本發(fā)明涉及新能源領(lǐng)域，具體涉及一種無源太陽能智能集中器。

背景技術(shù)：

太陽能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。在自然界中，植物通過光合作用利用陽光，而動物們則更多的是感受太陽能的光和熱。隨著人類社會的快速發(fā)展，對能源和環(huán)境的依賴也越來越大，能源短缺和環(huán)境污染對我們的影響也越來越顯著。所以開發(fā)利用可再生的太陽能，成為一種趨勢。

利用太陽能的傳統(tǒng)方法有通過太陽能面板發(fā)電的直接利用和利用太陽能加熱液體進行間接蒸汽發(fā)電。但這些方法都非常依賴天氣，并且一天中太陽的位置一直在變化，所以這些因素都嚴重影響著太陽能的利用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種無源太陽能智能集中器。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種無源太陽能智能集中器，包括聚焦透鏡、箱體支架、氣囊室、氣囊、支點滑輪、牽引繩、光纖、耦合器、皮筋、收集箱和牽引繩緩沖箱；所述聚焦透鏡位于收集箱頂端，所述收集箱為上部大、下部小的梯形結(jié)構(gòu)，所述氣囊室設(shè)于收集箱側(cè)面，包括左氣囊室和右氣囊室，分別通過左牽引繩、右牽引繩連接收集箱；所述氣囊室內(nèi)的氣囊由可伸縮的材料制成，氣囊內(nèi)部充有易受熱膨脹的惰性氣體；所述牽引繩一端固定在氣囊頂端，另一端連接收集箱底部的外壁，所述牽引繩經(jīng)過固定的支點滑輪；所述收集箱底部通過耦合器與光纖連接，所述收集箱上緣通過皮筋固定在箱體支架上，所述收集箱可在箱體支架內(nèi)左右擺動。

所述氣囊由硅膠材料制成，內(nèi)部充氦氣或氬氣。當一側(cè)氣囊膨脹時，牽引繩的頂端拉向一個方向，經(jīng)過兩個支點滑輪，收集箱的底端向另一個方向移動，則收集箱朝向氣囊膨脹的方向傾斜。

進一步的，所述牽引繩上設(shè)有牽引繩緩沖箱，用于釋放、回收和鎖定牽引繩，所述牽引繩緩沖箱包括設(shè)在左牽引繩上的左牽引繩緩沖箱和設(shè)在右牽引繩上的右牽引繩緩沖箱。

牽引繩緩沖箱內(nèi)部包括兩個部分：靠近氣囊部分和靠近收集箱部分：靠近氣囊部分，當氣囊膨脹并拉動繩索時，會被鎖住，緩沖箱和牽引繩一起運動。相反，當氣囊收縮時會解鎖回收牽引繩；靠近收集箱部分，當緩沖箱移動時，會鎖住牽引繩；當緩沖箱不動時，會解鎖并釋放或者回收牽引繩。

具體的，所述牽引繩緩沖箱內(nèi)包括控制器，固定柱和兩組齒輪，所述固定柱將牽引繩緩沖箱固定在牽引繩上，兩組齒輪由控制器分別控制。

所述收集箱兩腰的材質(zhì)為透明的玻璃材料，兩腰的底端與牽引繩相連接。

本側(cè)氣囊膨脹時，本側(cè)緩沖箱內(nèi)部的牽引繩會被鎖住，因此緩沖箱會和牽引繩一起左右移動，最后帶動收集箱擺動；由于收集箱的擺動，另一側(cè)緩沖箱內(nèi)部的靠近收集箱一側(cè)的牽引繩會被釋放，因此緩沖箱不會和牽引繩一起左右移動。相反的，當本側(cè)氣囊收縮時，緩沖箱內(nèi)部的靠近氣囊一側(cè)的牽引繩會被解鎖且回收，但靠近收集箱一側(cè)的牽引繩不會變，所以不會影響收集箱的傾斜狀態(tài)。其最終目的是，當太陽光照射到收集箱的側(cè)壁上時，該側(cè)氣囊受熱膨脹，會使得收集箱向太陽光方向傾斜，最終光線仍能匯聚到底部的耦合器上。但是任何時候，都只有氣囊受熱膨脹時才會使收集箱傾斜擺動，其他任何情況都不會移動。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點是：

1.本發(fā)明采用氣囊結(jié)構(gòu)，可解決不同季節(jié)，甚至一天中不同時間段，太陽位置不一樣所帶來的太陽能面板有效工作面積減少的問題。

2.本發(fā)明采用牽引繩緩沖箱，可以智能實時的控制收集箱的朝向，保證光線始終是垂直射入收集箱的。

3.本發(fā)明產(chǎn)生光纖作為太陽光的傳輸介質(zhì)，其質(zhì)地柔軟，且對太陽光幾乎無損耗。因此可以太陽能電池板放置在集中器周圍任何位置。

附圖說明

圖1：無源太陽能智能集中器結(jié)構(gòu)示意圖一。

圖2：牽引繩緩沖箱結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3：無源太陽能智能集中器結(jié)構(gòu)示意圖二。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

