CN101587235B - 一种挠曲柱面聚光镜组构造 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于构成聚光镜组的挠曲柱面聚光镜的制造方法，包括如下步骤：原片选择、第一次裁切、支座设置、热弯和退火、第二次裁切、表面粗糙度检测、镀膜。本发明还公开了一种采用三列挠曲柱面聚光镜组合成的线聚焦太阳能反射式聚光镜组构造，包括三列挠曲柱面聚光镜、支撑结构和夹具以及一种线聚焦太阳能反射式聚光镜组构造的安装调试方法。

Description

一种挠曲柱面聚光镜组构造

技术领域

本发明涉及一种聚光镜的制造方法，尤其是一种线聚焦太阳能系统用挠曲柱面反射式聚光镜的制造方法，属于太阳能利用技术领域。

背景技术

能源是国民经济发展和人民生活水平提高的重要物质基础，随着经济的持续高速增长，化石能源的资源有限性和开发利用带来的环境问题越来越成为经济和社会的可持续发展的制约因素。加快可再生能源的开发利用是解决能源和环境问题的重要途径和措施。太阳能是清洁无污染且永不枯竭的能源，光伏发电是发展最快的可再生能源之一，也是各国竞相发展的重点。

根据太阳能电池在一定条件下输出的电流与接受的光照强度成正相关关系的特性，为了提高光伏发电装置的性能价格比，通过聚光的方法，来增加太阳能电池所接受的太阳光照射强度，使得同样数量的半导体材料产生更多的电能，以较为便宜的聚光系统取代较为昂贵的光伏电池，从而大幅度降低光伏发电系统的成本。现有聚光光伏发电系统可按照聚光的形式分为两种：一种采用菲涅尔透镜折射聚光，另外一种是采用大型抛物面反射聚光，其优点是能够形成数十倍乃至数百倍的聚光比，缺点是制造难度大，成本较高，折射或反射聚光镜容易因老化、破碎而失效。不难发现，现有技术中因为聚光器的成本难以降低，整套系统的性价比提高不明显，使得聚光光伏发电系统的优势难以体现。

目前，曲面聚光镜一般是通过将高透光率的低铁玻璃依照高精度的模具热弯成型制造，通常是利用玻璃加热软化重力成形法弯曲获得所需要的曲面形式。由于模具本身精度要求高，价格昂贵，而且在使用过程中因磨损、长时间高温等因素需要经常更换，加上依照模具热弯成型的加工工艺复杂，需经过高精度抛光，因此造成曲面聚光镜造价较高。而聚光镜在太阳能热发电系统和聚光光伏发电系统的成本中占有较大比例，一般达到总成本的50％以上。如能提供一种易于制造的聚光镜，使得聚光镜的成本能够大幅度下降，则必将有力地推动太阳能发电产业的发展。

技术人员已经熟知，太阳能电池输出电功率的大小与照在电池板上的光的强度成正相关关系。针对这一原理，通过简单的方法制造聚光系统，来提高太阳能电池上的光照强度，使得太阳能电池板能输出更大强度的电流。实际上也就是提高反射聚光镜的聚光比来提高太阳能电池的效率。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有二次曲线柱面聚光镜制作中存在的工艺复杂、造价高、安装定位困难致使焦斑不易满足所需几何指标等不足之处，提出一种线聚焦太阳能系统用反射式聚光镜的制造方法、镜组构造和安装调试方法，从而在满足聚光效果的前提下简化加工工艺、降低制造成本。

申请人经多年研究发现，抛物面的聚光效果虽然为业内普遍认可，但具有良好聚光效果的抛物面镜制造困难。由此，采用挠曲柱面聚光镜的聚光效果在一定条件下更适合用于聚光光伏系统。尤为可喜的是，申请人研发了一种简便易行的形成挠曲柱面聚光镜的工艺方法，不仅容易制得具有挠曲面面型的聚光镜用曲面玻璃，而且能够在省却费工费时的抛光工序的前提下仍能保持玻璃表面具有较低的粗糙度，直接在得到的挠曲面玻璃上进行镀膜制成挠曲柱面聚光镜，由此可使聚光镜的制造成本大幅度下降。

