專利名稱：拋物柱面聚光空心凹形閉合腔體采光太陽能熱電采光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能應(yīng)用技術(shù)，特別是一種利用拋物柱面聚光原理接收太陽能 的拋物柱面聚光空心凹形閉合腔體采光太陽能熱電采光裝置，該裝置通過反光面的反光聚 焦作用接收太陽能，可大幅提高太陽能的接收效率。
背景技術(shù)：
太陽能是一種清潔能源，取之不盡、用之不竭，也不會(huì)造成環(huán)境污染，如今，無論在 沿海城市，還是在內(nèi)陸城市，太陽能產(chǎn)品正越來越多地進(jìn)入人們的視野，太陽能路燈、太陽 能草坪燈、太陽能庭院燈、太陽能樓道燈、公交站臺(tái)燈、交通信號(hào)燈等等，各種太陽能熱水器 也已經(jīng)走近千家萬戶。但這些太陽能產(chǎn)品大多數(shù)都沒有聚光功能，造成太陽能利用率低下。 太陽能接收元件表面的光強(qiáng)提高一倍，太陽能接收元件的接收效率將提高一倍，目前太陽 能產(chǎn)業(yè)技術(shù)競(jìng)爭的焦點(diǎn)主要是太陽能接收效率之爭，可見提高接收效率對(duì)整個(gè)行業(yè)重要程 度，因此能否有效的提高太陽能接收元件的光照強(qiáng)度，就成為人們利用太陽能時(shí)最為關(guān)注 的問題。近些年，國外在一些太陽能電站的光伏矩陣中實(shí)現(xiàn)了太陽能聚光接收，國內(nèi)也有 類似的試驗(yàn)裝置，但這些裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、造價(jià)高難以在太陽能家用產(chǎn)品上得到推

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的聚光裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、造價(jià)高等缺點(diǎn).本發(fā)明針對(duì) 現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種體積小、結(jié)構(gòu)簡單可靠、成本低 的太陽能聚光接收裝置、它可實(shí)現(xiàn)太陽能的聚光接收。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在一個(gè)長方形箱體內(nèi)安裝了多個(gè) 太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)都由一塊拋物柱面反光鏡和一個(gè)光能接收器 構(gòu)成，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)整齊排列在長方形箱體內(nèi)，在長方形箱體的上方安裝了一個(gè) 水箱，在長方形箱體的上面蓋有一塊平面透明蓋板，平面透明蓋板將各太陽能聚光接收機(jī) 構(gòu)封閉在長方形箱體內(nèi)，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的開口正對(duì)平面透明蓋 板，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線相互平行，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī) 構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線位于同一個(gè)與平面透明蓋板平行的平面上，各個(gè)太陽能聚光接 收機(jī)構(gòu)的光能接收器安裝在該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線上，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器由一根長直的凹形空心導(dǎo)熱管、一塊長直的 凹形太陽能電池板、一根長直的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋和兩塊長方形平面反光鏡構(gòu)成，各光 能接收器的凹形太陽能電池板緊密粘合在該光能接收器的凹形空心導(dǎo)熱管的表面上，各個(gè) 光能接收器的凹形空心導(dǎo)熱管的下端通過一根冷水管與水箱相通，各個(gè)光能接收器的凹形 空心導(dǎo)熱管的上端通過一根熱水管與水箱相通，各光能接收器的兩塊長方形平面反光鏡對(duì)稱的位于該光能接收器凹形空心導(dǎo)熱管的開口處的兩側(cè)，其中一塊長方形平面反光鏡的一條長邊與該光能接收器的凹形空心導(dǎo) 熱管開口處的一條直邊相連接，另一塊長方形平面反光鏡的一條長邊與該光能接收器的凹 形空心導(dǎo)熱管開口處的另一條直邊相連接，兩塊長方形平面反光鏡的另外兩條長邊之間形 成一條寬度相同的光線入射狹縫，該光能接收器的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋蓋在該光線入射狹 縫上，各光能接收器的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋、凹形空心導(dǎo)熱管和兩塊長方形平面反光鏡構(gòu) 成一個(gè)閉合空腔，各光能接收器的凹形太陽能電池板緊密粘合在該光能接收器的凹形空心導(dǎo)熱管 的表面上，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)光能接收器的凹形空心導(dǎo)熱管對(duì)稱的位于該太陽能聚光 接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的的對(duì)稱面的兩側(cè)，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)光能接收器的凹形 空心導(dǎo)熱管的開口方向正對(duì)該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的反光面使粘合在 凹形空心導(dǎo)熱管的表面上的凹形太陽能電池板正對(duì)該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反 光鏡的反光面，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)光能接收器的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋的軸線與該太陽 