專(zhuān)利名稱(chēng)：太陽(yáng)能聚光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種對(duì)太陽(yáng)能應(yīng)用的槽式收集系統(tǒng)，除了收集太 陽(yáng)能之外，也可用于其它以波或輻射為載體的能量傳輸和控制。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來(lái)人們 一直致力于太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)和利用。特別是近年來(lái)， 由于油價(jià)的不斷攀升和對(duì)減少對(duì)大氣二氧化碳排放的要求，各國(guó)更加 努力地開(kāi)展了太陽(yáng)能利用的研究。但是太陽(yáng)能是一種低密度、間歇性、 時(shí)間和空間分布不斷變化的能源，與常規(guī)能源有很大的區(qū)別，這就對(duì) 太陽(yáng)能的收集和利用提出了更高的要求。為了充分地利用太陽(yáng)能，首先需要收集太陽(yáng)光和跟蹤太陽(yáng)光的變 化，進(jìn)而將其轉(zhuǎn)化為熱能和電能。目前各種各樣的集光器和集光方式 應(yīng)運(yùn)而生，集光方式有成像型和非成像型兩種方式。集光器主要有拋物面反射鏡、費(fèi)涅爾鏡、平面反射鏡等。近20年來(lái)， 一種綜合成像型 和非成像集光器兩者優(yōu)點(diǎn)的集光器已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，如復(fù)合拋物面集光 器(CPC-Compound parabolic concentrator)取得了迅速地發(fā)展。跟蹤系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)集光器跟蹤太陽(yáng)光線(xiàn)，使拋物面的主光軸指向太陽(yáng)， 達(dá)到跟蹤太陽(yáng)的目的。按入射光線(xiàn)與主光軸的關(guān)系可以分為兩軸跟蹤 和單軸跟蹤。為實(shí)現(xiàn)跟蹤， 一般需要轉(zhuǎn)動(dòng)龐大的支持系統(tǒng)。已有大量專(zhuān)利開(kāi)發(fā)出收集太陽(yáng)能的具有拋物面反射鏡、費(fèi)涅爾鏡、 平面條反射鏡等結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，如美國(guó)專(zhuān)利US Pat. No. 4296737， No.4770162, No.4520794， No. 4148564和No. 5832362。這些收集系統(tǒng)的一個(gè)主要問(wèn)題是結(jié)構(gòu)自身的重力和要承受風(fēng)的影 響而增加結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。對(duì)于一般的風(fēng)力，將使收集條扭曲和變形，降 低收集的效率。如果是大風(fēng)和強(qiáng)風(fēng)將毀壞整個(gè)系統(tǒng)。并且，其跟蹤機(jī) 構(gòu)復(fù)雜，使得成本和造價(jià)不斷地升高。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺陷的高效率、低成本的太陽(yáng)能聚光裝置和能量傳輸裝置。根據(jù)第一方面，本實(shí)用新型提供一種太陽(yáng)能聚光裝置，包括凹 的圓柱槽支撐面；配置在圓柱槽支撐面上的聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列； 所述聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列包括多個(gè)條帶狀反射鏡，每個(gè)條帶狀反 射鏡的長(zhǎng)度方向沿著圓柱槽支撐面的軸線(xiàn)方向，其寬度方向沿著圓柱 槽支撐面的圓周方向，所述多個(gè)條帶狀反射鏡之間柔性聯(lián)結(jié)；以及位 于圓柱槽支撐面上方的吸收裝置；其中所述聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列 配置為將太陽(yáng)光反射到吸收裝置尺寸限定的空間中的形狀；并且，所 述聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列可隨太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)而沿圓柱槽的圓周方向整體 轉(zhuǎn)動(dòng)并且在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中保持將太陽(yáng)光反射到吸收裝置尺寸限定的空間 中的狀態(tài)。