进一步地，采用上述挠曲柱面聚光镜形成的聚光镜组构造，根据太阳光的实际入射角，经由申请人的精确布置，可以获得宽度和形状指标均满足使用要求的焦斑，优于现有的常规聚光镜组构造所得到的焦斑。如果各列聚光镜的布置位置变化，则仅可以获得宽度和形状指标满足一般使用要求的焦斑。

根据本发明，提供一种聚光镜组的挠曲柱面聚光镜的制造方法。

根据本发明，还提供一种采用三列挠曲柱面聚光镜组合成的线聚焦太阳能反射式聚光镜组构造。

根据本发明，还提供一种线聚焦太阳能反射式聚光镜组构造的安装调试方法。

一种用于构成聚光镜组的挠曲柱面聚光镜的制造方法，包括如下步骤：原片选择、第一次裁切、支座设置、热弯和退火、第二次裁切、表面粗糙度检测、镀膜：

原片选择：选择4mm厚制镜级的浮法玻璃作为加工原片，在完成清洗、干燥程序后，分别对玻璃的两个表面根据统计要求随机选择若干测点，测试其粗糙度Ra，选取该值低于10nm的作为备用原片；

第一次裁切：将备用原片裁切成1200～1800mm宽、500～2400mm长的矩形；

支座设置：在热弯炉内设置能够使玻璃自由转动的支座，以避免玻璃在支座处产生不利于玻璃成型的弯矩；支座顶端处于同一水平面；支座的跨度设置为1200～1800mm。

热弯和退火：将玻璃置于热弯炉内的支座上，通过测试和调整使玻璃保持水平；以不高于20K/min的速度将热弯炉内的温度均匀加热到350～450℃，以不高于10K/min的速度将热弯炉内的温度均匀加热到450～500℃；在加热过程中观察玻璃的挠曲进程，使玻璃的最大挠度在65～69mm之间；热弯完成之后以不高于10K/min的速度退火至400℃，再经过2小时以上的退火，使玻璃的温度达到常温；热弯后玻璃的凹入面形成第一表面，凸起面形成第二表面。

第二次裁切：对于准备布置在中间一列的玻璃，对称地切除镜面靠近支座的边缘部分各150±5mm；对于准备布置在两侧的玻璃，在镜面一侧切除150±5mm，另一侧切除0～50±5mm；

表面粗糙度检测：第二次裁切完成后检测玻璃的表面粗糙度Ra，选择第一表面和第二表面的粗糙度Ra均小于20nm的半成品备用；

镀膜：采用蒸发或磁控溅射等工艺，在玻璃的第二表面上镀铝或银，以及相应的保护层。

一种采用三列挠曲柱面聚光镜组合成的线聚焦太阳能反射式聚光镜组构造，包括三列由上述方法制得的挠曲柱面聚光镜、支撑结构和夹持机构；其中

聚光镜组由三列挠曲柱面聚光镜组成，每列镜面均由厚4mm、横截面曲线长1200～1350mm、轴向宽度500～2400mm的镜片组成，镜组沿吸热面的中垂线两边对称布置；三列镜面的横截面的相对位置如下：称各个镜片第一次裁切之后横截面曲线的中点为定位点；以中间一列镜面横截面曲线中点为原点O，以该点的切线为X轴，以该点的法线为Y轴建立直角坐标系；称两侧镜面在热弯完成后、实施裁切前的横截面曲线中点为B点；根据定义，O点和B点为聚光镜的定位点；在三列挠曲柱面镜组中，两侧镜面对称于Y轴，两侧镜面的B点相对于原点的坐标分别为(1185，555)和(-1185，555)，单位为mm；B点法线与Y轴的夹角为18°；中间一列镜面，其横截面曲线端点D对称于O点，D点与O点距离的设计值在595～605mm之间；称两侧镜面横截面曲线靠近Y轴的端点为A点；远离Y轴的端点为C点；A点与B点距离设计值在595～605mm之间；C点与B点距离设计值在695～705mm之间；

