局部鍍膜實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及局部鍍膜實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器。其聚光器本體為橫截面呈梯形的六面體，所述梯形的兩側(cè)腰部對(duì)應(yīng)著聚光器本體的兩側(cè)面；聚光器本體的兩側(cè)面為復(fù)合拋物面，頂面和底面均為平面；聚光器本體的材料為透明材料；聚光器本體兩側(cè)的復(fù)合拋物面的下部分別鍍有反射膜，且每一側(cè)反射膜的下端邊緣止于實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器的底面邊緣處。以聚光器本體的底面為基準(zhǔn)，反射膜的高度為實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器高度的1/6～1/7。本實(shí)用新型的聚光器本體上未鍍膜部分可發(fā)生全反射作用，大大減少了由鏡面反射損失導(dǎo)致的光學(xué)效率下降；鍍膜部分可將入射角接近聚光器接收角的光線反射至聚光器底部，在接受角范圍內(nèi)性能更加穩(wěn)定。
【專利說明】局部鍍膜實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能利用領(lǐng)域，確切地說是實(shí)體復(fù)合拋物面型低倍聚焦下的太陽能聚光器。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合拋物面型聚光器CPC (ffelford and Winston, 1978)是一種依據(jù)邊緣光線原理設(shè)計(jì)的低聚光比非成像聚光器，可將接受角范圍內(nèi)的入射光線按理想聚光比收集到吸收體上。尤其在低倍聚焦的情況下，CPC不需要跟蹤系統(tǒng)，可以固定安裝。實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器作為復(fù)合拋物面型聚光器的一種，不同于槽式的鏡面反射結(jié)構(gòu)，它采用折射率大于I的透明的材料制成。入射光線由于透明材料的折射作用，進(jìn)入聚光器后入射角度變小，從而等效于擴(kuò)大了聚光器的接收角。相關(guān)研究表明光線在實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器兩側(cè)曲面與空氣接觸時(shí)可發(fā)生全反射，從而可以避免鏡面反射帶來的反射損失，有利于進(jìn)一步提高聚光器的光學(xué)性能。經(jīng)過模擬研究，當(dāng)光線入射角接近實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器接受角的時(shí)候，并不是所有的光線都發(fā)生全反射，主要體現(xiàn)在聚光器兩側(cè)表面的底部區(qū)域。并且隨著光線入射角的逐漸變大，不發(fā)生全反射的區(qū)域在一定范圍內(nèi)逐漸變大，導(dǎo)致光學(xué)效率在一定范圍內(nèi)的下降，從而致使系統(tǒng)性能在整個(gè)光學(xué)接受角范圍內(nèi)不夠穩(wěn)定。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了解決聚光器接收角較小，入射光線接近接受角時(shí)光學(xué)損失明顯增加，安裝需要跟蹤系統(tǒng)等問題，本實(shí)用新型提供一種新型的局部鍍反射膜的實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器。
[0004]具體結(jié)構(gòu)改進(jìn)技術(shù)方案如下:
[0005]局部鍍膜實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器包括聚光器本體，所述聚光器本體為橫截面呈梯形的六面體，所述梯形的兩側(cè)腰部對(duì)應(yīng)著聚光器本體的兩側(cè)面；聚光器本體的兩側(cè)面為復(fù)合拋物面，頂面和底面均為平面；聚光器本體的材料為透明材料；聚光器本體兩側(cè)的復(fù)合拋物面的下部分別鍍有反射膜，且每一側(cè)反射膜的下端邊緣止于實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器的底面邊緣處。
[0006]以聚光器本體的底面為基準(zhǔn)，反射膜的高度為實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器高度的1/6 ~1/7。
[0007]所述反射膜材料為高反射鋁或銀或者其他反射材料，反射膜厚度為05毫米以下。
[0008]所述透明材料折射率大于^2小于2。
[0009]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下方面:
[0010](I)采用透明材料制成實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器，利用折射作用，與槽型復(fù)合拋物面型聚光器相比增加了聚光器接收角，不需要跟蹤，節(jié)約了大量跟蹤成本；
[0011](2)本實(shí)用新型中涉及的實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器未鍍膜部分可發(fā)生全反射作用，與現(xiàn)有的槽型復(fù)合拋物面型聚光器相比大大減少了由鏡面反射損失導(dǎo)致的光學(xué)效率下降；
