專利名稱:一種線性菲涅爾式聚光系統(tǒng)用cpc匯聚率的測量裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及太陽能幾何光學(xué)效率測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種線性菲涅爾式聚光系統(tǒng)用CPC匯聚率的測量裝置。包括CPC固定框架、被測CPC和集熱管，在集熱管上纏繞柔性薄膜太陽能電池裸片，CPC固定框架上設(shè)有光桿框架，光桿框架上設(shè)有滑車和激光器，滑車通過同步帶和同步輪與步進(jìn)電機(jī)連接，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑車移動(dòng)。本實(shí)用新型通過建立檢測設(shè)備可以精確計(jì)算不同入射角下的被測CPC匯聚率，進(jìn)而得出平均匯聚率。平均匯聚率直接決定CPC匯聚率對(duì)提高光熱轉(zhuǎn)換效率，評(píng)價(jià)真空集熱管排布是否理想并指引工作人員調(diào)節(jié)角度和位置，通過本檢測設(shè)備不斷測定修正真空集熱管角度和位置，能夠保證真空集熱管接收到更多的太陽光線，大幅提高產(chǎn)品工作效率。
【專利說明】
一種線性菲涅爾式聚光系統(tǒng)用CPC匯聚率的測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能幾何光學(xué)效率測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種線性菲涅爾式聚光系統(tǒng)用CPC匯聚率的測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在線性菲涅爾式聚光集熱系統(tǒng)中，將一次反射鏡的反射光看作多條均勻分布的光線，到達(dá)真空集熱管金屬內(nèi)管的光線數(shù)與進(jìn)入復(fù)合拋物面聚光器(CPC)開口的光線數(shù)之比稱為CPC匯聚率。CPC作為二次聚光裝置，能夠保證真空集熱管接收到更多的太陽光線，CPC匯聚率對(duì)提高光熱轉(zhuǎn)換效率非常關(guān)鍵，光熱效率的轉(zhuǎn)換直接影響的是線性菲涅爾式太陽能熱發(fā)電電站的發(fā)電量，從而影響電站的整體經(jīng)濟(jì)性。
[0003]目前CPC匯聚率是通過仿真的實(shí)體模型導(dǎo)入專用光學(xué)軟件或者在Matlab中建立數(shù)學(xué)模型后利用光線跟蹤法計(jì)算而得。由于后期加工精度和誤差等會(huì)造成匯聚率發(fā)生變化，仿真計(jì)算無法真實(shí)準(zhǔn)確反映出實(shí)際加工成型的CPC匯聚率。因此亟需對(duì)CPC匯聚率的測量進(jìn)行研究。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型目的在于提供一種CPC匯聚率的測量裝置，可以CPC匯聚率測量。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:
[0006]—種線性菲涅爾式聚光系統(tǒng)用CPC匯聚率的測量裝置，包括CPC固定框架、被測CPC和集熱管，在集熱管上纏繞柔性薄膜太陽能電池裸片，CPC固定框架上設(shè)有光桿框架，光桿框架上設(shè)有滑車和激光器，滑車通過同步帶和同步輪與步進(jìn)電機(jī)連接，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑車移動(dòng)。
[0007]所述柔性薄膜太陽能電池裸片，功率為0.5W，電壓為1.5V。
[0008]所述光桿框架由Φ 8mm鍍鉻光軸組成，表面粗糙度彡0.8，硬度HRC62±2，不易彎曲。
[0009]所述Φ 8mm鍍絡(luò)光軸公差-5ym至-14ym。所述激光器的光斑調(diào)節(jié)范圍為2-5mm。
[0010]本實(shí)用新型通過建立檢測設(shè)備可以精確計(jì)算不同入射角下的被測CPC匯聚率，進(jìn)而得出平均匯聚率。平均匯聚率直接決定CPC匯聚率對(duì)提高光熱轉(zhuǎn)換效率，評(píng)價(jià)真空集熱管排布是否理想并指引工作人員調(diào)節(jié)角度和位置，通過本檢測設(shè)備不斷測定修正真空集熱管角度和位置，能夠保證真空集熱管接收到更多的太陽光線，大幅提高產(chǎn)品工作效率。
【附圖說明】

[0011]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為激光器光斑入射角度示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0014]一種線性菲涅爾式聚光系統(tǒng)用CPC匯聚率的測量裝置，其特征在于包括CPC固定框架1、被測CPC2和集熱管3，在集熱管3上纏繞柔性薄膜太陽能電池裸片4，CPC固定框架I上設(shè)有光桿框架5，光桿框架5上設(shè)有滑車7和激光器6，滑車7通過同步帶8和同步輪9與步進(jìn)電機(jī)10連接，步進(jìn)電機(jī)10驅(qū)動(dòng)滑車7移動(dòng)。所述被測CPC2彎曲，功率為0.5W，電壓為1.5V。所述光桿框架5由Φ 8mm鍍鉻光軸組成，表面粗糙度彡0.8，硬度HRC62 ± 2，不易彎曲。所述Φ 8mm鍍絡(luò)光軸公差-5μΠ?至-14μΠ?。所述激光器6的光斑調(diào)節(jié)范圍為2-5mm。