镜组的支撑结构由若干榀三角形桁架组成。在三角形桁架中，先由型钢构件形成V型支架，用一段切割好的型钢与该V型支架连接，形成倒A型支架，再用一根圆钢条与倒A型支架相连，形成三角形桁架；中间一列镜面位于三角形桁架的下端型钢杆件上，圆钢制成的拉条位于中间一列镜面的上方，两侧的每列镜面的一个固定点位于拉条上，另一个固定点于三角形桁架的端部；

夹持机构：每一块挠曲柱面镜均有至少两根横梁支撑，横梁的中间和两端为夹持机构，在挠曲柱面聚光镜定位点处布置中线夹具，中线夹具包括柔性辊和位于柔性辊两端的夹座，夹座上有夹持机构及力量显示装置，调整夹持机构的施力大小，通过柔性辊在挠曲柱面聚光镜定位点处沿柔性辊方向施加集中线荷载；或者在挠曲柱面聚光镜截面两端布置边缘夹具，边缘夹具包括柔性夹板和位于柔性夹板两端的夹座，夹座上有夹持机构及力量显示装置，调整夹持机构的施力大小，通过柔性夹板在挠曲柱面聚光镜截面两端处沿柔性夹板方向施加集中线荷载。夹持机构除紧固镜面之外，更重要的作用是微调镜面面型，使吸收太阳辐射平面的焦斑宽度符合要求。

其中圆钢条的两端夹扁、钻孔后用螺栓与倒A型支架相连。

其中镜面支撑横梁与三角形桁架连接的螺栓孔为椭圆螺栓孔，以消除制造误差，在调整好以后进行限位，防止螺栓在椭圆孔内的滑移；同时，便于微调聚光镜的横向位置，使最小焦斑恰在辐照吸收面上。

夹持机构通过螺栓的伸缩使聚光镜在中点与焦平面中点连线方向各有一定的靠近和远离活动余量，如50mm，以调整焦距，使最小焦斑恰在辐照吸收面上。夹持机构不限制由热胀冷缩产生的微小变形，防止玻璃镜在季节性大温差条件下的碎裂。

一种线聚焦太阳能反射式聚光镜组构造的安装调试方法，包括光路检测、具有相近光学特征产品的聚类、模块组装、调试定位与模块紧固各步骤：

光路检测：将镜片安装在带有夹持机构的横梁上，对于裁切后用于中间一列镜面的聚光镜，测量每片聚光镜在入射角为0°时(即入射光与Y轴平行)的最小焦斑宽度。设最小焦斑的中点为E，测量E点与O点的距离；对于裁切后用于两侧镜面的聚光镜，测量每片聚光镜在入射角为18°时(即入射光与Y轴平行，但B点法线与Y轴夹角为18°)在与Y轴垂直的平面上的最小焦斑宽度和E点与B点的距离。

具有相近光学特征的产品聚类：先进行最小焦斑宽度聚类。从130mm开始，分为130～135、135～140、140～145、145～150四个区间，按最小焦斑测试结果分类。即对于布置在中间和两侧的镜片，各有四组、共八组产品。对于中间四组镜片，再各按EO距离分为2136～2146、2146～2156、2156～2166、2166～2176四组；对于两侧四组镜片，再各按EB距离分为1974～1984、1984～1994、1994～2004、2004～2014四组。总共得到32组产品。凡是不在上述区间范围内产品均放弃使用。