在第二方面，提供一種聚束裝置，包括凹的圓柱槽支撐面；配置 在圓柱槽支撐面上的聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚束陣列；所述聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡 聚束陣列包括多個(gè)條帶狀反射鏡，每個(gè)條帶狀反射鏡的長(zhǎng)度方向沿著 圓柱槽支撐面的軸線(xiàn)方向，其寬度方向沿著圓柱槽支撐面的圓周方向， 所述多個(gè)條帶狀反射鏡之間柔性聯(lián)結(jié)；以及位于圓柱槽支撐面上方的 吸收裝置；其中所述聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚束陣列配置為將來(lái)自輻射源的 平行輻射反射到吸收裝置尺寸限定的空間中的形狀；并且，所述聯(lián)片 結(jié)構(gòu)反射鏡聚束陣列可隨輻射源轉(zhuǎn)動(dòng)而沿圓柱槽的圓周方向整體轉(zhuǎn)動(dòng) 并且在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中保持將輻射反射到吸收裝置尺寸限定的空間中的狀 態(tài)。在第三方面，提供一種輻射傳輸裝置，包括凹的圓柱槽支撐面； 配置在圓柱槽支撐面上的聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡陣列；所述聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡 陣列包括多個(gè)條帶狀反射鏡，每個(gè)條帶狀反射鏡的長(zhǎng)度方向沿著圓柱 槽支撐面的軸線(xiàn)方向，其寬度方向沿著圓柱槽支撐面的圓周方向，所 述多個(gè)條帶狀反射鏡之間柔性聯(lián)結(jié)；以及位于圓柱槽支撐面上方的輻 射源；其中所述聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡陣列配置為將輻射源發(fā)射的輻射以平 行或準(zhǔn)平行方向反射；并且，所述聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡陣列可沿圓柱槽的 圓周方向整體轉(zhuǎn)動(dòng)以改變反射方向并且在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中保持將反射后的 輻射彼此平行或準(zhǔn)平行。本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集光裝置可以有效地降低系統(tǒng)質(zhì)量，大的抗 風(fēng)能力和平穩(wěn)的跟蹤太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)能集光裝置也可以同樣有效地 用于對(duì)其它波或輻射的會(huì)聚工作，或者作為反向的能量傳輸裝置。


下面將參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方案進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，其中圖l是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案的太陽(yáng)能聚光裝置的結(jié)構(gòu) 示意圖；圖2是一種太陽(yáng)聚光原理的示意圖；圖3是利用圖2所示原理構(gòu)成的聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列的示意圖；圖4是太陽(yáng)光線(xiàn)傾斜入射時(shí)的聚光示意圖； 圖5是拖動(dòng)反射鏡聚光陣列的示意圖； 圖6是反射鏡聚光陣列的示意圖；圖7和圖8分別是太陽(yáng)在不同位置時(shí)太陽(yáng)能聚光裝置的變化示意圖；圖9是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的輻射反向傳輸裝置的示意圖；以及圖IO是一個(gè)反射鏡互不遮擋的實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
圖l是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案的太陽(yáng)能聚光裝置的結(jié)構(gòu) 示意圖。如圖1所示，太陽(yáng)能聚光裝置包括圓柱槽支撐面110，聯(lián)片 結(jié)構(gòu)的反射鏡聚光陣列120，鋼絲130，機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)140，吸收 裝置150和固定支架160。圓柱槽支撐面IIO具有凹的圓柱面形狀或準(zhǔn)圓柱面形狀，由若干 支撐骨架(未圖示)及一些圓弧形導(dǎo)軌(未圖示)組成。各個(gè)圓孤形 導(dǎo)軌固定在基礎(chǔ)面上，其圓心均在一條直線(xiàn)上，形成圓柱槽軸線(xiàn)。