能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線相互重合，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)光能接收器的 兩塊長方形平面反光鏡之間形成的光線入射狹縫與該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反 光鏡的焦線相互重合，當(dāng)太陽光垂直于平面透明蓋板入射時(shí)，入射光線通過各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋 物柱面反光鏡的反射聚焦后都能穿過兩塊小平面反光鏡之間形成的光線入射狹縫照射在 各光能接收器的凹形太陽能電池板上，照射在各光能接收器的凹形太陽能電池板上的光能 的一部分通過各光能接收器的凹形太陽能電池板轉(zhuǎn)換為電能，光能的另一部分通過各光能 接收器的凹形空心導(dǎo)熱管轉(zhuǎn)換為熱能，因各光能接收器的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋、凹形空心 導(dǎo)熱管和兩塊小平面反光鏡構(gòu)成一個(gè)閉合空腔，并且兩塊小平面反光鏡之間形成的光線入 射狹縫很窄，進(jìn)入該光線入射狹縫的光線經(jīng)各光能接收器的兩塊小平面反光鏡的反射再次 照射在各光能接收器的凹形空心導(dǎo)熱管上，光能的大部分在閉合空腔內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎蜔?能，因此大幅提高了各光能接收器的光電和光熱轉(zhuǎn)換率。本發(fā)明的有益效果是通過各拋物柱面反光鏡的反光聚焦作用大幅提高了照射在 光能接收器上的太陽光的強(qiáng)度，因而大幅提高了光能接收器的光電和光熱轉(zhuǎn)換率，實(shí)現(xiàn)了 在強(qiáng)光和弱光的環(huán)境下都有較高的光電和光熱轉(zhuǎn)換率。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖的A-A剖視圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例的太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)剖視圖的放大圖。圖4是拋物柱面的示意圖。在圖4的拋物柱面構(gòu)成圖中拋物線L，準(zhǔn)線Li，頂點(diǎn)0，焦點(diǎn)f，對(duì)稱軸L2，拋物柱 面S，準(zhǔn)平面Sl，對(duì)稱面S2，焦線L3。
具體實(shí)施例方式在圖1和圖2中，在長方形箱體3-1內(nèi)安裝了由拋物柱面反光鏡1-1-1和光能接收器1-2-1構(gòu)成的太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)一、由拋物柱面反光鏡1-1-2和光能接收器1-2-2 構(gòu)成的太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)二、由拋物柱面反光鏡1-1-3和光能接收器1-2-3構(gòu)成的太陽 能聚光接收機(jī)構(gòu)三、由拋物柱面反光鏡1-1-4和光能接收器1-2-4構(gòu)成的太陽能聚光接收 機(jī)構(gòu)四、由拋物柱面反光鏡1-1-5和光能接收器1-2-5構(gòu)成的太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)五，五個(gè) 太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的整齊排列在長方形箱體3-1內(nèi)，五個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和 各項(xiàng)尺寸相同，五個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)尺寸相同，在長方形 箱體3-1的上面蓋有一塊平面透明蓋板4-1，平面透明蓋板4-1將五個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu) 的封閉在長方形箱體3-1內(nèi)，五個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的開口正對(duì)平面透明蓋板，五個(gè)太陽 能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線相互平行，五個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面 反光鏡的焦線位于同一個(gè)與平面透明蓋板平行的平面上，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能 接收器安裝在該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線上，圖3中給出了第一太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，在圖3中第一太陽能聚光接收機(jī) 構(gòu)由拋物柱面反光鏡1-1-1和光能接收器1-2-1構(gòu)成，光能接收器1-2-1由一根長直的凹 形空心導(dǎo)熱管5-8、一塊長直的凹形太陽能電池板10-8、一根長直的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋
6-8、小平面反光鏡7-8-1和小平面反光鏡7-8-2構(gòu)成，凹形太陽能電池板10_8緊密粘合在 凹形空心導(dǎo)熱管5-8的表面上，凹形空心導(dǎo)熱管5-8的下端通過一根冷水管9-1-2與水箱 8-1相通，凹形空心導(dǎo)熱管5-8的上端通過一根熱水管9-1-1與水箱8-1相通，小平面反光鏡7-8-1和小平面反光鏡7-8-2對(duì)稱的位于凹形空心導(dǎo)熱管5_8的對(duì) 稱面的兩側(cè)，其中小平面反光鏡7-8-1的一條長邊與凹形空心導(dǎo)熱管5-8開口處的的一條 直邊相連接，小平面反光鏡7-8-2的一條長邊與凹形空心導(dǎo)熱管5-8開口處的的另一條直 邊相連接，小平面反光鏡7-8-1和小平面反光鏡7-8-2的另外兩條長邊之間形成一條寬度 相同的光線入射狹縫，半圓柱面透明導(dǎo)光蓋6-8蓋在該光線入射狹縫上，半圓柱面透明導(dǎo) 光蓋6-8、凹形空心導(dǎo)熱管5-8，小平面反光鏡7-8-1和小平面反光鏡7-8-2構(gòu)成一個(gè)閉合 空腔，凹形空心導(dǎo)熱管5-8的對(duì)稱軸與拋物柱面反光鏡1-1-1的焦線相互平行，凹形空 心導(dǎo)熱管5-8的對(duì)稱面與拋物柱面反光鏡1-1-1的對(duì)稱面相互重合，小平面反光鏡7-8-1 和小平面反光鏡7-8-2之間形成的光線入射狹縫與拋物柱面反光鏡1-1-1的焦線相互重 合，半圓柱面透明導(dǎo)光蓋6-8的軸線與拋物柱面反光鏡1-1-1的焦線相互重合，當(dāng)太陽光垂直于平面透明蓋板4-1入射時(shí)，入射光線通過拋物柱面反光鏡1-1-1 的反射聚焦后都能穿過小平面反光鏡7-8-1和小平面反光鏡7-8-2之間形成的光線入射狹 縫照射在凹形太陽能電池板10-8上，照射在凹形太陽能電池板10-8上的光能的一部分通 過凹形太陽能電池板10-8轉(zhuǎn)換為電能，光能的另一部分通過凹形空心導(dǎo)熱管5-8轉(zhuǎn)換為熱 能，因半圓柱面透明導(dǎo)光蓋6-8、凹形空心導(dǎo)熱管5-8，小平面反光鏡7-8-1和小平面反光鏡
7-8-2構(gòu)成一個(gè)閉合空腔，并且小平面反光鏡7-8-1和小平面反光鏡7-8-2之間形成的光線 入射狹縫很窄，進(jìn)入該光線入射狹縫的光線經(jīng)小平面反光鏡7-8-1和小平面反光鏡7-8-2 的反射再次照射在凹形太陽能電池板10-8上，光能的大部分在閉合空腔內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎?熱能，因此大幅提高了光能接收器1-2-1光電和光熱轉(zhuǎn)換率，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的 光能接收器的結(jié)構(gòu)、各項(xiàng)尺寸和光能接收過程與光能接收器1-2-1相同。
權(quán)利要求
一種拋物柱面聚光空心凹形閉合腔體采光太陽能熱電采光裝置，由長方形箱體、水箱、冷水管、熱水管、平面透明蓋板和太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)構(gòu)成，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)都由一塊拋物柱面反光鏡和一個(gè)光能接收器構(gòu)成，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器由一根長直的凹形空心導(dǎo)熱管、一塊長直的凹形太陽能電池板、一根長直的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋和兩塊長方形平面反光鏡構(gòu)成，其特征是各光能接收器的凹形太陽能電池板緊密粘合在該光能接收器的凹形空心導(dǎo)熱管的表面上，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)光能接收器的凹形空心導(dǎo)熱管對(duì)稱的位于該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的的對(duì)稱面的兩側(cè)，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)光能接收器的凹形空心導(dǎo)熱管的開口方向正對(duì)該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的反光面使粘合在凹形空心導(dǎo)熱管的表面上的凹形太陽能電池板正對(duì)該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的反光面，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)光能接收器的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋的軸線與該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線相互重合，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)光能接收器的兩塊長方形平面反光鏡之間形成的光線入射狹縫與該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線相互重合，當(dāng)太陽光垂直于平面透明蓋板入射時(shí)，入射光線通過各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的反射聚焦后都能穿過兩塊小平面反光鏡之間形成的光線入射狹縫照射在各光能接收器的凹形太陽能電池板上，照射在各光能接收器的凹形太陽能電池板上的光能的一部分通過各光能接收器的凹形太陽能電池板轉(zhuǎn)換為電能，光能的另一部分通過各光能接收器的凹形空心導(dǎo)熱管轉(zhuǎn)換為熱能，因各光能接收器的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋、凹形空心導(dǎo)熱管和兩塊小平面反光鏡構(gòu)成一個(gè)閉合空腔，并且兩塊小平面反光鏡之間形成的光線入射狹縫很窄，進(jìn)入該光線入射狹縫的光線經(jīng)各光能接收器的兩塊小平面反光鏡的反射再次照射在各光能接收器的凹形空心導(dǎo)熱管上，光能的大部分在閉合空腔內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎蜔崮埽虼舜蠓岣吡烁鞴饽芙邮掌鞯墓怆姾凸鉄徂D(zhuǎn)換率。
全文摘要
一種拋物柱面聚光空心凹形閉合腔體采光太陽能熱電采光裝置，該裝置通過拋物柱面的反光聚焦作用接收太陽能，可大幅提高太陽能的接收效率，可用來實(shí)現(xiàn)在強(qiáng)光和弱光的環(huán)境下太陽能的采集和接收。
文檔編號(hào)F24J2/24GK101968273SQ201010525630
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月25日
發(fā)明者張立君, 董毅 申請(qǐng)人:北京印刷學(xué)院