模块组装：将光学特征相近的反射镜尽量安装在同一榀支撑结构上，即每列镜面尽量选择同一组产品安装。根据三列镜面横截面的位置控制点确定三列镜面在支撑结构上的位置，将两侧镜面向中间各旋转18°，使三列镜面的焦斑初步叠合成一个焦斑。在能够发射激光射线的装置的辅助下，模拟太阳入射光的几何特征，根据激光射线投射到聚光镜面之后汇聚的光斑位置，将镜组之间的相对位置调整好，使镜组的聚光光斑达到设计要求。

可先在室内(例如工地现场的临时工棚里)组装成模块再运送往室外现场安装，也可直接在室外安装。

调试定位：将镜组模块架设到室外支撑结构上，利用激光射线装置确定模块与支撑结构的相对位置，进行初步的固定，但仍能被细微调节。

模块紧固：通过太阳直射光进行最后的校核，若焦斑几何特征满足设计要求，则进行最后的紧固；若不满足，则进行微调，直至满足要求；最后拧紧镜面已调好部分的支撑架上的螺栓，将各列聚光镜牢固固定。

尽量创造年最高温度与最低温度的中值温度作为环境温度，在该温度下进行镜面与夹持机构之间的紧固。

本发明的三列挠曲柱面聚光镜组合成的线聚焦太阳能反射式聚光镜组构造与现有的聚光镜组构造相比，具有如下有益效果：

(1)由于采用了挠曲柱面聚光镜，单片镜面的光学特征显著优化，由此使得焦斑宽度和形状指标均优于现有的聚光镜组构造所获得的焦斑。

(2)聚光镜组构造的支撑结构稳定，能够适用于挠曲柱面聚光镜。

(3)支撑结构采用的是组装式拼接方式，现场安装方便，精度高，便于形成精确的聚光曲面。

附图说明

图1为本发明的挠曲柱面聚光镜的制造、安装调试流程图；

图2为本发明实施例中玻璃置于热弯炉中的截面图；

图3为本发明实施例中的热弯炉上加热盖板前视图；

图4为本发明实施例中的热弯炉上加热盖板剖面图；

图5为本发明实施例中的热弯炉下加热盖板前视图；

图6为本发明实施例中的热弯炉下加热盖板剖面图；

图7为本发明实施例中的玻璃支座前视图；

图8为本发明实施例中的玻璃支座剖面图；

图9为本发明实施例中一列镜面的夹具布置示意图；

图10为本发明实施例中整个镜组的支撑结构示意图；

图11为本发明实施例中的挠曲柱面聚光镜组安装调试完毕后的聚光光路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，一种用于构成聚光镜组的挠曲柱面聚光镜的制造方法，包括如下步骤：原片选择、第一次裁切、支座设置、热弯和退火、第二次裁切、表面粗糙度检测、镀膜。

原片选择：如图2所示，选择4mm厚制镜级的浮法玻璃1作为加工原片，在完成清洗、干燥程序后，分别对玻璃的两个表面根据统计要求随机选择若干测点，测试其粗糙度Ra，选取该值低于10nm的作为备用原片；

第一次裁切：将备用原片裁切成1500mm宽、500～2400mm长的矩形，矩形的对角线长度误差不超过±1mm；

支座设置：如图2所示，在热弯炉5内设置能够使玻璃自由转动的支座2，以避免玻璃在支座2处产生不利于玻璃1成型的弯矩；支座顶端处于同一水平面，支座的跨度为1500mm；如图7、8所示，支座2的顶端设置4*100*2000mm的钢板4，钢板上垫有隔热耐火材料，玻璃搁置在钢板的长边上，钢板4具有约10度的向下倾角，这样的倾角足以允许玻璃1端部边缘自由转动，不会受到约束，形成了简支条件下的支座转角，从而避免在支座处产生不利于玻璃1成型的弯矩。根据简支梁的挠度理论公式计算得出挠曲柱面聚光镜的面型为二次曲线。支座2的顶端、立杆和底座在调平后用保温耐火材料包裹，以防形成热桥。底座设有调节高度的微调螺栓3。

