专利名称：一种分段式槽式太阳能聚光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种新型的太阳能聚光器，尤其是一种分段式槽式太阳能聚光器。
背景技术：
开发利用太阳能已经成为世界各国可持续发展的主要战略决策之一。但是，太阳能的能流密度较低(约lkW/m2)的缺点成为利用太阳能的主要障碍之一。为了提高太阳能的辐射能流密度，可以采用聚光的方法将太阳光聚集到接受器上，在进行光热利用时可提高集热温度，在进行光伏发电时则可减少昂贵的光伏电池用量。因此研制具有实用价值的低成本、高效率、高稳定性的太阳能聚光器，能够进一歩促进太阳能的广泛应用。目前常用的聚光方法主要有槽式、碟式、塔式以及菲涅尔透镜式。前两者需要加工复杂的曲面反射镜，价格较贵，加工精度要求高，焦平面光强分布不均匀；塔式系统需要众多定日镜围绕中心塔建立，占地面积巨大，并且每个定日镜需要単独ニ维控制，控制系统及其复杂；菲尼尔透镜虽然价格便宜，但是目前难以做成单块大面积的产品，且聚光均匀性较差。而聚光光强的均匀性 对聚光光伏发电效率影响十分強烈，光强分布不均匀会造成弱光强照射处的光电池反而变成负载，导致电能内耗并引起温升等严重问题。同时这几种聚光器所产生的风阻较大，在风级较大的情况下，安全性较低。专利复合平面槽式聚光器(冯益安.复合平面槽式聚光器200910001667. 2)用平面取代抛物面，简化了エ艺，但同样风阻较大。徐永邦等人提出了ー种新型槽式抛物面型太阳能聚光器(徐永邦，王芳，邓霞.ー种槽式抛物面型太阳能聚光器201020563001. 4)，在抛物型支架上安装平面反射镜，避免了使用成本高的整块曲面反射镜，降低了成本，但对抛物支架的エ艺要求同样很高。专利平板型平面玻璃镜反射聚光器201020130154. X(胡芄，张谦，陈则韶.ー种平板型平面玻璃镜反射太阳能聚光器)在加工エ艺上较之前面几种聚光器得到了很大的改善，エ艺简単，因其玻璃镜面间有间隔，所以风阻也较小。但是，在有限的面积内，想得到较高的聚光倍数，需要将聚光玻璃镜面宽度尽量缩小，这样对安装过程的精度要求以及小尺寸玻璃镜面的裁制都有很高的要求。
实用新型内容本实用新型的技术解决问题在于克服现有技术的不足，提供一种分段式槽式太阳能聚光器，提高太阳能聚光器对于风的抗压能力，同时在有限面积范围内，以更大的提高聚光比，获得更高的集热温度，更有利于エ业上应用。本实用新型的技术解决方案一种分段式槽式太阳能聚光器，包括平板框架1-1、抛物面反射镜1-2、圆柱聚光接收体1-3或平板聚光接收体1-4 ;在平面框架1-1上依次放置不同曲率半径但焦线位置相同的多个抛物面反射镜1-2，抛物面反射镜1-2的位置、曲率及开ロ宽度随焦线位置的改变而改变，为了达到最佳聚光效果，抛物面反射镜1-2所反射的有效光线全部落于圆柱聚光接收体1-3或平板聚光接收体1-4的有效区域内；平板框架1-1固定在太阳跟踪架上。[0006]所述多个抛物面反射镜1-2中后一个抛物反射镜面反射的光线恰好经过前一个抛物反射镜面的边缘，最大限度的利用平板框架1-1的空间且光线不能遮挡。[0007]所述的圆柱状聚光接收体1-3是圆柱形真空管集热器；所述的平板状聚光接收体 1-4为平板集热器。