支 撐骨架平行于軸線(xiàn)布置，兩端限定在導(dǎo)軌內(nèi)，組成圓柱槽支撐面。一 個(gè)穿過(guò)圓柱槽軸線(xiàn)并且平分圓柱槽支撐面的平面稱(chēng)為圓柱槽軸截面。聯(lián)片結(jié)構(gòu)的反射鏡聚光陣列120配置在圓柱槽支撐面110上面。 聯(lián)片結(jié)構(gòu)的反射鏡聚光陣列120由至少兩個(gè)條帶狀反射鏡構(gòu)成。每個(gè) 條帶狀反射鏡的長(zhǎng)度方向沿著圓柱槽支撐面的軸線(xiàn)方向，其寬度方向 沿著圓柱槽支撐面的圓周方向。所述條帶狀反射鏡之間通過(guò)機(jī)械裝置柔性聯(lián)結(jié)而成。在一個(gè)例子 中，所述柔性聯(lián)結(jié)由鉸鏈或者軟帶實(shí)現(xiàn)。所述各條帶狀反射鏡與其相 鄰反射鏡緊密聯(lián)結(jié)在一起且相對(duì)位置固定，整個(gè)反射鏡聚光陣列可以覆蓋全部圓柱槽。太陽(yáng)能吸收裝置150安裝在圓柱槽軸線(xiàn)處。該太陽(yáng)能吸收裝置可 以是光熱或光伏吸收裝置，也可以是光熱光伏復(fù)合裝置或者其它太陽(yáng) 能利用裝置。在一個(gè)例子中，該吸收裝置是管狀或條狀。需要說(shuō)明， 吸收裝置150也可以安裝在圓柱槽軸線(xiàn)附近或與之平行的其它位置。聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列120的形狀配置為能夠?qū)⒁耘c圓柱槽軸線(xiàn)處，即吸收裝置尺寸限定的空間中。鋼絲130和機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)140的作用在于牽引反射鏡聚光陣 列120,使之可在圓弧形導(dǎo)軌中，以圓柱槽軸線(xiàn)為軸，以圓弧形導(dǎo)軌 所在圓的半徑為半徑移動(dòng)。因此，聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列可隨入射 太陽(yáng)光的角度的變化而沿圓柱槽的圓周方向整體轉(zhuǎn)動(dòng)并且在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程 中保持將太陽(yáng)光反射到吸收裝置尺寸限定的空間中的狀態(tài)。機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)140通過(guò)對(duì)太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的實(shí)時(shí)反饋，控制聯(lián)片結(jié) 構(gòu)反射鏡聚光陣列的轉(zhuǎn)動(dòng)，使其實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)。在跟蹤過(guò)程中， 聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列的轉(zhuǎn)動(dòng)不斷進(jìn)行，滿(mǎn)足跟蹤的連續(xù)性。固定支架160對(duì)導(dǎo)軌起支撐作用，使得在跟蹤過(guò)程中反射鏡聚光 陣列在槽內(nèi)沿導(dǎo)軌移動(dòng)的時(shí)候，圓弧形導(dǎo)軌固定不動(dòng)。圖2是一種太陽(yáng)聚光原理的示意圖。如圖2所示，具有一定半徑 的圓弧210是圖1圓柱槽支撐面的橫截面。拋物線(xiàn)220-1,220-2，220-3 是一系列柱形曲面的橫截面，是主軸重疊且焦點(diǎn)相同的拋物線(xiàn)族。在 一個(gè)例子中，焦點(diǎn)與圓弧210的圓心重疊。圓弧210與拋物線(xiàn)220-1， 220-2， 220-3和220-4相交，得到交 點(diǎn)A、 B、 C、 D、 F、 G、 H和I。另外，點(diǎn)E是圓弧210和圓柱槽軸截 面?zhèn)冗叺南嘟稽c(diǎn)，也是圓弧的中點(diǎn)。利用相鄰拋物線(xiàn)與圓弧210的交 點(diǎn)，選擇需保留的線(xiàn)段并且去掉其它的重合部分，即得到一系列作為 拋物線(xiàn)一部分的線(xiàn)段。以?huà)佄锞€(xiàn)220-1為例，保留與圓弧AB段和HI 段對(duì)應(yīng)的部分，舍棄BC、 CD、 DE、 EF、 FG、 GH段對(duì)應(yīng)的拋物線(xiàn)部分。從三維的角度來(lái)看，保留的線(xiàn)段是一系列橫截面為拋物線(xiàn)一部分 的條帶。在圓柱槽支撐面上這些條帶首尾相接。通過(guò)在條帶的表面上鍍反射膜，即形成了前述實(shí)施方案提及的聯(lián) 片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列。