CN101220997A - 光线广角聚焦太阳能发电集热技术 - Google Patents

光线广角聚焦太阳能发电集热技术 Download PDF

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Abstract

本发明是一种光线广角聚焦太阳能发电集热技术，它使用尖波形折射镜将入射光线矫正后再经长方形菲涅耳凸透镜聚焦于表面排列有光电池的受热管，受热管设置在圆形透明保温管内，菲涅耳凸透镜下方两侧对称向内倾斜设立平面反光镜，凸透镜两边上方和中线下方竖直设立尖波凹弧纹折射镜，它们共同构成纠偏重聚焦系统，它的底部与两反光镜的交会角之间设立圆形透明保温管，受热管内部灌注导热液体，由多个这样结构单元组合成阵列。

Description

光线广角聚焦太阳能发电集热技术
本发明是一种光线广角聚焦太阳能发电集热技术。
将太阳光聚焦于一点或一线可产生强光高温，由于太阳的运转导致焦点难以固定，这一科学现象几百年来商业应用受到很大限制。
本发明的目的是提供不受太阳运转影响光线广角聚焦太阳能发电集热技术。
本发明的目的是这样实现的：它使用长方形线聚焦菲涅耳凸透镜或凹弧反光槽聚焦于能量接受管，能量接受管的表面贴敷太阳能电池，能量接受管设置在圆形透明保温管内，线聚焦凸透镜或凹弧反光槽的上方顺序均匀竖立排列尖波形凹弧纹折射镜，线聚焦菲涅耳凸透镜下方两侧对称向内倾斜设立平面反光镜，凸透镜中线下方竖直设立尖波形凹弧纹折射镜用于纠正斜射光线，折射镜与反光镜共同构成偏移光线重聚焦系统，中央折射镜的底部与两反光镜的交会角之间设立圆形透明保温管，能量接受管内部灌注导热液体，导热液在给太阳能电池降温的同时提供热能，由多个这样结构单元组合成阵列，也可以用双面涂覆或内含一层萤光粉的光学透明塑料板顺序均匀竖立排列组合成斜射光线吸收后重发光阵列，荧光粉产生的重发光会顺透明塑料板向下传播，再经凸透镜或凹弧反光镜聚焦于受热管，也可以在菲涅耳凸透镜没有凸弧纹的这一侧光滑面涂覆高吸光率高发光率的萤光粉或红外涂料，这样太阳光被吸收后重新发光就没有角度偏差，再经过菲涅凸透镜聚焦，达到聚焦线或聚焦点被定位的目的。
下面结合说明书附图对本发明作详细说明，根据本发明的原理有六个实施例。说明书附图均为横截剖视图。
图1是第一实施例，图1中：1、尖波形凹弧纹折射镜A，2、尖波形凹弧纹折射镜B，尖波形凹弧纹折射镜，它是由许多相同三角形重叠形成的结构，三角形的两腰是凹弧面，不是平面，它的实际结构是光学透明塑料板的两面对称的凹弧直线槽或单面凹弧直线槽，3、长方形线聚焦菲涅耳凸透镜，4、反光镜A，5、反光镜B，6、中央尖波形凹弧纹折射镜，7、圆形透明保温管，8、扁形接受能量管，9、保温材料，10、外壳。图1实施例中，长方形线聚焦菲涅耳凸透镜(3)的弧形纹是顺纵长方向的直线条纹，它对光线的聚焦是一条线不是一个点，菲涅耳凸透镜的两边上侧设置尖波形凹弧纹折射镜(1)和(2)，当太阳偏移时，斜射光线通过折射镜折射，矫正成接近竖直的光线入射到长方形菲涅耳凸透镜，达到聚焦线只发生小偏移的目的，能量接受管(8)是扁形，它的上侧表面安装太阳能电池，当光线斜射入凸透镜时，它的聚焦线发生偏移超出受热管时，偏移的光线通过中央尖波形凹弧纹折射镜(6)折射后再经平面反光镜反射到能量接受管(8)，达到二次重新聚焦目的，能量接受管内置于圆形透明保温管(7)，圆形透明保温管与它周围的结构活动连接，聚光系统能够以保温管为轴左右转动，这样在实际应用中，保温管固定，聚光系统可以转动调节方向，能量接受管内部灌注导热液体，由多个这样结构单元组合成阵列。
图2是本发明的第二实施例，图2中，1、尖波形凹弧纹折射镜，尖波形凹弧纹折射镜，它是由许多相同三角形重叠形成的结构，三角形的两腰是凹弧面，不是平面，它的实际结构是光学透明塑料板的两面对称的凹弧直线槽或单面凹弧直线槽，由三块以上最好是许多尖波形凹弧纹折射镜顺序均匀竖立排列组合成斜射光线矫正阵列，将斜射光线矫正阵列安装线聚焦菲涅耳凸透镜的上面，2、尖波形凹弧纹折射镜的连接定位杆，3、长方形线聚焦菲涅耳凸透镜，4、反光镜A，5、反光镜B，6、中央尖波形凹弧纹折射镜，7、圆形透明保温管，8、扁形接受能量管，9、保温材料，10、外壳。图2实施例中，长方形线聚焦菲涅耳凸透镜(3)的弧形纹是顺纵长方向的直线条纹，它对光线的聚焦是一条线不是一个点，能量接受管(8)是扁形，它的上侧表面安装太阳能电池，当光线斜射入凸透镜时，它的聚焦线发生偏移超出受热管时，偏移的光线通过中央尖波形凹弧纹折射镜(6)折射后再经平面反光镜反射到能量接受管(8)，达到二次重新聚焦目的，能量接受管内置于圆形透明保温管(7)，圆形透明保温管与它周围的结构活动连接，聚光系统能够以保温管为轴左右转动，这样在实际应用中，保温管固定，聚光系统可以转动调节方向，能量接受管内部灌注导热液体，由多个这样结构单元组合成阵列。