[0008]所述多个抛物面反射镜1-2排列时，第i+Ι个抛物面反射镜的起始位置位于第i 个抛物面反射镜外侧反射光线延长线上，避免光线遮挡的同时，最大程度减小各抛物面反射镜之间的间隙。[0009]本实用新型的原理在平行光入射的条件下，所有抛物面反射镜的焦线在同一条直线上，焦线位置距离平板框架1-1的高度为a，所有抛物面反射镜1-2的一侧边固定在平板框架1-1上，另一侧边离开平板框架1-1的位移均为b。建立X-Y 二维直角坐标系，X-Y 坐标平面垂直于各抛物反射镜面的焦线和平板框架平面，以焦线与X-Y坐标平面的交点F 到平板框架平面的垂线为Y轴，X-Y坐标平面与平板框架平面交线为X轴(如图2)。无论是单轴跟踪还是双轴跟踪，正午时刻入射光线均垂直于平面框架1-1，以此作为本聚光器的分析时刻。在X-Y坐标平面上，Y轴右侧或左侧(X轴正方向或反方向)，依次给抛物面反射镜 1-2编上号i，中间为I号。定义第i个抛物反射镜在X-Y平面上截线段始末位置的横坐标分别为\和\'，纵坐标分别为义和7/，所以有第i个抛物面反射镜在X-Y平面上截线段的始末点坐标分别为(Xi，0)、(Xi,，b)。假设i个抛物面反射镜1-2在X-Y轴上截线方程表达式为X2 = 2Pi (y+kj，Iii彡O (i取1，2，3···)。聚光器焦线在X-Y平面上截点F在Y 轴上，坐标为(0，a)，根据抛物线方程表达式，由抛物线的性质，焦线位置在X-Y平面上截点F坐标为(O，七)，所以有
权利要求1.一种分段式槽式太阳能聚光器，其特征在于包括平板框架(1-1)、抛物面反射镜(1-2)、圆柱聚光接收体(1-3)或平板聚光接收体(1-4);在平面框架(1-1)上依次放置不同曲率半径但焦线位置相同的多个抛物面反射镜(1-2)，使得每个抛物面反射镜(1-2)反射的光线将聚集在位于焦线位置上的圆柱聚光接收体(1-3)或平板聚光接收体(1-4)的有效区域内；平板框架(1-1)固定在太阳跟踪架上。
2.根据权利要求1所述的分段式槽式太阳能聚光器，其特征在于所述多个抛物面反射镜(1-2)中后一个抛物反射镜面反射的光线恰好经过前一个抛物反射镜面的边缘，最大限度的利用平板框架(1-1)的空间且光线不能遮挡。
3.根据权利要求1所述的分段式槽式太阳能聚光器，其特征在于所述的圆柱状聚光接收体(1-3)是圆柱形真空管集热器；所述的平板状聚光接收体(1-4)为平板集热器。
专利摘要一种分段式槽式太阳能聚光器，包括平板框架(1-1)、抛物面反射镜(1-2)、圆柱聚光接收体(1-3)或平板聚光接收体(1-4)；在平面框架(1-1)上依次放置多个抛物面反射镜(1-2)，抛物面反射镜(1-2)的位置、曲率及开口宽度随焦线位置的改变而改变，为了达到最佳聚光效果，抛物面反射镜(1-2)所反射的有效光线全部落于圆柱聚光接收体(1-3)或平板聚光接收体(1-4)的有效区域内，后一个抛物反射镜面反射的光线恰好经过前一个抛物反射镜面的边缘，最大限度的利用平板框架(1-1)的空间且光线不能遮挡；平板框架(1-1)固定在太阳跟踪架上。本实用新型提高了太阳能聚光器对于风的抗压能力，同时在有限面积范围内，提高了聚光比，获得更高的集热温度，有利于工业上应用。
文档编号F24J2/12GK202870380SQ20122038738
公开日2013年4月10日 申请日期2012年8月7日 优先权日2012年8月7日
发明者胡芃, 张谦 申请人:中国科学技术大学