當(dāng)太陽(yáng)光從圓柱槽支撐面的正上方垂直入射時(shí)，由于入射光平行 于各拋物線(xiàn)的主軸，平行入射光束經(jīng)圓柱槽支撐面上的聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射 鏡聚光陣列反射后成為會(huì)聚光束，會(huì)聚到各自的焦點(diǎn)上。如前文所述， 不同拋物線(xiàn)具有相同的焦點(diǎn)。因此，平行入射光線(xiàn)會(huì)聚到同一處，在 焦點(diǎn)與圓柱槽軸線(xiàn)重疊的情況下會(huì)聚到圓柱槽軸線(xiàn)上。圖3是利用圖2所示原理構(gòu)成的聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列的示意 圖。位于圓柱槽支撐面310上的反射鏡320-1和320-8， 320-2和320-7， 320-3和320-6， 320-4和320-5分別對(duì)應(yīng)于圖2所示拋物線(xiàn)220-1， 220-2 , 220-3和220-4的一部分。當(dāng)太陽(yáng)光垂直入射時(shí)，分別被反 射鏡320-1，…，和320-8反射，指向位于共同焦點(diǎn)處的吸收裝置150。需要說(shuō)明，各條帶狀反射鏡的橫截面輪廓不僅可以選擇為是拋物 線(xiàn)的一部分，還可以是各種直線(xiàn)、曲線(xiàn)或直線(xiàn)與曲線(xiàn)的組合。當(dāng)然， 這樣的橫截面形狀應(yīng)當(dāng)能夠滿(mǎn)足將與圓柱槽軸截面平行入射的太陽(yáng)光 反射到吸收裝置處或其尺寸限定的空間中的條件。在一個(gè)例子中，各條帶狀反射鏡之間是連續(xù)的，互不遮擋的。圖 IO是一個(gè)反射鏡互不遮擋的實(shí)施例的示意圖。反射鏡1020-1, 1020-2... 1020-8之間的銜接部分與平行入射光平行，因此彼此不會(huì)互 相遮擋。在一個(gè)例子中，所述條帶狀反射鏡由高反射率的鏡面或波長(zhǎng)可選 擇性反射的鏡面制成。在一個(gè)例子中，各條帶狀反射鏡寬度由吸收裝置的尺寸決定，使 滿(mǎn)足條帶的反射光都能輻射至吸收裝置附近，即其尺寸限制的空間范 圍內(nèi)。為達(dá)到高的聚光效率，可將條帶寬度進(jìn)一步縮小，滿(mǎn)足輻射到 其上的太陽(yáng)光線(xiàn)基本全部反射到所述范圍內(nèi)。吸收裝置具體尺寸視制 成方法、材料、聚焦比、定位精度等因素確定。此外，由圖2可見(jiàn)，通過(guò)選擇拋物線(xiàn)的數(shù)量，可以選擇聯(lián)片結(jié)構(gòu) 反射鏡聚光陣列的條帶狀反射鏡的數(shù)量；選擇各拋物線(xiàn)的頂點(diǎn)間距大 小，可以調(diào)整聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列的條帶狀反射鏡的寬度。由于地球的自轉(zhuǎn)，太陽(yáng)相對(duì)反射鏡聚光陣列的位置隨時(shí)都在發(fā)生 變化。若各反射鏡仍處在原來(lái)位置，無(wú)法將輻射到反射鏡聚光陣列中 的太陽(yáng)光線(xiàn)的絕大部分反射到所述軸線(xiàn)處的吸收裝置，即導(dǎo)致大量的 能源浪費(fèi)，從而能量利用率大大降低。本實(shí)用新型通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)拖動(dòng)聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列在圓弧形導(dǎo)軌中移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)反射鏡 聚光陣列對(duì)太陽(yáng)方位的跟蹤，從而可以在實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)很 好地聚集太陽(yáng)光。圖4是太陽(yáng)光線(xiàn)傾斜入射時(shí)的聚光原理示意圖。如圖4所示，當(dāng) 太陽(yáng)光線(xiàn)傾斜入射時(shí)，反射鏡聚光陣列在機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的控制下 在圓弧形導(dǎo)軌中以多片組合的柔性聯(lián)動(dòng)形式運(yùn)動(dòng)，使得反射鏡聚光陣 列的軸截面(下稱(chēng)系統(tǒng)軸截面)相對(duì)圓柱槽軸截面傾斜，且和太陽(yáng)光 入射方向平行。如此，太陽(yáng)光以平行于系統(tǒng)軸截面的方向入射到位于 圓柱槽支撐面410上的反射鏡420-1， 420-2，...，和420-8。反射鏡 420-1， 420-2，...，和420-8分別將入射光線(xiàn)反射到共同的焦點(diǎn)，從而 將太陽(yáng)光聚焦到安裝在焦點(diǎn)處的吸熱裝置150上。