专利名称：固定反光板太阳能收集器的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能的有效利用，特别是涉及将不断变化角度的太阳光、红外 线、紫外线和周围辐射光、散射光和漫反射光稳定地调整在一个小角度范围以内，或形 成一个光斑，为高效、经济利用太阳能供热、制冷、发电、照明及太阳灶提供了稳定的 能源保障，属于太阳能应用技术领域。
背景技术：
在全球经济飞速发展的今天，一方面是能源需求爆炸式增长，造成能源日趋紧 张，价格飞涨甚至发生战争，另一方面是，能源过度使用后造成严重的环境污染，使人 类生存环境受到严峻考验。现在，全世界都在开发太阳能应用的深度，而提高太阳能接 收效率、降低太阳能接收成本，就成为太阳能有效利用的“瓶颈”。传统太阳能收集装 置要么收集效率很低，要么必须追随太阳光角度变化而变化，跟踪太阳其缺点是，收集 成本高、维修维护成本高、无法大面积使用。发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，通过固定的多级组合反 光板实现对不断变化角度的太阳光进行调整，使太阳光角度稳定在较小的范围之内，解 决有效、经济地收集太阳能的技术问题。
本发明采用的技术方案是固定反光板太阳能收集器，包括，一级光导向板(1)、二级光导向板( 和三级光导向板(3)，所述一级光导向板(1)、所述二级光导向板(2)和所述三级光导向板C3)依次平滑无缝注压为一整体组成太阳能收集器单元。
该收集器还包括，四级光聚焦板G)，所述固定反光板太阳能收集器单元中三级 光导向板另一端C3)与所述四级光聚焦板(4)靠外部连接件平滑无缝连接为一整体组成太 阳能收集器单元。
该收集器在与水平面30°至60°仰角范围内安装于室外正南方向。将180° 范围变化的太阳光稳定在固定反光板太阳能收集器纵向对称轴40°至10°范围内或一光 斑。一级光导向板(1)、二级光导向板( 和三级光导向板C3)和四级光聚焦板(4)的组 成材料是，由金属、塑料、聚酯等材料压制成型后镀反光层制成。多个固定反光板太阳 能收集器单元，可以组合成固定反光板太阳能收集器单元组。
—种固定反光板太阳能收集方法，包括以下步骤，
步骤一由一级光导向板(1)接收180°范围内的太阳光、红外线、紫外线、辐 射光、散射光和漫反射光；
步骤二 所述一级光导向板(1)接收的太阳光的80%以上被二级光导向板(2) 以180°光范围吸收；
步骤三所述二级光导向板(2)将导入180°范围内太阳光的角度稳定地调整到 120°至60°范围内导入三级光导向板(3)；
步骤四所述三级光导向板(3)将导入120°至60°范围内太阳光的角度稳定地 调整到40°至10°范围内。
固定反光板的太阳能收集方法，还包括，步骤四中所述三级光导向板(3)导入 的40°至10°范围内太阳光通过四级光聚焦板(4)将太阳光聚焦形成一稳定地光斑。
一级光导向板(1)是按一定角度安装的反光平板(由四片组成对称分布)、二级 光导向板是取合适角度的二维CPC、所述三级光导向板C3)是按一定角度安装的反光平 板(由两片组成)和四级光聚焦板(4)是部分球面组成固定反光板太阳能收集器。
收集到的太阳光的角度范围取决于二级光导向板CPC (2)角度的取值和三级光导 向板的角度，固定反光板太阳能收集器单元的整体尺寸，随二级光导向板CPCO)入口尺 寸和角度取值的变化而改变。
本发明的有益效果是将180°范围的直射太阳光、红外线、紫外线、辐射 光、散射光和漫反射光，稳定地收集到40°至10°的角度范围内，或汇聚成一光斑。且 具有结构简单；成本低；寿命长；固定在室外无需维护；不腐蚀；收集效率高等特点。
图1是本发明固定反光板太阳能收集器的示意图2是本发明固定反光板太阳能收集器的光通路示意图3是现有技术中的一、二、三级光导向板整体示意具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明
图1是本发明固定反光板太阳能收集器的示意图；如图1所示，该固定反光板 太阳能收集器，是一、二、三级光导向板及上下两个端面注压成一整体后内镀反光涂层 制成，其中一级光导向板(1)，由左右两个30°角光锥和中间一个0°角光锥组成，作用 是将大于80%的入射光有效导入到二级光导向板内，因为光锥角与光全部入射角度关系 为a·= jt/2-Θ，其中r:光锥角；θ 可全部入射光的角度。其中二级光导向板(2) 是一个反向使用的二维非成像复合抛物面聚光器CPC，可以根据使用需要取10°至60° 范围内任意角度，其计算公式为
