一種新型太陽能反射鏡的製作方法
2023-12-03 19:10:01 2
專利名稱：一種新型太陽能反射鏡的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於太陽能技術領域，涉及菲涅爾式太陽能集熱技術，具體涉及一種新型太陽能反射鏡。
背景技術：
隨著國民經濟的迅速增長，對能源的需求日益旺盛，能源短缺以及化石能源所產生的環境汙染問題日益尖銳。可再生能源資源潛力大，可持續利用，在滿足能源需求、改善能源結構、減少環境汙染、促進經濟發展等方面發揮了重要作用，已引起了國際社會的廣泛關注。從資源量、分布範圍、清潔性、技術可靠性等方面分析，太陽能比其它可再生能源更具優越性。太陽能利用技術是能源技術發展的熱點，也是國際可再生能源技術發展的重點。太陽能具有資源充足、長壽、分布廣泛、安全、清潔、技術可靠等優點。由於太陽能可以轉換成多種其他形式的能量，因此應用範圍非常廣泛。其中太陽能發電在我國具有很大的發展潛力。我國太陽能資源豐富，全國總面積2/3以上地區年日照時數大於2000小時，與美國相近，比歐洲、日本優越得多。我國太陽能資源的理論儲量達每年17000億噸標準煤，約等於數萬個三峽工程發電量的總和。菲涅爾式太陽熱集熱技術是一種重要的太陽能集熱方式，通過該技術可以將較低的太陽能密度轉化為高密度的太陽能，產生較高的溫度從而提高太陽能吸收利用的效率。菲涅爾式集熱技術系統由反射鏡及集熱器組成。其中，集熱器固定在一定高度處，多列反射鏡與集熱器平行布置在地面上，通過調整反射鏡的角度將太陽光聚集到集熱器上，實現集熱器上的高倍聚光，管內的集熱介質將聚集到集熱器上的熱量帶走並進行利用。此相關的現有技術可以參閱公開號為US2009/0056703的美國專利申請。在現有的技術中，布置於地面的反射鏡通常採用平面反射鏡或者弧面反射鏡。在實際應用中，平面反射鏡的聚光比低，弧面反射鏡成本比較高，都需要進一步改進。
實用新型內容為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型的目的在於提供一種新型太陽能反射鏡，能夠在增加成本很少的情況下大幅提高集熱器上的聚光倍率，與採用弧面鏡相比，達到相同聚光效果的成本大幅下降。 為了解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是一種新型太陽能反射鏡，在一個反射鏡架上平行布置有三片或三片以上的條狀平面反射鏡3，每相鄰兩片條狀平面反射鏡3的反射面法線在反射面一側夾角為銳角。所述條狀平面反射鏡3的長度方向與反射鏡架的寬度方向一致。所述條狀平面反射鏡3玻璃反射鏡或者鏡面不鏽鋼，也可以使用其它可以用於反射的材料。相鄰兩片條狀平面反射鏡3的側面相接觸，也可以相互隔離。所述夾角隨著平面反射鏡3與集熱器距離的增加而減小，平面反射鏡3在所述集熱器上完成聚焦。本實用新型中，相鄰兩片條狀平面反射鏡的反射面法線的夾角大小的具體選擇與該反射鏡至集熱器之間的距離以及條狀平面反射鏡及集熱器的幾何形狀有關，該夾角使得在一天中大部分時間裡，安裝在同一個反射鏡架上的條狀平面反射鏡都能夠將入射的平行太陽光照射至集熱器上。當反射鏡至集熱器之間的距離增加時，反射鏡上相鄰條狀平面反射鏡的反射面法線間的夾角應適當減 小。本實用新型與現有技術相比，既可以使每列反射鏡的反射光線在集熱器上完成聚焦，又能夠根據不同的反射鏡與集熱器的形狀和間距等因素來做相應調整，具有通用性，同時成本低廉，適合規模應用。
圖I為現有的菲涅爾式太陽能集熱系統的立體結構示意圖。圖2為現有的用於菲涅爾式太陽能集熱系統的反射鏡的結構示意圖，反射鏡採用平面鏡結構。圖3為現有的用於菲涅爾式太陽能集熱系統的反射鏡的結構示意圖，反射鏡採用弧面鏡結構。圖4為本實用新型的反射鏡的結構示意圖。圖5為本實用新型的反射鏡在光線照射下的反射光路圖。圖6為本實用新型的反射鏡的條狀平面反射鏡的反射面法線的夾角的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例詳細說明本實用新型的實施方式。參閱圖I所示，為現有的菲涅爾式太陽能集熱系統的示意圖。圖中，101為集熱器，102為反射鏡，通過調整每一列反射鏡102的角度，可以將入射的太陽光照射到集熱器的表面上。