通過(guò)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)置，可以控制反射鏡聚光陣列的運(yùn) 動(dòng)速度和方向，使所述系統(tǒng)軸截面總是平行于太陽(yáng)直射光線(xiàn)，從而使 照射到反射鏡聚光陣列中的太陽(yáng)光線(xiàn)全部被反射到所述軸線(xiàn)處的吸收 裝置。圖5是拖動(dòng)反射鏡聚光陣列的示意圖。如圖5所示，當(dāng)反射鏡聚 光陣列320 (包括條帶狀反射鏡320-1， 320-2，…，和320-8 )需要 移動(dòng)時(shí)，機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)140通過(guò)鋼絲130，牽引陣列320在圓柱 槽支撐面110中沿圓弧形導(dǎo)軌以速度V移動(dòng)。在圖5中，反射鏡 320-1,…，和320-8左移，其中反射鏡320-3已移動(dòng)到圓柱槽支撐面 的底部，反射鏡反射鏡320-8已經(jīng)移動(dòng)到圓柱槽支撐面之外。因此， 聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列可隨入射太陽(yáng)光的角度的變化而沿圓柱槽的 圓周方向整體轉(zhuǎn)動(dòng)并且在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中保持將太陽(yáng)光反射到吸收裝置尺 寸限定的空間中的狀態(tài)。圖6是反射鏡聚光陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，在反射鏡610 的兩端有第一連接件610-1和第二連接件610-2，在反射鏡620的兩 端有第一連接件620-1和第二連接件620-2。第二連接件610-2和第 一連接件620-1配合在一起，形成一個(gè)柔性聯(lián)結(jié)。圖ll是反射鏡之間柔性聯(lián)結(jié)的截面示意圖。反射鏡1110的一邊 加工成回形件1110-1，另一邊加工成鉤1110-2。同樣，反射鏡1120 的一邊加工成回形件1120-1,另一邊加工成鉤1120-2。當(dāng)兩塊反射鏡 聯(lián)結(jié)時(shí)，反射鏡1120的回形件1120-1的端頭滑入反射鏡1110的鉤1110-2內(nèi)，與之形成松配合，使得反射鏡1110和1120之間可相對(duì)轉(zhuǎn) 動(dòng)?；氐綀D6，柔性聯(lián)結(jié)附近非鏡面部分可開(kāi)通孔630，以便通風(fēng)，從 而減小風(fēng)的阻力。需要注意，柔性聯(lián)結(jié)可在反射鏡之間或反射鏡組合之間形成。 在一個(gè)具體實(shí)施方案中，本實(shí)用新型的太陽(yáng)能聚光裝置按南北走向固定在地基上，比如空曠的河灘或者荒漠中。當(dāng)太陽(yáng)從東往西運(yùn)動(dòng) 時(shí)，機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)太陽(yáng)方位的跟蹤，控制反射鏡聚光陣列 在圓弧形導(dǎo)軌中從西往東以多片組合的柔性聯(lián)動(dòng)形式運(yùn)動(dòng)，以保證在 任何時(shí)刻都能使太陽(yáng)光以平行于系統(tǒng)軸截面的方向入射，從而將太陽(yáng) 光聚焦到吸熱裝置上。在一個(gè)例子中，在聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列轉(zhuǎn) 動(dòng)的過(guò)程中，該陣列轉(zhuǎn)動(dòng)到軌道外的部分可以是巻曲或彎曲的。當(dāng)在 軌道內(nèi)反射面之間的相對(duì)位置是固定的。圖7和圖8分別是太陽(yáng)在不同位置時(shí)太陽(yáng)能聚光裝置的變化示意圖。太陽(yáng)能聚光裝置工作過(guò)程如下假設(shè)早晨太陽(yáng)還在東邊的時(shí)候， 反射鏡聚光陣列320朝向和位置如圖7所示。在圖7中，反射鏡320-6， 320-7和320-8移動(dòng)到圓柱槽支撐面的右側(cè)，而反射鏡320-1，…，和 320-5則懸掛到支撐面以外。當(dāng)太陽(yáng)光入射到反射鏡320-6， 320-7和 320-8上時(shí)，經(jīng)過(guò)反射，光線(xiàn)被聚焦到吸收裝置150上，吸收裝置150 將吸收所有來(lái)自反射鏡的光能。當(dāng)太陽(yáng)往西運(yùn)動(dòng)時(shí)，假設(shè)運(yùn)動(dòng)到如圖 8所示。在圖8中，反射鏡320-1， 320-2和320-3移動(dòng)到圓柱槽支撐 面的左側(cè)，而反射鏡820-4,...，和720-8則懸桂到支撐面以外。此 時(shí)，太陽(yáng)光入射到反射鏡320-1， 320-2和320-3上，經(jīng)過(guò)反射，光線(xiàn) 被聚焦到吸收裝置150上。