一種能流密度均勻分布的空間太陽(yáng)能電站光路傳輸結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種能流密度均勻分布的空間太陽(yáng)能電站光路傳輸結(jié)構(gòu)，包括一次反射鏡、一次拋物面聚集器、二次拋物面聚集器以及光伏電池板，一次反射鏡以及二次拋物面聚集器和光伏電池板的中心點(diǎn)均在同一條對(duì)稱軸上，二次拋物面和光伏電池板之間沿對(duì)稱軸兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有一次拋物面聚集器，一次拋物面聚集器和二次拋物面聚集器的開(kāi)口正對(duì),并且一次拋物面聚集器和二次拋物面聚集器的焦點(diǎn)重合聚焦在對(duì)稱軸上；入射太陽(yáng)光束經(jīng)一次反射鏡反射，沿對(duì)稱軸方向平行入射到一次拋物面聚集器，一次拋物面聚集器通過(guò)反射，將太陽(yáng)光束聚集到二次拋物面聚集器，二次拋物面聚集器能將經(jīng)過(guò)公共焦點(diǎn)的太陽(yáng)光束，平行且均勻地投射到光伏電池表面，完成光電轉(zhuǎn)換。
【專利說(shuō)明】一種能流密度均勻分布的空間太陽(yáng)能電站光路傳輸結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種能流密度均勻分布的空間太陽(yáng)能電站光路傳輸結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]由于空間太陽(yáng)能輻射能流密度大，穩(wěn)定性好，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。利用空間太陽(yáng)能電站技術(shù)開(kāi)發(fā)利用空間太陽(yáng)能，對(duì)地面節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)具有重要的意義?？臻g太陽(yáng)能電站主要由太陽(yáng)光聚集系統(tǒng)、光伏電池陣以及微波發(fā)射器組成。太陽(yáng)光聚集系統(tǒng)匯聚太陽(yáng)光束并傳輸?shù)焦夥姵仃嚿?，產(chǎn)生電能，同時(shí)微波發(fā)射器將電能以微波的形式傳輸?shù)降孛娼邮照?，接收站再將微波轉(zhuǎn)變成電能，供地面使用。
[0003]空間太陽(yáng)能是一種資源豐富的新能源，開(kāi)發(fā)利用空間太陽(yáng)能資源對(duì)節(jié)能減排、改善生態(tài)環(huán)境十分重要?？臻g太陽(yáng)能電站已引起國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，是開(kāi)發(fā)利用空間太陽(yáng)能資源的有效手段，太陽(yáng)能聚集與傳輸系統(tǒng)是空間太陽(yáng)能電站的關(guān)鍵組成部分之一，根據(jù)技術(shù)特點(diǎn)不同，目前已有兩種空間太陽(yáng)能電站太陽(yáng)能聚集與傳輸方案。
[0004]在中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站上，查到與本實(shí)用新型相關(guān)的專利2項(xiàng)，具體信息如下:
[0005](I)發(fā)明名稱:應(yīng)用于空間太陽(yáng)能電站的對(duì)稱式兩級(jí)平面反射聚集方法
[0006]申請(qǐng)?zhí)?2014100033804
[0007]發(fā)明人:孟憲龍；夏新林；孫創(chuàng)；戴貴龍
[0008]摘要:應(yīng)用于空間太陽(yáng)能電站的對(duì)稱式兩級(jí)平面反射聚集方法，涉及一種對(duì)稱式兩級(jí)平面反射聚集方法。為了解決目前的太陽(yáng)能量聚集系統(tǒng)方案存在聚集能流分布不均勻、光斑形狀與太陽(yáng)電池形狀不匹配和跟蹤難度高的問(wèn)題。建立反射系統(tǒng):在太陽(yáng)能電池板的兩側(cè)分別布置一個(gè)一級(jí)偏軸拋物反射面，兩個(gè)一級(jí)偏軸拋物反射面以垂直于太陽(yáng)能電池板的光軸為軸對(duì)稱設(shè)置，在兩個(gè)一級(jí)偏軸拋物反射面的焦點(diǎn)兩側(cè)分別對(duì)稱布置一個(gè)二級(jí)斜平面反射鏡；使太陽(yáng)能電池板表面呈現(xiàn)的兩個(gè)橢圓型光斑完全重合，求取反射系統(tǒng)的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)反射系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤誤差調(diào)控；通過(guò)在兩個(gè)維度下調(diào)控在軌運(yùn)行的反射系統(tǒng)，使太陽(yáng)能電池陣實(shí)現(xiàn)聚集能流。它用于空間太陽(yáng)能電站聚集能流。
[0009](2)發(fā)明名稱:一種功率密度可調(diào)的薄膜反射聚光式空間太陽(yáng)能聚能站
[0010]申請(qǐng)?zhí)?201410060933X
