平面採光聚光倍增太陽能熱水器的製作方法

2023-07-05 11:17:36

專利名稱：平面採光聚光倍增太陽能熱水器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能應用技術，特別是一種利用旋轉拋物面聚光原理接收太陽 能的平面採光聚光倍增太陽能熱水器，該裝置通過旋轉拋物面的反光聚焦作用接收太陽 能，可大幅提高太陽能的接收效率。
背景技術：
太陽能是一種清潔能源，取之不盡、用之不竭，也不會造成環境汙染，如今，無論在 沿海城市，還是在內陸城市，太陽能產品正越來越多地進入人們的視野，太陽能路燈、太陽 能草坪燈、太陽能庭院燈、太陽能樓道燈、公交站檯燈、交通信號燈等等，各種太陽能熱水器 也已經走近千家萬戶。但這些太陽能產品大多數都沒有聚光功能，造成太陽能利用率低下。 太陽能接收元件表面的光強提高一倍，太陽能接收元件的接收效率將提高一倍，目前太陽 能產業技術競爭的焦點主要是太陽能接收效率之爭，可見提高接收效率對整個行業重要程 度，因此能否有效的提高太陽能接收元件的光照強度，就成為人們利用太陽能時最為關注 的問題。近些年，國外在一些太陽能電站的光伏矩陣中實現了太陽能聚光接收，國內也有 類似的試驗裝置，但這些裝置結構複雜、體積龐大、造價高難以在太陽能家用產品上得到推