一種無源太陽能智能集中器，包括聚焦透鏡1、箱體支架2、氣囊室3、氣囊4、支點滑輪5、牽引繩6、光纖7、耦合器8、皮筋9、收集箱10和牽引繩緩沖箱11；所述聚焦透鏡1位于收集箱10頂端，所述收集箱10為上部大、下部小的梯形結(jié)構(gòu)，所述氣囊室3設(shè)于收集箱10側(cè)面，包括左氣囊室和右氣囊室，分別通過左牽引繩、右牽引繩連接收集箱10；所述氣囊室3內(nèi)的氣囊4由可伸縮的材料制成，氣囊4內(nèi)部充有易受熱膨脹的惰性氣體；所述牽引繩6一端固定在氣囊4頂端，另一端連接收集箱10底部的外壁，所述牽引繩6經(jīng)過固定的支點滑輪5；所述收集箱10底部通過耦合器8與光纖7連接，所述收集箱10上緣通過皮筋9固定在箱體支架2上，所述收集箱10可在箱體支架2內(nèi)左右擺動。

當一側(cè)氣囊4膨脹時，牽引繩6的頂端拉向一個方向，經(jīng)過兩個支點滑輪5，收集箱10的底端向另一個方向移動，則收集箱10朝向氣囊4膨脹的方向傾斜。

所述牽引繩6上設(shè)有牽引繩緩沖箱11，用于釋放、回收和鎖定牽引繩6，所述牽引繩緩沖箱11包括設(shè)在左牽引繩上的左牽引繩緩沖箱和設(shè)在右牽引繩上的右牽引繩緩沖箱。所述牽引繩緩沖箱11內(nèi)包括控制器12、固定柱13和兩組齒輪14，所述固定柱13將牽引繩緩沖箱11固定在牽引繩6上，兩組齒輪14由控制器12分別控制。

所述氣囊4由硅膠材料制成，內(nèi)部充氦氣或氬氣。所述收集箱10兩腰的材質(zhì)為透明的玻璃材料，兩腰的底端與牽引繩6相連接。

該無源太陽能智能集中器可在普通家庭使用，也可以在大規(guī)模商業(yè)發(fā)電場所使用。

如圖1所示，太陽光線經(jīng)聚焦透鏡匯聚并聚焦在耦合器中，然后經(jīng)光纖傳輸?shù)教柲苊姘迨遥⒕鶆虻恼丈湓诿姘迳?。因此可以將太陽能電池板放置在集中器周圍任何位置，甚至放置在地下來?jié)約空間和保護電池板。當光線不是垂直入射到聚焦透鏡時，光線會匯聚到收集箱的腰上。當大量光線匯聚在腰部時，該側(cè)的氣囊就會受熱膨脹，并拉動與之相連的牽引繩。此時該側(cè)緩沖箱內(nèi)部的牽引繩會被鎖住，因此緩沖箱會和牽引繩一起左右移動，最后帶動收集箱擺動；則由于收集箱的擺動，另一側(cè)緩沖箱內(nèi)部的靠近收集箱一側(cè)的牽引繩會被釋放，該緩沖箱不會和牽引繩一起左右移動，該側(cè)的氣囊不受影響。直到光線能垂直入射到收集箱中，擺動停止。此時光線重新聚集在底部的耦合器上，而腰部的氣囊不在被加熱。所以氣囊會收縮。當氣囊收縮時，該側(cè)的緩沖箱會解鎖并回收牽引繩，而緩沖箱位置不變，收集箱的朝向也不會改變。當夜晚時，設(shè)備恢復(fù)初始化，緩沖箱回到初始位置。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種無源太陽能智能集中器，包括聚焦透鏡、箱體支架、氣囊室、氣囊、支點滑輪、牽引繩、光纖、耦合器、皮筋、收集箱和牽引繩緩沖箱。聚焦透鏡通過皮筋被箱體支架水平架起。耦合器位于箱體支架低部，且在聚焦透鏡的焦面上。裝有氣囊的氣囊室位于收集箱的兩側(cè)。氣囊的低端固定在氣囊室底部，頂端連接牽引繩。牽引繩通過支點滑輪與收集箱底部相連。太陽光線經(jīng)聚焦透鏡匯聚并聚焦在耦合器中，然后經(jīng)光纖傳輸?shù)教柲苊姘迨?，并均勻的照射在面板上。該設(shè)備成本低廉，高效，且可智能的識別并調(diào)節(jié)收集箱的朝向，提高發(fā)電效率，非常適合普通家庭推廣使用。

技術(shù)研發(fā)人員：劉海洋;賈艷剛
受保護的技術(shù)使用者：中國葛洲壩集團電力有限責任公司;南京綠新能源研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.11
技術(shù)公布日：2017.08.04