一種橫軸式非對(duì)稱單拋物線復(fù)合免跟蹤太陽能聚光器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種橫軸式非對(duì)稱單拋物線復(fù)合免跟蹤太陽能聚光器，包括兩個(gè)曲面聚光板、反射層、真空管、支架和同軸空心座；兩個(gè)所述曲面聚光板設(shè)置在所述支架上，所述同軸空心座與所述支架鋼性連接，并位于兩個(gè)曲面聚光板之間；所述真空管固定在所述同軸空心座內(nèi)孔；所述反射層設(shè)置在所述曲面聚光板的表面。本發(fā)明減少聚光器的反光面積，并增大南北方向采光角度，不進(jìn)行光跟蹤就可以全天收集90°高度角范圍的太陽光；降低了產(chǎn)品成本，減少故障率，便于安裝和維修維護(hù)；適合于以圓柱形為吸熱體的真空管太陽能聚光集熱，形成中低溫集熱輸出，并可以方便的組成大型中低溫太陽能集熱陣列。
【專利說明】一種橫軸式非對(duì)稱單拋物線復(fù)合免跟蹤太陽能聚光器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能聚光器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種橫軸式非對(duì)稱單拋物線復(fù)合免跟蹤太陽能聚光器。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，用在太陽能光熱領(lǐng)域的復(fù)合拋物線聚光器，是利用漸開線、拋物線、直線等合理組成，用來增大收集太陽光的面積，達(dá)到提高轉(zhuǎn)換溫度的單元部件。聚光器可以單獨(dú)使用，也可以組成大型聚光陣列形成聚光系統(tǒng)。圖1是這種聚光器的截面形狀，它是由一組以真空管吸熱圓為基圓的對(duì)稱的漸開線與一組對(duì)稱的拋物線組成，對(duì)稱軸為Yo，F(xiàn)l、F2是漸開線與拋物線的結(jié)合點(diǎn)，同時(shí)也是拋物線的焦點(diǎn)；F1、F2之間的距離為dl，dl是一組漸開線的底部開口寬度，聚光器上部一組拋物線的開口寬度為d2，高度為h，最大采光半角為Θ。圖2是這種復(fù)合聚光器陣列；由圖1、2可見，真空管多數(shù)情況下安裝時(shí)，真空管軸向沿東西向水平布置，開口朝向太陽光，照射到2 Θ角度以內(nèi)的太陽光，經(jīng)過直射或者反射后，匯聚到到吸熱圓上，其吸光角度比較小。使用中發(fā)現(xiàn)該復(fù)合聚光器存在許多不足之處，如圖3、圖4中，首先，盡管d2>dl，當(dāng)太陽光S實(shí)際入射角α大于Θ時(shí)，經(jīng)過反射后成為S2逃逸，因此，必須進(jìn)行光跟蹤才能可靠收集陽光；二是即使是在采光角范圍內(nèi)，等效的開口寬度d'小于d2，只是收集了安裝寬度L的一部分，單位面積的采光效率較低；三是為避免前后聚光器遮擋光線，兩個(gè)聚光器前后還要保持一定的距離M，這樣更增加了占地面積，增加了支架材料。
[0003]因此，一種具有采光效率高，無需光跟蹤，占地面積小的橫軸式非對(duì)稱單拋物線復(fù)合免跟蹤太陽能聚光器的出現(xiàn)很有必要了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，在于提供一種具有采光效率高，無需光跟蹤，占地面積小的橫軸式非對(duì)稱單拋物線復(fù)合免跟蹤太陽能聚光器。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種橫軸式非對(duì)稱單拋物線復(fù)合免跟蹤太陽能聚光器，包括兩個(gè)曲面聚光板、反射層、真空管、支架和同軸空心座；
[0007]兩個(gè)所述曲面聚光板設(shè)置在所述支架上，所述同軸空心座與所述支架鋼性連接，并位于兩個(gè)曲面聚光板之間；所述真空管固定在所述同軸空心座內(nèi)孔；所述反射層設(shè)置在所述曲面聚光板的表面，用以反射陽光。
[0008]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述曲面聚光板由漸開線聚光板和單側(cè)拋物線聚光板組成。
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述漸開線聚光板的漸開線的基圓是所述真空管的內(nèi)圓管，漸開線的極坐標(biāo)方程為:
[0010]rk = r/cos α ；[0011]其中，rk是向徑，α是壓力角，r為內(nèi)圓管外圓半徑；
[0012]所述漸開線的一支為順時(shí)針展開所得，展開角為= π 土 π/18，另一支逆時(shí)針展開所得，展開角為小匕=J1-ω，其中O < ω < Ji /4。
