一種太陽能聚光結構的製作方法

2023-12-11 22:23:52

本發明屬於太陽能利用技術領域，具體涉及一種太陽能聚光結構。

背景技術：

聚光器是太陽能光伏聚光組件的重要部件，主要用於聚光發電，其聚光方式分為點聚焦、線聚焦和面聚焦三大方式。

在點聚焦方式中，蝶式鏡面聚光系統最為常見，蝶式系統通過點聚焦方式將太陽光聚焦到斯特林發動機的集熱器上；在線聚焦方式中，太陽能拋物面槽式熱發電系統最為常見，槽式系統採用線聚焦方式將太陽光聚焦到管狀集熱器上。但是，無論是點聚焦還是線聚焦的方式，反射鏡對入射光和反射光的角度不會進行選擇，會形成光汙染，而且集熱器周圍空氣流動使熱量散失無法避免。

技術實現要素：

本發明目的是為了克服現有技術的不足而提供一種太陽能聚光結構。

為達到上述目的，本發明所採用的技術方案為：一種太陽能聚光結構，它包括第一反射鏡、設置於所述第一反射鏡聚光焦點處的集熱器，它還包括設置於所述集熱器另一側用於將太陽光聚焦到所述集熱器上的至少一組菲涅爾反射鏡組，所述菲涅爾反射鏡組由多個角度互不相同的反射片依次排列而成；定義所述第一反射鏡中經過所述集熱器的對稱面為其第一對稱面，所述第一對稱面與多個所述反射片之間的夾角依次遞增或者遞減。

優化地，所述第一反射鏡由關於所述第一對稱面對稱的兩塊弧形反射槽組成，所述集熱器為與所述反射槽相平行的集熱管，所述菲涅爾反射鏡組有兩組且關於所述第一對稱面對稱。

優化地，所述第一反射鏡為球面鏡，所述菲涅爾反射鏡組為一組且由多個同心設置的環形反射片組成。

進一步地，定義經過所述集熱器且垂直於所述第一對稱面的平面為第一平面，定義所述菲涅爾反射鏡組中處於端部且接近所述第一平面的所述反射片為第一反射片、處於另一端部且遠離所述第一平面的所述反射片為第二反射片，所述第一反射片與所述第一平面之間的夾角為45~50°，所述第二反射片與所述第一平面之間的夾角為70~75°。

進一步地，相鄰兩個所述反射片之間的夾角為0.5~2°。

由於上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：本發明太陽能聚光結構，通過在集熱器另一側設置至少一組菲涅爾反射鏡組，使得菲涅爾反射鏡組、第一反射鏡分別位於集熱器的兩側，這樣在進行陽光聚焦時能夠有選擇性的接受來自於太陽方向的入射光，使得反射光對集熱器的上下表面同時加熱，集熱器表面的高溫區佔絕大部份，散熱面積小，使集熱器表面均勻受熱，並抑制空氣流動性，減少低溫區域，降低熱量散失，並使反射光不會對周圍環境產生影響。

附圖說明

附圖1為實施例1中太陽能聚光結構的結構示意圖；

附圖2為實施例2中太陽能聚光結構的結構示意圖；

附圖3為附圖2的簡圖；

其中，1、第一反射鏡；11、反射槽；2、菲涅爾反射鏡組；21、反射片；21a、第一反射片；21b、第二反射片；3、集熱器；a、第一對稱面；b、第一平面；1』、第一反射鏡；2』、菲涅爾反射鏡組；21』、反射片；21a』、第一反射片；21b』、第二反射片；3』、集熱器；a』、第一對稱面；b』、第一平面。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明優選實施方案進行詳細說明。

實施例1

如圖1所示的太陽能聚光結構，是一種線聚光結構，主要包括第一反射鏡1、菲涅爾反射鏡組2和集熱器3三大部分。

其中，集熱器3設置在第一反射鏡1的聚光焦點處，利用第一反射鏡1能夠將陽光聚焦至集熱器3上的下表面處（此處有關方向的定義是按照圖1中的方向予以定義的，下同）。菲涅爾反射鏡組2至少有一組，它們設置在集熱器3的另一側（即第一反射鏡1的上方），用於將太陽光聚焦到集熱器3的表面。每組菲涅爾反射鏡組2由角度互不相同的多個反射片21依次排列而成，定義第一反射鏡1中經過集熱器3的對稱面為其第一對稱面a，則第一對稱面a與每組菲涅爾反射鏡組2中多個反射片21之間的夾角依次遞增或者遞減。

在本實施例中，第一反射鏡1由關於第一對稱面a對稱的兩塊弧形反射槽11組成，集熱器3為與反射槽11相平行的集熱管，菲涅爾反射鏡組2則有兩組並關於第一對稱面a對稱。定義經過集熱器3且垂直於第一對稱面a的平面為第一平面b；定義每組菲涅爾反射鏡組2中處於端部且接近第一平面b的反射片21為第一反射片21a，處於另一端部且遠離第一平面b的反射片21為第二反射片21b（即每組菲涅爾反射鏡組2中處於上端部的為第一反射片21a且處於下端部的為第二反射片21b），則第一反射片21與第一平面b之間的夾角為45~50°（優選45°），第二反射片21b與第一平面b之間的夾角為70~75°（優選72°）；相鄰兩個反射片21之間的夾角為0.5~2°（優選1°）。

在本實施例中，集熱器3優選採用直徑70mm的真空集熱管（此處太陽能聚光結構尺寸只是舉例，其具體尺寸可以按比例縮放）；第一反射鏡1的半徑為1100mm，這樣在集熱器3兩側0~1100mm的陽光由位於集熱器3中心水平面（即第一平面b）下方的第一反射鏡1的弧形反射面進行聚光，從而對集熱器3上角度α為182°~358°區域範圍內的表面進行加熱（α如圖1所示，為集熱器3半徑所處平面與第一平面b形成的夾角）。兩組菲涅爾反射鏡組2間隔設置並且其最大寬度可以選擇5050mm，使得集熱器3兩側1125~2525mm範圍內的陽光由位於集熱器3中心水平面上方的菲涅爾反射鏡組2進行聚光，對集熱管表面338°~78°和102°~202°的範圍進行加熱。

實施例2

如圖2和圖3所示的太陽能聚光結構，是一種點聚光結構，也主要包括第一反射鏡1』、菲涅爾反射鏡組2』和集熱器3』三大部分，其具體結構與實施例1中的結構基本類似，不同的是：第一反射鏡1』為球面鏡；菲涅爾反射鏡組2』為一組，它由多個同心設置的環形反射片21』由下向上依次排列而成。

在本實施例中，第一反射鏡1』的集熱面半徑可以為2025mm（此處太陽能聚光結構尺寸只是舉例，其具體尺寸可以按比例縮放）；集熱器3』為斯特林機的集熱系統，集熱管採用球形雙螺旋結構，增大受熱面積。同樣的，在距離集熱器3』中心0～1100mm範圍內的陽光由位於集熱器3』中心水平面下方的第一反射鏡1』的球形反射面進行聚光，以加熱集熱器3』的下表面；在距離集熱器3』中心1125～2525mm範圍內的陽光由位於集熱器3』中心水平面上方的菲涅爾反射鏡組2』進行聚光，加熱集熱器上表面。

上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。