不到大面积工业化利用水平，总体上仍属于较低层次的开发。
若想实现太阳能的工业化利用，须解决两个方面的问题一是提高太阳能的能级即聚合加热温度，二是太阳能的大面积采集。前一问题，抛物线凹面镜对阳光的采聚集技术可以解决，但过大口径的反射镜制作起来过分困难，而该技术的点加热特性又无法实现多单元的组合，使第二个问题无法解决。
本发明的目的就是解决以上所说的第二个问题。该方法的独特之处在于将抛物线凹面镜的“点”聚合改变为“线”聚合，使太阳能对点的加热变成对线即对管道的加热，而管道因其既可导出被加热介质又可实现多单元串并联组合，因此可实现太阳能的大面积采集。
为达到发明目的所采取的技术方法如下采用底面曲面具有抛物线特性的直凹槽作为太阳光线的接收和反射聚合装置。该凹槽底面(见附图
)是抛物线①以其焦点②为参考点，沿着与抛物线所在平面垂直方向连续平移形成的。在平移过程中焦点②的运动轨迹所形成的直线位置上固定着加热管道③，整个直凹槽两端侧板④与凹槽刚性连接，凹槽以管道③为轴可以作小于180°的扭转。管道的轴向可在水平和垂直之间作小于90°的摆动。
当光线沿着与抛物线对称轴平行的方向射入凹槽内，涂敷反光材料的凹槽底面可将入射光线反射聚集在加热管道上，实现太阳能聚合高温管道加热。太阳光的全天跟踪靠凹槽的扭转和加热管道的摆动实现，加热管道本身不发生径向扭动，这样的结构特点可使多单元采集装置通过管道⑤实现串并联和同步跟踪⑥，能够多单元、大面积地采集太阳能。
与现有技术的太阳能利用相比，该发明的突破之处在于1、太阳光线的采集聚合不是“点”聚合而是“线”聚合，既可以此高温加热管道内的介质，而管道的热导出和串并联正是大面积太阳能采集的关键。
2、独特的结构使被加热管道只发生轴向一定允许幅度的摆动，而不会产生径向扭转，同时实现了该装置的多单元串并联组合和光线的联动同步跟踪，为太阳能的大面积工业化利用找到了突破口。
3、凹槽的结构简单，成本低、复现性好，现有工艺技术水平可完全胜任其制造，制作成本能够接受。
权利要求
一种适用于大面积太阳能采集聚合的新方法，其特征在于直凹槽型的太阳能采集装置的槽底面曲面具有抛物线特性，其严格的数学描述为抛物线以其焦点为参考点，沿着与抛物线所在平面垂直的方向连续平移所形成的曲面，即为该装置的凹槽底面；凹面涂敷反光材料，与抛物线对称轴平行入射的太阳光经反射后聚集于槽内某一条直线上，该直线即抛物线的焦点轨迹；在焦点轨迹的直线位置上固定加热管道，聚合的阳光能量对管道内介质进行高温加热；直凹槽以加热管道为轴可扭转角度小于180°，加热管道轴向由水平至垂直作小于90°摆动，可实现阳光的直射跟踪而加热管道本身不发生径向扭动。
全文摘要
本发明采用凹槽底面曲面具有抛物线特性的直槽形特色结构，将与抛物线对称轴平行入射的太阳光线反射并聚合在槽内的某一条直线上(该直线即抛物线焦点轨迹)，在该直线位置上固定管道，可实现阳光聚合高温管道加热。同时光线的直射跟踪靠以加热管道为轴的直凹槽改变角度来实现，加热管道本身不会发生扭动。因此多单元的此类装置可通过管道连接实现串并联组合，为太阳能的大面积工业化利用找到了一个突破口。
文档编号F24J2/12GK1316631SQ0111602
公开日2001年10月10日 申请日期2001年5月10日 优先权日2001年5月10日
发明者董铁民 申请人:董铁民