专利名称：二次反射抛物柱面聚光三角面采光太阳能热水发电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能应用技术，特别是一种利用抛物柱面聚光原理接收太阳 能的二次反射抛物柱面聚光三角面采光太阳能热水发电装置，该装置通过反光面的反光 聚焦作用接收太阳能，可大幅提高太阳能的接收效率。
背景技术：
太阳能是一种清洁能源，取之不尽、用之不竭，也不会造成环境污染，如今， 无论在沿海城市，还是在内陆城市，太阳能产品正越来越多地进入人们的视野，太阳能 路灯、太阳能草坪灯、太阳能庭院灯、太阳能楼道灯、公交站台灯、交通信号灯等等， 各种太阳能热水器也已经走近千家万户。但这些太阳能产品大多数都没有聚光功能，造 成太阳能利用率低下。太阳能接收元件表面的光强提高一倍，太阳能接收元件的接收效 率将提高一倍，目前太阳能产业技术竞争的焦点主要是太阳能接收效率之争，可见提高 接收效率对整个行业重要程度，因此能否有效的提高太阳能接收元件的光照强度，就成 为人们利用太阳能时最为关注的问题。近些年，国外在一些太阳能电站的光伏矩阵中实现了太阳能聚光接收，国内也 有类似的试验装置，但这些装置结构复杂、体积庞大、造价高难以在太阳能家用产品上 得到推广。
发明内容
为了克服现有的聚光装置机械结构复杂、体积庞大、造价高等缺点.本发明针对 现有技术存在的不足，对现有技术进行了改进，提出了一种体积小、结构简单可靠、成 本低的太阳能聚光接收装置、它可实现太阳能的聚光接收。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是在一个长方形箱体内安装了多个 太阳能聚光接收机构，各太阳能聚光接收机构整齐排列在长方形箱体内，在长方形箱体 的上方安装了一个水箱，在长方形箱体的上面盖有一块平面透明盖板，平面透明盖板将 各太阳能聚光接收机构封闭在长方形箱体内，各太阳能聚光接收机构都由一块大平面反 光镜、一块抛物柱面反光镜和一个光能接收器构成，各太阳能聚光接收机构的大平面反光镜相互平行，各太阳能聚光接收机构的大 平面反光镜与平面透明盖板相交成45°角，各大平面反光镜的中间位子沿其长边方向 都开有一条长直的光线入射狭缝，各大平面反光镜的光线入射狭缝都与长方形箱体的同 一条长边平行并且大平面反光镜的光线入射狭缝位于同一个与平面透明盖板平行的平面 上，各太阳能聚光接收机构的光能接收器由一根长直的方形空心导热管、一根长直 的三角铁形太阳能电池板和一根长直的半圆柱面透明导光盖构成，沿各光能接收器的方 形空心导热管的一条棱上开有一条光线入射狭缝，各太阳能聚光接收机构的三角铁形太 阳能电池紧密粘合在该太阳能聚光接收机构的方形空心导热管光线入射狭缝对面的两表面上，各个光能接收器的方形空心导热管的下端通过一根冷水管与水箱相通，各个光能 接收器的方形空心导热管的上端通过一根热水管与水箱相通，各太阳能聚光接收机构的 半圆柱面透明导光盖盖在该太阳能聚光接收机构的方形空心导热管的光线入射狭缝上， 各光能接收器的半圆柱面透明导光盖、方形空心导热管构成一个闭合空腔，各太阳能聚光接收机构的光能接收器安装在该太阳能聚光接收机构的大平面反 光镜的反光面的背面，各太阳能聚光接收机构的光能接收器的方形空心导热管的对称轴 位于该太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的对称面上，各光能接收器的三角铁形太 阳能电池板紧密粘合在该光能接收器的方形空心导热管的表面上，各太阳能聚光接收机 构的光能接收器的方形空心导热管的光线入射狭缝正对该太阳能聚光接收机构的抛物柱 面反光镜的反光面使得粘合在方形空心导热管的表面上的三角铁形太阳能电池板正对该 太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的反光面，各太阳能聚光接收机构的光能接收器 的方形空心导热管的光线入射狭缝和半圆柱面透明导光盖的轴线与该太阳能聚光接收机 构的抛物柱面反光镜的焦线相互重合，各太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的焦线 