图3是本发明的第3实施例，图3中，1、尖波形凹弧纹折射镜，尖波形凹弧纹折射镜，它是由许多相同三角形重叠形成的结构，三角形的两腰是凹弧面，不是平面，它的实际结构是光学透明塑料板的两面对称的凹弧直线槽或单面凹弧直线槽，由三块以上最好是许多尖波形凹弧纹折射镜顺序均匀竖立排列组合成斜射光线矫正阵列，2、防尘透明塑料板，3、尖波形凹弧纹折射镜的连接定位杆，4、凹弧反光槽，5、太阳能接受管，6、外壳。本实施例用凹弧反光槽(4)将阳光聚焦于太阳能接受管(5)。
图4是本发明的第4实施例，图4中：1、由三块以上最好是许多双面涂覆或内含一层萤光粉的光学透明塑料板顺序均匀竖立排列组合成斜射光线吸收后重发光阵列，荧光粉产生的重发光会顺透明塑料板向下传播，2、透明塑料板重发光阵列连接定位杆，3、长方形线聚焦菲涅耳凸透镜，4、反光镜A，5、反光镜B，6、中央尖波形凹弧纹折射镜，7、圆形透明保温管，8、扁形接受能量管，9、保温材料，10、外壳。图4实施例中，长方形线聚焦菲涅耳凸透镜(3)的弧形纹是顺纵长方向的直线条纹，它对光线的聚焦是一条线不是一个点，能量接受管(8)是扁形，它的上侧表面安装太阳能电池，当光线斜射入凸透镜时，它的聚焦线发生偏移超出受热管时，偏移的光线通过中央尖波形凹弧纹折射镜(6)折射后再经平面反光镜反射到能量接受管(8)，达到二次重新聚焦目的，能量接受管内置于圆形透明保温管(7)，圆形透明保温管与它周围的结构活动连接，聚光系统能够以保温管为轴左右转动，这样在实际应用中，保温管固定，聚光系统可以转动调节方向，能量接受管内部灌注导热液体，由多个这样结构单元组合成阵列。
图5是本发明的第5实施例，图5中：1、由三块以上最好是许多双面涂覆或内含一层萤光粉的光学透明塑料板顺序均匀竖立排列组合成斜射光线吸收后重发光阵列，荧光粉产生的重发光会顺透明塑料板向下传播，2、透明塑料板重发光阵列连接定位杆2、防尘透明塑料板，3、尖波形凹弧纹折射镜的连接定位杆，4、凹弧反光槽，5、太阳能接受管，6、外壳。本实施例用凹弧反光槽(4)将阳光聚焦于太阳能接受管(5)。
图6是本发明的第二实施例，图6中：1、长方形线聚焦菲涅耳凸透镜，2、反光镜A，3、反光镜B，4、中央尖波形凹弧纹折射镜，尖波形凹弧纹折射镜的原理结构是线聚焦菲涅耳凹透镜从中线切开的半边，5、圆形透明保温管，6、扁形能量接受管，7、保温材料，8、外壳。图6实施例中，长方形线聚焦菲涅耳凸透镜(1)的弧形纹是顺纵长方向的直线条纹，不是圆环纹，它对光线的聚焦是一条线不是一个点，能量接受管(6)平卧安装在聚焦线位置，它的上侧表面安装太阳能电池，当光线斜射入凸透镜时，它的聚焦线发生偏移超出受热管时，偏移的光线通过中央尖波形凹弧纹折射镜(4)折射后再经平面反光镜反射到能量接受管，达到重新聚焦目的，受热管内置于圆形透明保温管(5)，圆形透明保温管与它周围的结构活动连接，聚光系统能够以保温管为轴左右转动，这样在实际应用中，保温管固定，聚光系统可以转动调节方向，受热管内部灌注导热液体，由多个这样结构单元组合成阵列。
在具体实施中，本发明的核心技术是光线纠偏广角聚焦，它的尖波形凹弧纹折射镜顺序均匀竖立排列组合成斜射光线矫正阵列，也可以将尖波形凹弧纹折射镜横向加纵向组合成方格阵列，双面涂覆或内含一层萤光粉的光学透明塑料板顺序均匀竖立排列组合成斜射光线吸收后重发光阵列，本文所描述的是成行排列的阵列，在具体实施中，也可以将它横向加纵向组合成方格阵列，还可以将尖波形凹弧纹折射镜或内含一层萤光粉的光学透明塑料板围绕成多个同心圆，这样可以适应由季节变换引起的太阳位置南北变化，它聚焦线上的能量接受管也可以是圆形或方形，也可使用热能-电能转换器，也可以放置光分解水为氢氧装置。
第2实施例是本发明的最佳方案。
由上述可见，本发明可以达到广角聚焦效果，充分利用光能产生电能和热能，还降低了成本。