發明內容
為了克服現有的聚光裝置機械結構複雜、體積龐大、造價高等缺點.本發明針對 現有技術存在的不足，對現有技術進行了改進，提出了一種體積小、結構簡單可靠、成本低 的太陽能聚光接收裝置、它可實現太陽能的聚光接收。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是在一個長方形箱體內安裝了多個太 陽能聚光接收機構，在長方形箱體的上方安裝了一個水箱，在長方形箱體的上面蓋有一塊 平面透明蓋板，平面透明蓋板將各太陽能聚光接收機構封閉在長方形箱體內，各太陽能聚 光接收機構整齊排列在長方形箱體內，各太陽能聚光接收機構都由一塊旋轉拋物面反光鏡 和一個光能接收器構成，各太陽能聚光接收機構的旋轉拋物面反光鏡的開口正對平面透明 蓋板，各個太陽能聚光接收機構的光能接收器安裝在該太陽能聚光接收機構的旋轉拋物面 反光鏡的焦點上。本發明的實施例一各太陽能聚光接收機構的光能接收器由一塊圓盤形空心導熱 腔體構成，各太陽能聚光接收機構的光能接收器的圓盤形空心導熱腔體的軸線與該太陽能 聚光接收機構的旋轉拋物面反光鏡的對稱軸相互重合，各太陽能聚光接收機構的光能接收 器的圓盤形空心導熱腔體與該太陽能聚光接收機構的旋轉拋物面反光鏡的對稱軸相互垂 直，各太陽能聚光接收機構的光能接收器的圓盤形空心導熱腔體位於該太陽能聚光接收機 構的旋轉拋物面反光鏡的焦點和平面透明蓋板之間，太陽能聚光接收機構被分為多組，各組光能接收器的圓盤形空心導熱腔體都通過一根導熱管串接在一起，各組的導熱管的通過熱水管和冷水管與水箱相通，當太陽光垂直於平面透明蓋板入射時，通過各旋轉拋物面反光鏡的反射使反射光 線照射在各光能接收器的圓盤形空心導熱腔體上，照射在圓盤形空心導熱腔體上的光能通 過圓盤形空心導熱腔體轉換為熱能，通過各旋轉拋物面反光鏡的反光聚焦作用大幅提高了 照射在各光能接收器的圓盤形空心導熱腔體上的太陽光的強度，因而大幅提高了各光能接 收器的光熱轉換率。本發明的實施例二 為了減少長方形箱體厚度，使各太陽能聚光接收機構的光能 接收器的圓盤形空心導熱腔體位於該太陽能聚光接收機構的旋轉拋物面反光鏡的反光面 和焦點之間。本發明的有益效果是通過各旋轉拋物面反光鏡的反光聚焦作用大幅提高了照射 在各光能接收器上的太陽光的強度，因而大幅提高了各光能接收器的光熱轉換率，實現了 在強光和弱光的環境下都有較高的光熱轉換率。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1是本發明的整體結構圖。圖2是本發明實施例一的整體結構圖的A-A剖視圖。圖3是本發明實施例一的太陽能聚光接收機構剖視圖的放大圖。圖4是本發明實施例二的整體結構圖的A-A剖視圖。圖5是本發明實施例二的太陽能聚光接收機構剖視圖的放大圖。圖6是旋轉拋物面的示意圖。在圖6的旋轉拋物面構成圖中旋轉拋物面S，旋轉拋物面的準平面Si，旋轉拋物 面的頂點0，旋轉拋物面的焦點f，旋轉拋物面的對稱軸L。
具體實施例方式在圖1和圖2中，在一個長方形箱體3-1內安裝了 25個太陽能聚光接收機構，25 個太陽能聚光接收機構被分為五組，在長方形箱體3-1的上方安裝了一個水箱8-1，在長方 形箱體3-1的上面蓋有一塊平面透明蓋板4-1，平面透明蓋板4-1將各太陽能聚光接收機構 封閉在長方形箱體3-1內，各太陽能聚光接收機構整齊排列在長方形箱體3-1內，各太陽能 聚光接收機構都由一塊旋轉拋物面反光鏡和一個光能接收器構成，各太陽能聚光接收機構 的旋轉拋物面反光鏡的開口正對平面透明蓋板3-1，各個太陽能聚光接收機構的光能接收 器安裝在該太陽能聚光接收機構的旋轉拋物面反光鏡的焦點上。本發明的實施例一為圖3中給出了第一太陽能聚光接收機構的結構，在圖3中第 一太陽能聚光接收機構由旋轉拋物面反光鏡1-1-1和光能接收器1-2-1構成，光能接收器 1-2-1由圓盤形空心導熱腔體5-5構成，圓盤形空心導熱腔體5-5通過導熱管9-1-3、冷水 管9-1-2和熱水管9-1-1與水箱8-1相通，圓盤形空心導熱腔體5-5的軸線與旋轉拋物面 反光鏡1-1-1的對稱軸相互重合，圓盤形空心導熱腔體5-5的正對旋轉拋物面反光鏡1-1-1 的反射面，圓盤形空心導熱腔體5-5位於旋轉拋物面反光鏡1-1-1的焦點和平面透明蓋板 4-1之間，
當太陽光垂直於平面透明蓋板4-1入射時，通過旋轉拋物面反光鏡1-1-1的反射 使反射光線照射在圓盤形空心導熱腔體5-5上，照射在圓盤形空心導熱腔體5-5上的光能 通過圓盤形空心導熱腔體5-5轉換為熱能，通過旋轉拋物面反光鏡1-1-1的反光聚焦作用 大幅提高了照射在圓盤形空心導熱腔體5-5上的太陽光的強度，因而大幅提高了光能接收 器1-2-1的光熱轉換率，實施例一中的各太陽能聚光接收機構的結構、各項尺寸和光能接 受過程與第一太陽能聚光接收機構相同。本發明的實施例二為在圖4和圖5中，為了減少長方形箱體3-1厚度，使圓盤形 空心導熱腔體5-4位於旋轉拋物面反光鏡1-1-1的反光面和旋轉拋物面反光鏡1-1-1的焦 點之間。
權利要求
一種平面採光聚光倍增太陽能熱水器，由長方形箱體、水箱、冷水管、熱水管、平面透明蓋板和太陽能聚光接收機構構成，各太陽能聚光接收機構都由一塊旋轉拋物面反光鏡和一個光能接收器構成，各太陽能聚光接收機構的旋轉拋物面反光鏡的開口正對平面透明蓋板，各個太陽能聚光接收機構的光能接收器安裝在該太陽能聚光接收機構的旋轉拋物面反光鏡的焦點上，其特徵是各太陽能聚光接收機構的光能接收器由一塊圓盤形空心導熱腔體構成，各太陽能聚光接收機構的光能接收器的圓盤形空心導熱腔體的軸線與該太陽能聚光接收機構的旋轉拋物面反光鏡的對稱軸相互重合，各太陽能聚光接收機構的光能接收器的圓盤形空心導熱腔體與該太陽能聚光接收機構的旋轉拋物面反光鏡的對稱軸相互垂直，各太陽能聚光接收機構的光能接收器的圓盤形空心導熱腔體位於該太陽能聚光接收機構的旋轉拋物面反光鏡的焦點和平面透明蓋板之間，太陽能聚光接收機構被分為多組，各組光能接收器的圓盤形空心導熱腔體都通過一根導熱管串接在一起，各組的導熱管的通過熱水管和冷水管與水箱相通。
全文摘要
一種平面採光聚光倍增太陽能熱水器，該裝置通過旋轉拋物面的反光聚焦作用接收太陽能，可大幅提高太陽能的接收效率，可用來實現在強光和弱光的環境下太陽能的採集和接收。
文檔編號F24J2/24GK101949596SQ20101050060
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者張立君 申請人:北京印刷學院