參閱圖2所示，為現有的用於菲涅爾式太陽能集熱系統的反射鏡的結構示意圖，反射鏡採用平面鏡結構，當採用平面鏡201時，每列反射鏡的反射光線在集熱器上無法聚焦。參閱圖3所示，為現有的用於菲涅爾式太陽能集熱系統的反射鏡的結構示意圖，反射鏡採用弧面鏡結構，當採用弧面鏡202時，通過改變鏡面的弧度，可以使每列反射鏡的反射光線在集熱器上聚焦，但弧面鏡的價格比平面鏡的價格要高。參閱圖4所示，為本實用新型的反射鏡的結構示意圖。鏡架可以採用現有的鏡架結構形式，在一個鏡架上，沿著鏡架的寬度方向安裝了三片條狀平面反射鏡301、302和303。條狀平面反射鏡301、302和303的長度方向都與集熱器101的長度方向平行。條狀平面反射鏡301與302的反射面法線在反射面一側夾角為銳角，條狀平面反射鏡302與303的反射面法線在反射面一側夾角也為銳角。參閱圖5所示，為實施本實用新型的反射鏡在平行入射光照射下的反射光路圖。光線405為平行光線，代表實際應用中的入射太陽光。調整反射鏡的角度，可以使得條狀平面反射鏡301、302及303的反射光線406、407及408都照射到集熱器404的表面上。根據光學原理，如平面反射鏡301 、302及303的反射面在一個平面上，反射光線406、407及408則不能同時照射到集熱器404的表面上，因此平面反射鏡301、302及303間存在一個夾角，很明顯，該夾角在反射面一側應該為銳角。參閱圖6所示，為實施本實用新型的反射鏡的條狀平面反射鏡間夾角的示意圖。圖中中心線501、502及503分布代表了條狀平面反射鏡301、302和303的各反射面的法線。反射鏡301與302的反射面法線有一個夾角，即夾角504，反射鏡302與303的反射面法線有一個夾角，即夾角505。夾角504、505的大小主要與反射鏡301、302及303到集熱器405的距離有關，也與條狀平面反射鏡301、302及303的幾何尺寸及相對位置有關。夾角504、505的角度大小應通過計算分析或者實際測試來確定，使得對不同角度入射的平行光，在對反射鏡的角度進行調整後，三片條狀平面反射鏡301、302及303都能將入射光反射到集熱器405的表面上去。當反射鏡301、302及303到集熱器405的距離變大時，夾角504、505的角度要適當減小(或者減小量很小，可以維持不變)。本實用新型的另外實施例，條狀平面反射鏡的數量分別為四片和五片，相鄰條狀平面反射鏡的夾角根據實際的反射鏡與集熱器的形狀和間距等因素來做相應調整，這種調整可以根據具體條件逐步進行試驗測試做出，也可以平面反射光學的知識計算得出，試驗測試和計算分析對於本領域技術人員來講，都是常規的應用。根據上述的反射鏡與集熱器的形狀和間距等因素，在具體應用中，條狀平面反射鏡的數量可以繼續增加，直到滿足能將大部分平行光反射到集熱器上。
權利要求1.ー種新型太陽能反射鏡，其特徵在於，在ー個反射鏡架上平行布置有三片或三片以上的條狀平面反射鏡(3)，每相鄰兩片條狀平面反射鏡(3)的反射面法線在反射面ー側夾角為銳角。
2.根據權利要求I所述的太陽能反射鏡，其特徵在於，所述條狀平面反射鏡(3)的長度方向與反射鏡架的寬度方向一致。
3.根據權利要求I或2所述的太陽能反射鏡，其特徵在於，所述條狀平面反射鏡(3)為玻璃反射鏡或者鏡面不鏽鋼。
4.根據權利要求I或2所述的太陽能反射鏡，其特徵在於，相鄰兩片條狀平面反射鏡(3)的側面相接觸。
5.根據權利要求I或2所述的太陽能反射鏡，其特徵在於，相鄰兩片條狀平面反射鏡(3)相互隔離。
6.根據權利要求I或2所述的太陽能反射鏡，其特徵在於，所述夾角隨著平面反射鏡(3)與集熱器距離的增加而減小，平面反射鏡(3)在所述集熱器上完成聚焦。
專利摘要本實用新型公開了一種新型太陽能反射鏡，在一個反射鏡架上平行布置有三片或三片以上的條狀平面反射鏡，每相鄰兩片條狀平面反射鏡的反射面法線在反射面一側夾角為銳角，本實用新型能夠在增加成本很少的情況下大幅提高集熱器上的聚光倍率，與採用弧面鏡相比，達到相同聚光效果的成本大幅下降。
文檔編號G02B19/00GK202393960SQ201120280668
公開日2012年8月22日 申請日期2011年8月3日 優先權日2011年8月3日
發明者劉明義, 徐海衛, 徐越, 王保民, 裴傑, 許世森, 鄭建濤 申請人:中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司