反射鏡聚光陣列在機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的控制下被鋼絲拖動(dòng)在圓弧 形導(dǎo)軌內(nèi)以圓柱槽軸線(xiàn)為軸，以圓弧形導(dǎo)軌的橫截面所在圓的半徑為 半徑移動(dòng)，對(duì)太陽(yáng)方位進(jìn)行跟蹤，其運(yùn)動(dòng)到的朝向和位置滿(mǎn)足使太陽(yáng) 入射到聚光裝置中的光線(xiàn)與系統(tǒng)軸截面平行的條件，即使得反射鏡聚 光陣列轉(zhuǎn)動(dòng)與太陽(yáng)方位變化的角度相同，保持與太陽(yáng)同步，從而使太陽(yáng)能聚光裝置總是得到最高的聚光效率，產(chǎn)生高的聚光比。在上述運(yùn)動(dòng)控制的過(guò)程中，反射鏡聚光陣列在圓弧形導(dǎo)軌中運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)方位的跟蹤，而圓弧形導(dǎo)軌則固定在地基上不動(dòng)。因此， 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，抗風(fēng)性能好，適合應(yīng)用在我國(guó)多數(shù)氣候條件下 的太陽(yáng)能利用裝置中。由于在跟蹤太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)反射鏡聚光陣列以多片組合的柔性聯(lián)動(dòng)形 式在圓弧導(dǎo)軌中運(yùn)動(dòng)，跟蹤無(wú)需轉(zhuǎn)動(dòng)龐大的支持系統(tǒng)。而且，由于安裝在圓弧形導(dǎo)軌中的反射鏡聚光陣列可以用高透過(guò) 率的玻璃密封起來(lái)，外界的自然風(fēng)不能直接作用在用于集光反射鏡面 陣列上，亦即，鏡面陣列不會(huì)受到外界風(fēng)力的作用。因此，該鏡面陣 列可以用很薄很輕的材料制作，極端情況下可以使用紙質(zhì)材料，在紙 質(zhì)材料的表面鍍上反射膜即可，機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)需要的 動(dòng)力小，降低了裝置的成本。需要說(shuō)明，本實(shí)用新型的太陽(yáng)能聚光裝置還可以用于實(shí)現(xiàn)其它輻 射的聚束作用。此外，太陽(yáng)能聚光裝置也可以用于對(duì)輻射的反向傳輸。圖9是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的輻射反向傳輸裝置的示意 圖。如圖9所示，輻射反向傳輸裝置包括圓柱槽支撐面，配置在圓柱 槽支撐面上面的聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡陣列(包括反射鏡920-1, 920-2，... 和920-8 )，和輻射源950。輻射源950安裝在聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡陣列的 共同焦點(diǎn)處。聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡陣列的形狀配置為能夠?qū)妮椛湓?50 出射的輻射按與系統(tǒng)槽截面平行或準(zhǔn)平行的方向反射。在該實(shí)施例中，聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡陣列可沿圓柱槽的圓周方向整體 轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)整平行反射的輻射方向，并且在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中保持輻射被平 行反射的狀態(tài)。顯而易見(jiàn)，在此描述的本實(shí)用新型可以有許多變化，這種變化不能 認(rèn)為偏離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此，所有對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而 易見(jiàn)的改變，都包括在本權(quán)利要求書(shū)的涵蓋范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)能聚光裝置，包括凹的圓柱槽支撐面；配置在圓柱槽支撐面上的聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列；所述聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列包括多個(gè)條帶狀反射鏡，每個(gè)條帶狀反射鏡的長(zhǎng)度方向沿著圓柱槽支撐面的軸線(xiàn)方向，其寬度方向沿著圓柱槽支撐面的圓周方向，所述多個(gè)條帶狀反射鏡之間柔性聯(lián)結(jié)；以及位于圓柱槽支撐面上方的吸收裝置；其中所述聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列配置為將太陽(yáng)光反射到吸收裝置尺寸限定的空間中的形狀；并且，所述聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列可隨太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)而沿圓柱槽的圓周方向整體轉(zhuǎn)動(dòng)并且在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中保持將太陽(yáng)光反射到吸收裝置尺寸限定的空間中的狀態(tài)。