X = 2a(l+sin θ )sin(cD- θ )/(1-00ηΦ)-a ；
Y = 2a(l+sin θ )0οη(Φ- θ )/(1-00ηΦ)
其中X是横坐标；
Y是纵坐标；
a复合抛物面入口半径；
θ 是 CPC 角；
Φ是角变量。
本发明固定反光板太阳能收集器的最终几何尺寸决定于CPC所取角度值和其入 口尺寸的大小。其中三级光导向板(3)是两片反光平板，其作用是将二级光导向板(2) 出射光的角度进行“折叠”，使三级光导向板(3)出射光角度在可控范围内。其中四级 光聚焦板(4)是部分球面，其尺寸对应三级光导向板C3)出口尺寸，其球半径是横坐标中心到弧顶距离的2倍，采用整体注压成型内表面镀反光涂层，与三级光导向板C3)出口靠 连接件连接。
图2是本发明固定反光板太阳能收集器的光通路示意图；如图2所示，从下至上 观察，太阳光依此进入一级光导向板(1)、二级光导向板( 和三级光导向板C3)后经四 级光聚焦板(4)聚集形成光斑。进入一级光导向板(1)时的太阳光是以180°范围进入， 进入二级光导向板O)时仍然是以180°范围进入，经过二级光导向板( 后进入三级光 导向板(3)时的太阳光是以120°至60°范围稳定进入，经过三级光导向板(3)进入四级 光聚焦板(4)时的太阳光稳定在40°至10°范围，经过四级光聚焦板的球面聚集， 太阳光射出形成一稳定光斑。
图3是现有技术中的一、二、三级光导向板整体示意图；如图3所示，当太阳光 以180°范围进入一级光导向板(1)，一级光导向板(1)的作用是将入口范围内180°太 阳光通过两个30°和一个0°光锥，将大于80%部分太阳光导入二级光导向板O)内， 设定合适CPC角度，使太阳光经过二级光导向板O)的反射后以120°至60°范围稳定 地进入三级光导向板(3)，三级光导向板(3)以合适的角度将入射的太阳光“折叠”后以 40°至10°范围稳定地射出。
权利要求
1.一种固定反光板太阳能收集器，其特征在于，包括，一级光导向板(1)、二级光导 向板(2)和三级光导向板(3)，所述一级光导向板(1)、所述二级光导向板(2)和所述三 级光导向板(3)依次平滑无缝注压为一整体组成太阳能收集器单元。
2.根据权利要求1所述的固定反光板太阳能收集器，其特征在于还包括，四级光 聚焦板(4)，所述固定反光板太阳能收集器单元中三级光导向板(3)另一端与所述四级光 聚焦板(4)靠外部连接件平滑无缝连接为一整体组成太阳能收集器单元。
3.根据权利要求1或2所述的固定反光板太阳能收集器，其特征在于与水平面30° 至60°仰角范围内安装于室外。
4.根据权利要求1或2所述的固定反光板太阳能收集器，其特征在于将180°范围 变化的太阳光稳定在固定反光板太阳能收集器纵向对称轴40°至10°范围内或一光斑。
5.根据权利要求1或2所述的固定反光板太阳能收集器，其特征在于所述一级光导 向板(1)、所述二级光导向板(2)和所述三级光导向板(3)和所述四级光聚焦板(4)的组 成材料是，由金属、塑料、聚酯等材料压制成型后镀反光层制成。
6.根据权利要求1或2所述的固定反光板太阳能收集器，其特征在于所述固定反光 板太阳能收集器单元由多个组合成单元组使用。
7.—种固定反光板太阳能收集的方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤一由一级光导向板(1)接收180°范围内的太阳光、红外线、紫外线、辐射 光、散射光和漫反射光；步骤二 所述一级光导向板(1)接收的太阳光的80%以上被二级光导向板(2)以 180°光范围吸收；步骤三所述二级光导向板(2)将导入180°范围内太阳光的角度稳定地调整到120°至60°范围内导入三级光导向板(3)；步骤四所述三级光导向板(3)将导入120°至60°范围内太阳光的角度稳定地调整 到40°至10°范围内。
8.根据权利要求7所述的一种固定反光板的太阳能收集方法，其特征在于还包括 步骤四中所述三级光导向板(3)导人的40°至10°范围内太阳光通过四级光聚焦板(4) 将太阳光聚焦形成一光斑。
全文摘要
本固定反光板太阳能收集器发明属于太阳能应用技术领域，特别是涉及利用固定反光板将不断变化角度的太阳光、红外线、紫外线和周围辐射光、散射光和漫反射光稳定地调整在一个40°至10°范围以内，或形成一个光斑，为高效、经济利用太阳能供热、制冷、发电、照明及太阳灶提供了稳定的能源保障。
文档编号F24J2/00GK102022834SQ201010293710
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者高铮 申请人:高铮