与该太阳能聚光接收机构的大平面反光镜的光线入射狭缝相互重合，各太阳能聚光接收 机构的抛物柱面反光镜的对称面与该太阳能聚光接收机构的大平面反光镜相交成45° 角，当太阳光垂直于平面透明盖板入射时，入射光线通过各太阳能聚光接收机构的 大平面反光镜和抛物柱面反光镜的反射聚焦后都能穿过大平面反光镜的光线入射狭缝和 方形空心导热管的光线入射狭缝照射在各光能接收器的三角铁形太阳能电池板上，照射 在三角铁形太阳能电池板上的光能的一部分通过三角铁形太阳能电池板转换为电能，另 一部分通过方形空心导热管转换为热能，因各光能接收器的半圆柱面透明导光盖和方形 空心导热管构成一个闭合空腔，并且方形空心导热管的光线入射狭缝很窄，进入光线入 射狭缝的光能的大部分在闭合空腔内转变为电能和热能，因此大幅提高了各光能接收器 的光电和光热转换率。本发明的有益效果是通过各抛物柱面反光镜的反光聚焦作用大幅提高了照 射在各光能接收器上的太阳光的强度，因而大幅提高了各光能接收器的光电和光热转换 率，实现了在强光和弱光的环境下都有较高的光电和光热转换率。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明的整体结构图。图2是本发明的整体结构图的A-A剖视图。图3是本发明实施例的太阳能聚光接收机构剖视图的放大图。图4是抛物柱面的示意图。在图4的抛物柱面构成图中抛物线L，准线Li，顶点O，焦点f，对称轴L2， 抛物柱面S，准平面Si，对称面S2，焦线L3。
具体实施例方式在图1和图2中，在长方形箱体3-1内安装了由大平面反光镜1-1-1和抛物柱面反光镜1-2-1和光能接收器1-3-1构成的太阳能聚光接收机构一、由大平面反光镜1-1-2 和抛物柱面反光镜1-2-2和光能接收器1-3-2构成的太阳能聚光接收机构二、由大平面反 光镜1-1-3和抛物柱面反光镜1-2-3和光能接收器1-3-3构成的太阳能聚光接收机构三、 由大平面反光镜1-1-4和抛物柱面反光镜1-2-4和光能接收器1-3-4构成的太阳能聚光接 收机构四、由大平面反光镜1-1-5和抛物柱面反光镜1-2-5和光能接收器1-3-5构成的太 阳能聚光接收机构五，五个太阳能聚光接收机构的整齐排列在长方形箱体3-1内，在长 方形箱体3-1的上面盖有一块平面透明盖板4-1，平面透明盖板4-1将五个太阳能聚光接 收机构封闭在长方形箱体3-1内，上述五个大平面反光镜的中间位子沿其长边方向都开有一条长直的光线入射狭 缝，上述五个大平面反光镜的光线入射狭缝都与长方形箱体3-1的一条长边平行并且各 大平面反光镜的光线入射狭缝位于同一个与平面透明盖板4-1平行的平面上，上述五个 大平面反光镜的反光平面与平面透明盖板4-1相交成45°角，图3中给出了第一太阳能聚光接收机构的结构，在图3中第一太阳能聚光接收机 构由大平面反光镜1-1-1、抛物柱面反光镜1-2-1和光能接收器1-3-1构成，光能接收器 1-3-1由一根长直的方形空心导热管5-6、一根长直的三角铁形太阳能电池板10-6和一根 半圆柱面透明导光盖6-6构成，沿方形空心导热管5-6的一条棱上开有一条光线入射狭 缝，方形空心导热管5-6的下端通过冷水管9-1-2与水箱8-1相通，方形空心导热管5-6 的上端通过热水管9-1-1与水箱8-1相通，三角铁形太阳能电池10-6紧密粘合在方形空 心导热管5-6的光线入射狭缝对面的两表面上，半圆柱面透明导光盖6-6盖在方形空心导 热管5-6的光线入射狭缝上 ，半圆柱面透明导光盖6-6、方形空心导热管5-6构成一个闭 合空腔，光能接收器1-3-1安装在该大平面反光镜1-1-1的反光面的背面，方形空心导热 管5-6的对称轴位于抛物柱面反光镜1-2-1的对称面上，方形空心导热管5-6的光线入射 狭缝正对抛物柱面反光镜1-2-1的反光面，方形空心导热管5-6的光线入射狭缝和半圆 柱面透明导光盖6-6的轴线与抛物柱面反光镜1-2-1的焦线相互重合，抛物柱面反光镜 1-2-1的焦线与大平面反光镜1-1-1的光线入射狭缝相互重合，抛物柱面反光镜1-2-1的 对称面与大平面反光镜1-1-1相交成45°角，当太阳光垂直于平面透明盖板4-1入射时，入射光线通过大平面反光镜1-1-1和 