Claims (10)

1.一种光线广角聚焦太阳能发电集热技术，它使用长方形线聚焦菲涅耳凸透镜或凹弧反光槽聚焦，其特征是：能量接受管的表面贴敷太阳能电池，能量接受管设置在圆形透明保温管内，线聚焦凸透镜或凹弧反光槽的上方顺序均匀竖立排列尖波形凹弧纹折射镜，线聚焦菲涅耳凸透镜下方两侧对称向内倾斜设立平面反光镜，凸透镜中线下方竖直设立尖波形凹弧纹折射镜用于纠正斜射光线，折射镜与反光镜共同构成偏移光线重聚焦系统，中央折射镜的底部与两反光镜的交会角之间设立圆形透明保温管，能量接受管内部灌注导热液体，导热液在给太阳能电池降温的同时提供热能，由多个这样结构单元组合成阵列，也可以用双面涂覆或内含一层萤光粉的光学透明塑料板顺序均匀竖立排列组合成斜射光线吸收后重发光阵列，荧光粉产生的重发光会顺透明塑料板向下传播，再经凸透镜或凹弧反光镜聚焦于受热管，也可以在菲涅耳凸透镜没有凸弧纹的这一侧光滑面涂覆高吸光率高发光率的萤光粉或红外涂料，这样太阳光被吸收后重新发光就没有角度偏差，再经过菲涅凸透镜聚焦，达到聚焦线或聚焦点被定位的目的，
2.一种光线广角聚焦太阳能发电集热技术，根据权利要求1所述，其特征是：由三块以上最好是许多尖波形凹弧纹折射镜顺序均匀竖立排列组合成斜射光线矫正阵列，将斜射光线矫正阵列安装线聚焦菲涅耳凸透镜的上面，
3.一种光线广角聚焦太阳能发电集热技术，根据权利要求1所述，其特征是：长方形线聚焦菲涅耳凸透镜中线下方竖直设置尖波形凹弧纹折射镜，长方形线聚焦菲涅耳凸透镜两边下侧对称向内倾斜设立平面反光镜，它们共同构成二次重聚焦系统，
4.一种光线广角聚焦太阳能发电集热技术，根据权利要求1所述，其特征是：长方形线聚焦菲涅耳凸透镜上方两边竖立设立尖波形凹弧纹折射镜，
5.一种光线广角聚焦太阳能发电集热技术，根据权利要求1所述，其特征是：能量接受管内置于圆形透明保温管，圆形透明保温管与它周围的结构活动连接，聚光系统能够以保温管为轴左右转动，
6.一种光线广角聚焦太阳能发电集热技术，根据权利要求1所述，其特征是：用双面涂覆或内含一层萤光粉的光学透明塑料板顺序均匀竖立排列组合成斜射光线吸收后重发光阵列，荧光粉产生的重发光会顺透明塑料板向下传播，
7.一种光线广角聚焦太阳能发电集热技术，根据权利要求1所述，其特征是：在菲涅耳凸透镜没有凸弧纹的这一侧光滑面涂覆高吸光率高发光率的萤光粉或红外涂料，这样太阳光被吸收后重新发光就没有角度偏差，再经过菲涅凸透镜聚焦，达到聚焦线或聚焦点被定位的目的。
8.一种光线广角聚焦太阳能发电集热技术，根据权利要求1所述，其特征是：将尖波形凹弧纹折射镜横向加纵向组合成方格阵列，
9.一种光线广角聚焦太阳能发电集热技术，根据权利要求1所述，其特征是：用双面涂覆或内含一层萤光粉的光学透明塑料板横向加纵向组合成方格阵列，
10.一种光线广角聚焦太阳能发电集热技术，根据权利要求1所述，其特征是：将尖波形凹弧纹折射镜或内含一层萤光粉的光学透明塑料板围绕成多个同心圆。
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