2. 如權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)能聚光裝置，其特征在于所述柔性聯(lián)結(jié)是在條帶狀反射鏡之間或者條帶狀反射鏡組之間實(shí)現(xiàn)。
3. 如權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)能聚光裝置，其特征在于所述柔性聯(lián) 結(jié)是鉸鏈或者軟帶。
4. 如權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)能聚光裝置，其特征在于所述聯(lián)片結(jié) 構(gòu)反射鏡聚光陣列轉(zhuǎn)動(dòng)到圓柱槽支撐面外的部分是巻曲或彎曲的。
5. 如權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)能聚光裝置，其特征在于所述條帶狀 反射鏡由高反射率的鏡面或波長(zhǎng)可選擇性反射的鏡面制成。
6. 如權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)能聚光裝置，其特征在于所述條帶狀 反射鏡橫截面形狀為直線(xiàn)、曲線(xiàn)或直線(xiàn)與曲線(xiàn)的組合。
7. 如權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)能聚光裝置，其特征在于所述條帶狀 反射鏡的橫截面為拋物線(xiàn)的一部分。
8. 如權(quán)利要求7所述的太陽(yáng)能聚光裝置，其特征在于多個(gè)條帶狀 反射鏡利用圓弧在多條拋物線(xiàn)上截取得到；構(gòu)成各個(gè)條帶狀反射鏡橫 截面的拋物線(xiàn)共焦點(diǎn)。
9. 如權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)能聚光裝置，其特征在于反射鏡聚光 陣列用高透過(guò)率的玻璃密封。
10. 如權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)能聚光裝置，其特征在于包括 所述吸收裝置是光熱、光伏吸收裝置或光熱光伏復(fù)合裝置；所述吸收裝置為管狀或條狀。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種太陽(yáng)能聚光裝置。太陽(yáng)能聚光裝置包括凹的圓柱槽支撐面；配置在圓柱槽支撐面上的聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列；所述聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列包括多個(gè)條帶狀反射鏡，每個(gè)條帶狀反射鏡的長(zhǎng)度方向沿著圓柱槽支撐面的軸線(xiàn)方向，其寬度方向沿著圓柱槽支撐面的圓周方向，所述多個(gè)條帶狀反射鏡之間柔性聯(lián)結(jié)；以及位于圓柱槽支撐面上方的吸收裝置；其中所述聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列配置為將太陽(yáng)光反射到吸收裝置尺寸限定的空間中的形狀；并且，所述聯(lián)片結(jié)構(gòu)反射鏡聚光陣列可隨太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)而沿圓柱槽的圓周方向整體轉(zhuǎn)動(dòng)并且在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中保持將太陽(yáng)光反射到吸收裝置尺寸限定的空間中的狀態(tài)。
文檔編號(hào)G02B19/00GK201107460SQ20072017018
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2007年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月14日
發(fā)明者陽(yáng) 劉 申請(qǐng)人:北京實(shí)力源科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司