[0011]發(fā)明人:賈海鵬；楊杰；侯欣賓；王立；張興華
[0012]摘要:一種功率密度可調(diào)的薄膜反射聚光式空間太陽(yáng)能聚能站，包括航天器平臺(tái)、光學(xué)系統(tǒng)和光路調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述的光學(xué)系統(tǒng)包括主聚光鏡、副聚光鏡和平面反射鏡；主聚光鏡和副聚光鏡反向布置且光軸重合，通過(guò)光路調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)整主聚光鏡和副聚光鏡之間的法向距離，改變輸出光束的功率密度；通過(guò)光路調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)整平面反射鏡的角度，進(jìn)而改變輸出光束的方向；太陽(yáng)光經(jīng)主聚光境聚光反射至副聚光鏡，由副聚光鏡將反射的光線進(jìn)行二次聚光后反射至平面反射鏡，由平面反射鏡將光束反射至目標(biāo)。
[0013]目前的空間太陽(yáng)能電站太陽(yáng)能聚集傳輸系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)原因，傳輸?shù)焦夥姵乇砻娴木奂芰髅芏确植疾痪鶆?，影響光伏電池的發(fā)電效率和使用壽命，實(shí)用性較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本實(shí)用新型的目的在于提出一種聚集能流密度分布均勻，聚光比適中，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的空間太陽(yáng)能電站光路聚集與傳輸結(jié)構(gòu)，有效提高空間太陽(yáng)能電站光路傳輸?shù)墓こ虘?yīng)用價(jià)值。
[0015]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是:一種能流密度均勻分布的空間太陽(yáng)能電站光路傳輸結(jié)構(gòu)，包括一次反射鏡、一次拋物面聚集器、二次拋物面聚集器以及光伏電池板，一次反射鏡以及二次拋物面聚集器和光伏電池板的中心點(diǎn)均在同一條對(duì)稱軸上，二次拋物面聚集器和光伏電池板之間設(shè)置有一次拋物面聚集器，一次拋物面聚集器和二次拋物面聚集器的焦點(diǎn)重合聚焦在對(duì)稱軸上；入射太陽(yáng)光束經(jīng)一次反射鏡反射，沿對(duì)稱軸方向平行入射到一次拋物面聚集器，一次拋物面聚集器通過(guò)反射，將太陽(yáng)光束聚集到二次拋物面聚集器，二次拋物面聚集器能將經(jīng)過(guò)公共焦點(diǎn)的太陽(yáng)光束，平行且均勻地投射到光伏電池表面，完成光電轉(zhuǎn)換。
[0016]所述的一次反射鏡懸掛在二次拋物面聚集器的上方，繞其中心點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，將入射太陽(yáng)光束反射傳輸?shù)揭淮螔佄锩妗?br> [0017]一次拋物面聚集器和二次拋物面聚集器的開(kāi)口正對(duì)且兩者焦點(diǎn)重合聚焦在對(duì)稱軸上，或者，
[0018]一次拋物面聚集器和二次拋物面聚集器的開(kāi)口同向設(shè)置且兩者焦點(diǎn)重合聚焦在對(duì)稱軸上。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0020](I) 一次反射鏡、一次拋物面聚集器、二次拋物面聚集器和光伏電池板的中心點(diǎn)均在對(duì)稱軸上，整個(gè)系統(tǒng)的重心集中在下方的光伏電池板上，系統(tǒng)在軌運(yùn)行的重力梯度穩(wěn)定性好；
[0021](2) 一次拋物面聚集器和二次拋物面聚集器正對(duì)共焦布置，一次拋物面聚集傳輸?shù)蕉尉奂鞯奶?yáng)光束，經(jīng)二次聚集器反射，能夠均勻且平行地投射到光伏電池表面，有效提高光伏電池的發(fā)電效率；
[0022](3)整個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，只有一次反射鏡繞中心點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，反射收集入射光束，其它結(jié)構(gòu)部件可以保持不動(dòng)，有效降低系統(tǒng)的操作運(yùn)行難度；

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過(guò)參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本實(shí)用新型以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定，其中:
[0024]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0027]實(shí)施例1:
[0028]參考圖1，本實(shí)用新型提供一種能流密度均勻分布的空間太陽(yáng)能電站光路傳輸結(jié)構(gòu)，包括一次反射鏡1、一次拋物面聚集器2、二次拋物面聚集器3以及光伏電池板4，一次反射鏡I以及二次拋物面聚集器3和光伏電池板4的中心點(diǎn)均在同一條對(duì)稱軸5上，二次拋物面聚集器3和光伏電池板4之間設(shè)置有一次拋物面聚集器2，一次拋物面聚集器2和二次拋物面聚集器3的開(kāi)口正對(duì)，并且一次拋物面聚集器2和二次拋物面聚集器3的焦點(diǎn)共焦布置，重合聚焦在對(duì)稱軸5上的焦點(diǎn)6上；一次反射鏡I懸掛在二次拋物面聚集器3的上方，繞其中心點(diǎn)7自由轉(zhuǎn)動(dòng)，入射太陽(yáng)光束經(jīng)一次反射鏡I反射，沿對(duì)稱軸5方向平行入射到一次拋物面聚集器2，一次拋物面聚集器2通過(guò)反射，將太陽(yáng)光束聚集到二次拋物面聚集器3，二次拋物面聚集器3能將經(jīng)過(guò)公共焦點(diǎn)6的太陽(yáng)光束，平行且均勻地投射到光伏電池4表面，完成光電轉(zhuǎn)換。
[0029]光伏電池表面的聚光比等于一次拋物面聚集器與二次拋物面聚集器截光面積之比，通過(guò)合理設(shè)計(jì)拋物面聚集器的截光面積參數(shù)，可以得到期望的聚光比，使光伏電池處于最佳工作狀態(tài)。
[0030]實(shí)施例2:
[0031]參考圖2，本實(shí)用新型提供一種能流密度均勻分布的空間太陽(yáng)能電站光路傳輸結(jié)構(gòu)，包括一次反射鏡1、一次拋物面聚集器2、二次拋物面聚集器3以及光伏電池板4，一次反射鏡I以及二次拋物面聚集器3和光伏電池板4的中心點(diǎn)均在同一條對(duì)稱軸5上，二次拋物面聚集器3和光伏電池板4之間設(shè)置有一次拋物面聚集器2，一次拋物面聚集器2和二次拋物面聚集器3的開(kāi)口同向向上設(shè)置，并且一次拋物面聚集器2和二次拋物面聚集器3的焦點(diǎn)共焦布置，重合聚焦在對(duì)稱軸5上的焦點(diǎn)6上；一次反射鏡I懸掛在二次拋物面聚集器3的上方，繞其中心點(diǎn)7自由轉(zhuǎn)動(dòng)，入射太陽(yáng)光束經(jīng)一次反射鏡I反射，沿對(duì)稱軸5方向平行入射到一次拋物面聚集器2，一次拋物面聚集器2通過(guò)反射，將太陽(yáng)光束聚集到二次拋物面聚集器3，二次拋物面聚集器3能將經(jīng)過(guò)公共焦點(diǎn)6的太陽(yáng)光束，平行且均勻地投射到光伏電池4表面，完成光電轉(zhuǎn)換。
[0032]光伏電池表面的聚光比等于一次拋物面聚集器與二次拋物面聚集器截光面積之比，通過(guò)合理設(shè)計(jì)拋物面聚集器的截光面積參數(shù)，可以得到期望的聚光比，使光伏電池處于最佳工作狀態(tài)。
[0033]以上實(shí)例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種能流密度均勻分布的空間太陽(yáng)能電站光路傳輸結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一次反射鏡、一次拋物面聚集器、二次拋物面聚集器以及光伏電池板，一次反射鏡以及二次拋物面聚集器和光伏電池板的中心點(diǎn)均在同一條對(duì)稱軸上，二次拋物面聚集器和光伏電池板之間設(shè)置有一次拋物面聚集器，一次拋物面聚集器和二次拋物面聚集器的焦點(diǎn)重合聚焦在對(duì)稱軸上；入射太陽(yáng)光束經(jīng)一次反射鏡反射，沿對(duì)稱軸方向平行入射到一次拋物面聚集器，一次拋物面聚集器通過(guò)反射，將太陽(yáng)光束聚集到二次拋物面聚集器，二次拋物面聚集器能將經(jīng)過(guò)公共焦點(diǎn)的太陽(yáng)光束，平行且均勻地投射到光伏電池表面，完成光電轉(zhuǎn)換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能流密度均勻分布的空間太陽(yáng)能電站光路傳輸結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的一次反射鏡懸掛在二次拋物面聚集器的上方，繞其中心點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，將入射太陽(yáng)光束反射傳輸?shù)揭淮螔佄锩妗?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能流密度均勻分布的空間太陽(yáng)能電站光路傳輸結(jié)構(gòu)，其特征在于，一次拋物面聚集器和二次拋物面聚集器的開(kāi)口正對(duì)且兩者焦點(diǎn)重合聚焦在對(duì)稱軸上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能流密度均勻分布的空間太陽(yáng)能電站光路傳輸結(jié)構(gòu)，其特征在于，一次拋物面聚集器和二次拋物面聚集器的開(kāi)口同向設(shè)置且兩者焦點(diǎn)重合聚焦在對(duì)稱軸上。
【文檔編號(hào)】H02S40/22GK204258714SQ201420847109
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】戴貴龍, 杜曉瑞, 侯根富 申請(qǐng)人:福建工程學(xué)院