[0013]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述單側(cè)拋物線聚光板的拋物線方程為:
[0014]X2 = 4fYl:
[0015]其中，f為焦距；
[0016]所述拋物線以焦點(diǎn)為軸心沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)β角，并與展開角為ctb的漸開線相接于外端點(diǎn)B ；
[0017]所述拋物線的焦點(diǎn)是所述外端點(diǎn)B與基圓圓心O連線延長(zhǎng)線與展開角為的漸開線上的相交點(diǎn)Α,所述外端點(diǎn)B與相交點(diǎn)A之間的距離為
【權(quán)利要求】
1.一種橫軸式非對(duì)稱單拋物線復(fù)合免跟蹤太陽能聚光器，其特征在于，包括兩個(gè)曲面聚光板、反射層、真空管、支架和同軸空心座； 兩個(gè)所述曲面聚光板設(shè)置在所述支架上，所述同軸空心座與所述支架鋼性連接，并位于兩個(gè)曲面聚光板之間；所述真空管固定在所述同軸空心座內(nèi)孔；所述反射層設(shè)置在所述曲面聚光板的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種橫軸式非對(duì)稱單拋物線復(fù)合免跟蹤太陽能聚光器，其特征在于，所述曲面聚光板由漸開線聚光板和單側(cè)拋物線聚光板組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種橫軸式非對(duì)稱單拋物線復(fù)合免跟蹤太陽能聚光器，其特征在于，所述漸開線聚光板的漸開線的基圓是所述真空管的內(nèi)圓管，漸開線的極坐標(biāo)方程為:
rk = r/cos d ； 其中，rk是向徑，d是壓力角，r為內(nèi)圓管外圓半徑； 所述漸開線的一支為順時(shí)針展開所得，展開角為Φ&= π 土 π/18，另一支逆時(shí)針展開所得，展開角為
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種橫軸式非對(duì)稱單拋物線復(fù)合免跟蹤太陽能聚光器，其特征在于，所述單側(cè)拋物線聚光板的拋物線方程為:
X2 = 4fYl: 其中，f為焦距； 所述拋物線以焦點(diǎn)為軸心沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)β角，并與展開角為的漸開線相接于外端點(diǎn)B ； 所述拋物線的焦點(diǎn)是所述外端點(diǎn)B與基圓圓心O連線延長(zhǎng)線與展開角為的漸開線上的相交點(diǎn)A,所述外端點(diǎn)B與相交點(diǎn)A之間的距離為DLDl=^r2 +R2a+ ^t2 +Rl.所述焦距f = Dl/2(sin0+l)，其中β為采光半角，且Ji/6 < β < 31/4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種橫軸式非對(duì)稱單拋物線復(fù)合免跟蹤太陽能聚光器，其特征在于，所述反射層是厚度為0.3mm~0.5mm的塑料鏡面，所述反射層附著在所述曲面聚光板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種橫軸式非對(duì)稱單拋物線復(fù)合免跟蹤太陽能聚光器，其特征在于，所述同軸空心座通過調(diào)節(jié)桿與所述支架連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種橫軸式非對(duì)稱單拋物線復(fù)合免跟蹤太陽能聚光器，其特征在于，所述曲面聚光板的材質(zhì)為硬質(zhì)可彎曲材料；所述曲面聚光板的表面光滑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種橫軸式非對(duì)稱單拋物線復(fù)合免跟蹤太陽能聚光器，其特征在于，在所述曲面聚光板的最低點(diǎn)開有多個(gè)的洗塵孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種橫軸式非對(duì)稱單拋物線復(fù)合免跟蹤太陽能聚光器，其特征在于，所述洗塵孔的直徑為8mm~12mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種橫軸式非對(duì)稱單拋物線復(fù)合免跟蹤太陽能聚光器，其特征在于，多個(gè)所述聚光器組合形成中低溫太陽能集熱陣列。
【文檔編號(hào)】F24J2/10GK103836807SQ201210473637
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月21日
【發(fā)明者】李偉, 李尚俊, 劉永久 申請(qǐng)人:常州美迪克能源科技有限公司