一种无源太阳能智能集中器的制作方法

本发明涉及新能源领域，具体涉及一种无源太阳能智能集中器。

背景技术：

太阳能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。在自然界中，植物通过光合作用利用阳光，而动物们则更多的是感受太阳能的光和热。随着人类社会的快速发展，对能源和环境的依赖也越来越大，能源短缺和环境污染对我们的影响也越来越显著。所以开发利用可再生的太阳能，成为一种趋势。

利用太阳能的传统方法有通过太阳能面板发电的直接利用和利用太阳能加热液体进行间接蒸汽发电。但这些方法都非常依赖天气，并且一天中太阳的位置一直在变化，所以这些因素都严重影响着太阳能的利用。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题，提供一种无源太阳能智能集中器。

本发明提供的技术方案是：

一种无源太阳能智能集中器，包括聚焦透镜、箱体支架、气囊室、气囊、支点滑轮、牵引绳、光纤、耦合器、皮筋、收集箱和牵引绳缓冲箱；所述聚焦透镜位于收集箱顶端，所述收集箱为上部大、下部小的梯形结构，所述气囊室设于收集箱侧面，包括左气囊室和右气囊室，分别通过左牵引绳、右牵引绳连接收集箱；所述气囊室内的气囊由可伸缩的材料制成，气囊内部充有易受热膨胀的惰性气体；所述牵引绳一端固定在气囊顶端，另一端连接收集箱底部的外壁，所述牵引绳经过固定的支点滑轮；所述收集箱底部通过耦合器与光纤连接，所述收集箱上缘通过皮筋固定在箱体支架上，所述收集箱可在箱体支架内左右摆动。

所述气囊由硅胶材料制成，内部充氦气或氩气。当一侧气囊膨胀时，牵引绳的顶端拉向一个方向，经过两个支点滑轮，收集箱的底端向另一个方向移动，则收集箱朝向气囊膨胀的方向倾斜。

进一步的，所述牵引绳上设有牵引绳缓冲箱，用于释放、回收和锁定牵引绳，所述牵引绳缓冲箱包括设在左牵引绳上的左牵引绳缓冲箱和设在右牵引绳上的右牵引绳缓冲箱。

牵引绳缓冲箱内部包括两个部分：靠近气囊部分和靠近收集箱部分：靠近气囊部分，当气囊膨胀并拉动绳索时，会被锁住，缓冲箱和牵引绳一起运动。相反，当气囊收缩时会解锁回收牵引绳；靠近收集箱部分，当缓冲箱移动时，会锁住牵引绳；当缓冲箱不动时，会解锁并释放或者回收牵引绳。

具体的，所述牵引绳缓冲箱内包括控制器，固定柱和两组齿轮，所述固定柱将牵引绳缓冲箱固定在牵引绳上，两组齿轮由控制器分别控制。

所述收集箱两腰的材质为透明的玻璃材料，两腰的底端与牵引绳相连接。

本侧气囊膨胀时，本侧缓冲箱内部的牵引绳会被锁住，因此缓冲箱会和牵引绳一起左右移动，最后带动收集箱摆动；由于收集箱的摆动，另一侧缓冲箱内部的靠近收集箱一侧的牵引绳会被释放，因此缓冲箱不会和牵引绳一起左右移动。相反的，当本侧气囊收缩时，缓冲箱内部的靠近气囊一侧的牵引绳会被解锁且回收，但靠近收集箱一侧的牵引绳不会变，所以不会影响收集箱的倾斜状态。其最终目的是，当太阳光照射到收集箱的侧壁上时，该侧气囊受热膨胀，会使得收集箱向太阳光方向倾斜，最终光线仍能汇聚到底部的耦合器上。但是任何时候，都只有气囊受热膨胀时才会使收集箱倾斜摆动，其他任何情况都不会移动。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