[0015]線性菲涅爾式聚光系統(tǒng)用CPC匯聚率的測量裝置的測量方法，其特征在于包括以下步驟:
[0016]A、將滑車7移至被測CPC2—端，調(diào)節(jié)激光器6發(fā)出光斑入射角度θ = 0°入射被測CPC2；
[0017]B、步進(jìn)電機(jī)10帶動(dòng)滑車7沿被測CPC2沿寬度方向往返移動(dòng)；
[0018]C、滑車7從被測CPC2—端移至另一端為I次，滑車7往返移動(dòng)N次后，記下激光器6發(fā)出光斑反射至柔性薄膜太陽能電池裸片4后出現(xiàn)高電平次數(shù)Μ，Μ除以N即為被測CPC在該入射角下的匯聚率；
[0019]D、調(diào)節(jié)激光器6變換入射角Θ為10°、20°、30°或40°，重復(fù)上述步驟，計(jì)算得出不同入射角下的被測CPC2匯聚率，將0°、10°、20°、30°和40°等5個(gè)匯聚率相加計(jì)算出平均匯聚率。所述步驟D中柔性薄膜太陽能電池裸片4在全黑暗狀態(tài)下，使用80mW、532nm的綠色激光器發(fā)出的激光光斑面積打在電池板上，垂直照射該電池板輸出電壓為20mV為高電平。
[0020]一種利用線性菲涅爾式聚光系統(tǒng)用CPC匯聚率測量裝置的測量方法，包括如下步驟:
[0021]A、將滑車7移至被測CPC2—端，調(diào)節(jié)激光器6發(fā)出光斑入射角度θ = 0°入射被測CPC2，被測CPC2寬度為520_;
[0022]B、步進(jìn)電機(jī)10帶動(dòng)滑車7沿被測CPC2沿寬度方向往返移動(dòng)；
[0023]C、滑車7從被測CPC2—端移至另一端為I次，滑車7往返移動(dòng)N= 18次后，記下激光器6發(fā)出光斑反射至柔性薄膜太陽能電池裸片4后出現(xiàn)高電平次數(shù)Μ = 20，Μ除以N即為被測CPC在該入射角下的匯聚率0.9;
[0024]D、調(diào)節(jié)激光器6變換入射角Θ為10°、20°、30°或40°，重復(fù)上述步驟，計(jì)算得出不同入射角下的被測CPC2匯聚率，將0°、10°、20°、30°和40°等5個(gè)匯聚率0.85、0.9,0.85,0.8,相加計(jì)算出平均匯聚率0.86。所述步驟D中柔性薄膜太陽能電池裸片4在全黑暗狀態(tài)下，使用80mW、532nm的綠色激光器發(fā)出的激光光斑面積打在電池板上，垂直照射該電池板輸出電壓為20mV為高電平。該測試對(duì)象效率為0.86，還需真空集熱管角度和位置以提高平均匯聚率，并在調(diào)整后繼續(xù)檢測。
[0025]所述入射角度為被測CPC2的線性菲涅爾式聚光系統(tǒng)一次反射鏡反射光線入射(圖2中R0)至CPC開口(圖2中AB)時(shí)與CPC對(duì)稱軸(圖2中麗)的夾角(圖2中Θ)。
[0026]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種線性菲涅爾式聚光系統(tǒng)用CPC匯聚率的測量裝置，其特征在于包括CPC固定框架(1)、被測CPC(2)和集熱管(3)，在集熱管(3)上纏繞柔性薄膜太陽能電池裸片(4)，CPC固定框架(I)上設(shè)有光桿框架(5)，光桿框架(5)上設(shè)有滑車(7)和激光器(6)，滑車(7)通過同步帶(8)和同步輪(9)與步進(jìn)電機(jī)(10)連接，步進(jìn)電機(jī)(10)驅(qū)動(dòng)滑車(7)移動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性菲涅爾式聚光系統(tǒng)用CPC匯聚率的測量裝置，其特征在于所述柔性薄膜太陽能電池裸片(4)，功率為0.5W，電壓為1.5V。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性菲涅爾式聚光系統(tǒng)用CPC匯聚率的測量裝置，其特征在于所述光桿框架(5)由Φ 8mm鍍鉻光軸組成，表面粗糙度彡0.8，硬度HRC62 ± 2，不易彎曲。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性菲涅爾式聚光系統(tǒng)用CPC匯聚率的測量裝置，其特征在于所述光桿框架(5)由Φ 8_鍍鉻光軸組成，鍍鉻光軸公差^迎至-^!!!。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性菲涅爾式聚光系統(tǒng)用CPC匯聚率的測量裝置，其特征在于所述激光器(6)的光斑調(diào)節(jié)范圍為2-5_。
【文檔編號(hào)】G01M11/02GK205719482SQ201620208883
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月18日
【發(fā)明人】范多旺, 馬軍, 王成龍, 鞏景虎, 范多進(jìn), 牛小山, 孔令剛
【申請(qǐng)人】蘭州大成聚光能源科技有限公司, 蘭州大成科技股份有限公司