抛物柱面反光镜1-2-1的反射聚焦后都能穿过大平面反光镜1-1-1的光线入射狭缝和方形 空心导热管5-6的光线入射狭缝照射在三角铁形太阳能电池10-6上，照射在三角铁形太 阳能电池10-6上的光能的一部分通过三角铁形太阳能电池10-6转换为电能，另一部分通 过方形空心导热管5-6转换为热能，因半圆柱面透明导光盖6-6和方形空心导热管5-6构 成一个闭合空腔，并且方形空心导热管5-6的光线入射狭缝很窄，进入光线该入射狭缝 的光能的大部分在闭合空腔内转变为电能和热能，因此大幅提高了光能接收器1-3-1的 光电和光热转换率。各个太阳能聚光接收机构的光能接收器的结构、各项尺寸和光能接 受过程与光能接收器1-3-1相同。
权利要求
1. 一种二次反射抛物柱面聚光三角面采光太阳能热水发电装置，由长方形箱体、水 箱、冷水管、热水管、平面透明盖板和太阳能聚光接收机构构成，在长方形箱体内安装 了多个太阳能聚光接收机构，各太阳能聚光接收机构都由一块大平面反光镜、一块抛物 柱面反光镜和一个光能接收器构成，各太阳能聚光接收机构的光能接收器由一根长直的 方形空心导热管、一根长直的三角铁形太阳能电池板和一根长直的半圆柱面透明导光盖 构成，沿各光能接收器的方形空心导热管的一条棱上开有一条光线入射狭缝，各太阳能 聚光接收机构的三角铁形太阳能电池紧密粘合在该太阳能聚光接收机构的方形空心导热 管光线入射狭缝对面的两表面上，各光能接收器的半圆柱面透明导光盖、方形空心导热 管构成一个闭合空腔，其特征是各太阳能聚光接收机构的光能接收器安装在该太阳能 聚光接收机构的大平面反光镜的反光面的背面，各太阳能聚光接收机构的光能接收器的 方形空心导热管的对称轴位于该太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的对称面上，各 光能接收器的三角铁形太阳能电池板紧密粘合在该光能接收器的方形空心导热管的表面 上，各太阳能聚光接收机构的光能接收器的方形空心导热管的光线入射狭缝正对该太阳 能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的反光面使得粘合在方形空心导热管的表面上的三角 铁形太阳能电池板正对该太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的反光面，各太阳能聚 光接收机构的光能接收器的方形空心导热管的光线入射狭缝和半圆柱面透明导光盖的轴 线与该太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的焦线相互重合，各太阳能聚光接收机构 的抛物柱面反光镜的焦线与该太阳能聚光接收机构的大平面反光镜的光线入射狭缝相互 重合，各太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的对称面与该太阳能聚光接收机构的大 平面反光镜相交成45°角，当太阳光垂直于平面透明盖板入射时，入射光线通过各太阳能聚光接收机构的大平 面反光镜和抛物柱面反光镜的反射聚焦后都能穿过大平面反光镜的光线入射狭缝和方形 空心导热管的光线入射狭缝照射在各光能接收器的三角铁形太阳能电池板上，照射在三 角铁形太阳能电池板上的光能的一部分通过三角铁形太阳能电池板转换为电能，另一部 分通过方形空心导热管转换为热能，因各光能接收器的半圆柱面透明导光盖和方形空心 导热管构成一个闭合空腔，并且方形空心导热管的光线入射狭缝很窄，进入光线入射狭 缝的光能的大部分在闭合空腔内转变为电能和热能，因此大幅提高了各光能接收器的光 电和光热转换率。
全文摘要
一种二次反射抛物柱面聚光三角面采光太阳能热水发电装置，该装置通过大平面反光镜和抛物柱面反光镜的反光聚焦作用接收太阳能，可大幅提高太阳能的接收效率，可用来实现在强光和弱光的环境下太阳能的采集和接收。
文档编号F24J2/24GK102012110SQ20101052558
公开日2011年4月13日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者张立君 申请人:北京印刷学院