1.本发明采用气囊结构，可解决不同季节，甚至一天中不同时间段，太阳位置不一样所带来的太阳能面板有效工作面积减少的问题。

2.本发明采用牵引绳缓冲箱，可以智能实时的控制收集箱的朝向，保证光线始终是垂直射入收集箱的。

3.本发明产生光纤作为太阳光的传输介质，其质地柔软，且对太阳光几乎无损耗。因此可以太阳能电池板放置在集中器周围任何位置。

附图说明

图1：无源太阳能智能集中器结构示意图一。

图2：牵引绳缓冲箱结构示意图。

图3：无源太阳能智能集中器结构示意图二。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

一种无源太阳能智能集中器，包括聚焦透镜1、箱体支架2、气囊室3、气囊4、支点滑轮5、牵引绳6、光纤7、耦合器8、皮筋9、收集箱10和牵引绳缓冲箱11；所述聚焦透镜1位于收集箱10顶端，所述收集箱10为上部大、下部小的梯形结构，所述气囊室3设于收集箱10侧面，包括左气囊室和右气囊室，分别通过左牵引绳、右牵引绳连接收集箱10；所述气囊室3内的气囊4由可伸缩的材料制成，气囊4内部充有易受热膨胀的惰性气体；所述牵引绳6一端固定在气囊4顶端，另一端连接收集箱10底部的外壁，所述牵引绳6经过固定的支点滑轮5；所述收集箱10底部通过耦合器8与光纤7连接，所述收集箱10上缘通过皮筋9固定在箱体支架2上，所述收集箱10可在箱体支架2内左右摆动。

当一侧气囊4膨胀时，牵引绳6的顶端拉向一个方向，经过两个支点滑轮5，收集箱10的底端向另一个方向移动，则收集箱10朝向气囊4膨胀的方向倾斜。

所述牵引绳6上设有牵引绳缓冲箱11，用于释放、回收和锁定牵引绳6，所述牵引绳缓冲箱11包括设在左牵引绳上的左牵引绳缓冲箱和设在右牵引绳上的右牵引绳缓冲箱。所述牵引绳缓冲箱11内包括控制器12、固定柱13和两组齿轮14，所述固定柱13将牵引绳缓冲箱11固定在牵引绳6上，两组齿轮14由控制器12分别控制。

所述气囊4由硅胶材料制成，内部充氦气或氩气。所述收集箱10两腰的材质为透明的玻璃材料，两腰的底端与牵引绳6相连接。

该无源太阳能智能集中器可在普通家庭使用，也可以在大规模商业发电场所使用。

如图1所示，太阳光线经聚焦透镜汇聚并聚焦在耦合器中，然后经光纤传输到太阳能面板室，并均匀的照射在面板上。因此可以将太阳能电池板放置在集中器周围任何位置，甚至放置在地下来节约空间和保护电池板。当光线不是垂直入射到聚焦透镜时，光线会汇聚到收集箱的腰上。当大量光线汇聚在腰部时，该侧的气囊就会受热膨胀，并拉动与之相连的牵引绳。此时该侧缓冲箱内部的牵引绳会被锁住，因此缓冲箱会和牵引绳一起左右移动，最后带动收集箱摆动；则由于收集箱的摆动，另一侧缓冲箱内部的靠近收集箱一侧的牵引绳会被释放，该缓冲箱不会和牵引绳一起左右移动，该侧的气囊不受影响。直到光线能垂直入射到收集箱中，摆动停止。此时光线重新聚集在底部的耦合器上，而腰部的气囊不在被加热。所以气囊会收缩。当气囊收缩时，该侧的缓冲箱会解锁并回收牵引绳，而缓冲箱位置不变，收集箱的朝向也不会改变。当夜晚时，设备恢复初始化，缓冲箱回到初始位置。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种无源太阳能智能集中器，包括聚焦透镜、箱体支架、气囊室、气囊、支点滑轮、牵引绳、光纤、耦合器、皮筋、收集箱和牵引绳缓冲箱。聚焦透镜通过皮筋被箱体支架水平架起。耦合器位于箱体支架低部，且在聚焦透镜的焦面上。装有气囊的气囊室位于收集箱的两侧。气囊的低端固定在气囊室底部，顶端连接牵引绳。牵引绳通过支点滑轮与收集箱底部相连。太阳光线经聚焦透镜汇聚并聚焦在耦合器中，然后经光纤传输到太阳能面板室，并均匀的照射在面板上。该设备成本低廉，高效，且可智能的识别并调节收集箱的朝向，提高发电效率，非常适合普通家庭推广使用。

技术研发人员：刘海洋;贾艳刚
受保护的技术使用者：中国葛洲坝集团电力有限责任公司;南京绿新能源研究院有限公司
技术研发日：2017.05.11
技术公布日：2017.08.04