[0012](3)本實(shí)用新型中涉及的實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器鍍膜部分可將入射角接近聚光器接收角的光線反射至聚光器底部，較非鍍膜實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器而言在接受角范圍內(nèi)性能更加穩(wěn)定；
[0013](4)局部鍍膜實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器由一定硬度透明材料所制，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不需要支架。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為圖1的局部放大圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型工作原理圖。
[0017]上圖中序號(hào):聚光器本體1、反射膜2、復(fù)合拋物面3、頂面4、底面5。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說明。
[0019]實(shí)施例1
[0020]參見圖1，局部鍍膜實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器包括聚光器本體I，聚光器本體I為橫截面呈梯形的六面體，所述梯形的兩側(cè)腰部分別對(duì)應(yīng)著聚光器本體I的兩側(cè)面；聚光器本體I的兩側(cè)面為復(fù)合拋物面3，頂面4和底面5均為平面；聚光器本體I的材料為透明材
料,透明材料折射率取值范圍大于及小于2。
[0021]聚光器本體I兩側(cè)的復(fù)合拋物面3的下部分別鍍有反射膜2，反射膜材料為高反射鋁，厚度為0.4_。每一側(cè)反射膜2的下端邊緣止于局部鍍膜實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器的底面邊緣處，以聚光器本體I的底面5為基準(zhǔn)，反射膜2的高度為實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器高度的1/7。
[0022]本實(shí)用新型的工作原理如下:如圖3所示，光線經(jīng)過聚光器本體I的頂面4發(fā)生折射現(xiàn)象，一部分照射在非鍍膜的區(qū)域，由于全反射作用最終到達(dá)底面5，一部分照射在鍍膜的區(qū)域，由于反射膜2的鏡面反射作用同樣最終到達(dá)底面5。
[0023]本實(shí)用新型利用光線經(jīng)過透明材料發(fā)生折射的特點(diǎn)，進(jìn)一步擴(kuò)大了聚光器的接收角，同時(shí)利用實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器的全反射效應(yīng)和局部鍍膜的方法，在聚光器接受角以內(nèi)保證了光學(xué)性能的穩(wěn)定性。
[0024]實(shí)施例2
[0025]反射膜材料為銀，厚度為0.2mm,反射膜的高度為實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器高度的 1/6。
[0026]其它同實(shí)施例1。
【權(quán)利要求】
1.局部鍍膜實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器，包括聚光器本體，所述聚光器本體為橫截面呈梯形的六面體，所述梯形的兩側(cè)腰部對(duì)應(yīng)著聚光器本體的兩側(cè)面；聚光器本體的兩側(cè)面為復(fù)合拋物面，頂面和底面均為平面；聚光器本體的材料為透明材料；其特征在于:聚光器本體兩側(cè)的復(fù)合拋物面的下部分別鍍有反射膜，且每一側(cè)反射膜的下端邊緣止于實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器的底面邊緣處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部鍍膜實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器，其特征在于:以聚光器本體的底面為基準(zhǔn)，反射膜的高度為實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器高度的1/6?1/7。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的局部鍍膜實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器，其特征在于:所述反射膜材料為高反射鋁或銀，反射膜厚度為0.5mm以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的局部鍍膜實(shí)體復(fù)合拋物面型聚光器，其特征在于:所述透明材料折射率大于在小于2。
【文檔編號(hào)】G02B19/00GK203433180SQ201320556223
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】李桂強(qiáng), 季杰, 蘇躍紅, 裴剛 申請(qǐng)人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)