一種能流密度均勻分布的空間太陽能電站光路傳輸結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，本發(fā)明涉及一種能流密度均勻分布的空間太陽能電站光路傳輸結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于空間太陽能輻射能流密度大，穩(wěn)定性好，持續(xù)時間長。利用空間太陽能電站技術(shù)開發(fā)利用空間太陽能，對地面節(jié)能減排和環(huán)境保護具有重要的意義?？臻g太陽能電站主要由太陽光聚集系統(tǒng)、光伏電池陣以及微波發(fā)射器組成。太陽光聚集系統(tǒng)匯聚太陽光束并傳輸?shù)焦夥姵仃嚿?，產(chǎn)生電能，同時微波發(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]空間太陽能是一種資源豐富的新能源，開發(fā)利用空間太陽能資源對節(jié)能減排、改善生態(tài)環(huán)境十分重要?？臻g太陽能電站已引起國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，是開發(fā)利用空間太陽能資源的有效手段，太陽能聚集與傳輸系統(tǒng)是空間太陽能電站的關(guān)鍵組成部分之一，根據(jù)技術(shù)特點不同，目前已有兩種空間太陽能電站太陽能聚集與傳輸方案。
[0004]在中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站上，查到與本發(fā)明相關(guān)的專利2項，具體信息如下:
[0005](I)發(fā)明名稱:應(yīng)用于空間太陽能電站的對稱式兩級平面反射聚集方法
[0006]申請?zhí)?2014100033804
[0007]發(fā)明人:孟憲龍；夏新林；孫創(chuàng)；戴貴龍
[0008]摘要:應(yīng)用于空間太陽能電站的對稱式兩級平面反射聚集方法，涉及一種對稱式兩級平面反射聚集方法。為了解決目前的太陽能量聚集系統(tǒng)方案存在聚集能流分布不均勻、光斑形狀與太陽電池形狀不匹配和跟蹤難度高的問題。建立反射系統(tǒng):在太陽能電池板的兩側(cè)分別布置一個一級偏軸拋物反射面，兩個一級偏軸拋物反射面以垂直于太陽能電池板的光軸為軸對稱設(shè)置，在兩個一級偏軸拋物反射面的焦點兩側(cè)分別對稱布置一個二級斜平面反射鏡；使太陽能電池板表面呈現(xiàn)的兩個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)，對反射系統(tǒng)進行跟蹤誤差調(diào)控；通過在兩個維度下調(diào)控在軌運行的反射系統(tǒng)，使太陽能電池陣實現(xiàn)聚集能流。它用于空間太陽能電站聚集能流。
[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能聚能站
[0010]申請?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能聚能站，包括航天器平臺、光學(xué)系統(tǒng)和光路調(diào)節(jié)機構(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，通過光路調(diào)節(jié)機構(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；通過光路調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)整平面反射鏡的角度，進而改變輸出光束的方向；太陽光經(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。
[0013]目前的空間太陽能電站太陽能聚集傳輸系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)原因，傳輸?shù)焦夥姵乇砻娴木奂芰髅芏确植疾痪鶆颍绊懝夥姵氐陌l(fā)電效率和使用壽命，實用性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明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)相對簡單的空間太陽能電站光路聚集與傳輸結(jié)構(gòu)，有效提高空間太陽能電站光路傳輸?shù)墓こ虘?yīng)用價值。
[0015]本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:一種能流密度均勻分布的空間太陽能電站光路傳輸結(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均在同一條對稱軸上，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重合聚焦在對稱軸上；入射太陽光束經(jīng)一次反射鏡反射，沿對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反射，將太陽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)過公共焦點的太陽光束，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，繞其中心點自由轉(zhuǎn)動，將入射太陽光束反射傳輸?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口正對且兩者焦點重合聚焦在對稱軸上，或者，
[0018]一次拋物面聚集器和二次拋物面聚集器的開口同向設(shè)置且兩者焦點重合聚焦在對稱軸上。
[0019]本發(fā)明的有益效果如下:
[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均在對稱軸上，整個系統(tǒng)的重心集中在下方的光伏電池板上，系統(tǒng)在軌運行的重力梯度穩(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共焦布置，一次拋物面聚集傳輸?shù)蕉尉奂鞯奶柟馐?，?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)整個結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，只有一次反射鏡繞中心點轉(zhuǎn)動，反射收集入射光束，其它結(jié)構(gòu)部件可以保持不動，有效降低系統(tǒng)的操作運行難度；
【附圖說明】
[0023]當結(jié)合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定，其中:
[0024]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明的另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0027]實施例1:
[0028]參考圖1，本發(fā)明提供一種能流密度均勻分布的空間太陽能電站光路傳輸結(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的中心點均在同一條對稱軸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的開口正對，并且一次拋物面聚集器2和二次拋物面聚集器3的焦點共焦布置，重合聚焦在對稱軸5上的焦點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7自由轉(zhuǎn)動，入射太陽光束經(jīng)一次反射鏡I反射，沿對稱軸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通過反射，將太陽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)過公共焦點6的太陽光束，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，通過合理設(shè)計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]實施例2:
[0031]參考圖2，本發(fā)明提供一種能流密度均勻分布的空間太陽能電站光路傳輸結(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的中心點均在同一條對稱軸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的焦點共焦布置，重合聚焦在對稱軸5上的焦點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7自由轉(zhuǎn)動，入射太陽光束經(jīng)一次反射鏡I反射，沿對稱軸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通過反射，將太陽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)過公共焦點6的太陽光束，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，通過合理設(shè)計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]以上實例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項】
1.一種能流密度均勻分布的空間太陽能電站光路傳輸結(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均在同一條對稱軸上，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重合聚焦在對稱軸上；入射太陽光束經(jīng)一次反射鏡反射，沿對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反射，將太陽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)過公共焦點的太陽光束，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，繞其中心點自由轉(zhuǎn)動，將入射太陽光束反射傳輸?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口正對且兩者焦點重合聚焦在對稱軸上。
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口同向設(shè)置且兩者焦點重合聚焦在對稱軸上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能流密度均勻分布的空間太陽能電站光路傳輸結(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均在同一條對稱軸上，二次拋物面和光伏電池板之間沿對稱軸兩側(cè)對稱設(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口正對,并且一次拋物面聚集器和二次拋物面聚集器的焦點重合聚焦在對稱軸上；入射太陽光束經(jīng)一次反射鏡反射，沿對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反射，將太陽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)過公共焦點的太陽光束，平行且均勻地投射到光伏電池表面，完成光電轉(zhuǎn)換。
【IPC分類】H02S40-22
【公開號】CN104539235
【申請?zhí)枴緾N201410829668
【發(fā)明人】戴貴龍, 杜曉瑞, 侯根富
【申請人】福建工程學(xué)院
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月26日