热弯和退火：将玻璃1置于热弯炉5内的支座2上，通过测试和调整使玻璃1保持水平；如图2所示，热弯炉设有密封炉门，热弯炉上部设有抽气孔6，为耐受大气压力，热弯炉5的炉壁7中布置支撑以进行结构强化。以不高于20K/min的速度将热弯炉内的温度均匀加热到350～450℃，以不高于10K/min的速度将热弯炉5内的温度均匀加热到450～500℃；在加热过程中观察玻璃1的挠曲进程，使玻璃1的最大挠度在65～69mm之间；热弯完成之后以不高于10K/min的速度退火至400℃，再经过2小时以上的退火，使玻璃1的温度达到常温；热弯后玻璃1的凹入面形成第一表面，凸起面形成第二表面。

除支座2处附近50mm之外，玻璃1的正反面各处在加热和退火过程中维持均匀的温度场。为达到这一要求，如图2所示，热弯和退火过程中通过抽气孔6抽除热弯炉内部分空气，使炉内气压小于10⁴Pa，同时在距离玻璃1正反面250mm处的空间区域设置2mm厚钢板8围合，钢板8外围设置加热电阻丝9，使钢板8形成一个面加热源，保证温度场的最高值与最低值之差不大于2K，分四个区布置独立的测温热电阻10，以监控温度场的均匀性。如图3-6所示，钢板8围合成的空间区域可设置成活动支架的形式，钢板8制成的上加热盖板、下加热盖板外周均设置加热电阻丝9，下端设有活动支架，活动支架底座设有调节高度的微调螺栓3，上加热盖板悬垂布设多个测温热电阻10，下加热盖板竖立固设多个测温热电阻10。

第二次裁切：对于准备布置在中间一列的玻璃1，对称地切除镜面靠近支座的边缘部分各150±5mm；对于准备布置在两侧的玻璃1，在镜面一侧切除150±5mm，另一侧切除0～50±5mm；通过第二次裁切这一工艺过程来提高镜面的几何聚光比；

表面粗糙度检测：第二次裁切完成后检测玻璃1的表面粗糙度Ra，选择第一表面和第二表面的粗糙度Ra均小于20nm的半成品备用；

镀膜：采用蒸发或磁控溅射等工艺，在玻璃的第二表面上镀铝或银，以及相应的保护层，形成反射式挠曲柱面聚光镜。聚光镜的背面粘贴纤维网格布、玻璃、薄金属板、铝塑板、塑料板、有机玻璃板等作为保护层。

一种采用三列挠曲柱面聚光镜组合成的线聚焦太阳能反射式聚光镜组构造，包括三列由上述方法制得的挠曲柱面聚光镜、支撑结构和夹持机构。

聚光镜组由三列挠曲柱面镜组成，每列镜面均由厚4mm、横截面曲线长1200～1350mm、轴向宽度500～2400mm的镜片组成，镜组沿吸热面的中垂线两边对称布置。三列镜面的横截面的相对位置如下：

如图11所示，以中间一列镜面横截面曲线中点O点为原点，以该点的切线为X轴，以该点的法线为Y轴建立直角坐标系。称两侧镜面在热弯完成后、实施裁切前的横截面曲线中点为B点。在三列挠曲柱面镜组中，两侧镜面对称于Y轴，两侧镜面的B点相对于原点的坐标分别为(1185，555)和(-1185，555)，单位为mm。B点法线与Y轴的夹角为18°。中间一列镜面，其横截面曲线端点D对称于O点，D点与O点距离的设计值在595～605mm之间。称两侧镜面横截面曲线靠近Y轴的端点为A点；远离Y轴的端点为C点。A点与B点距离设计值在595～605mm之间；C点与B点距离设计值在695～705mm之间。

镜组的支撑结构：由若干榀三角形桁架组成。在三角形桁架中，先由型钢构件形成V型支架，用一段切割好的型钢与该V型支架连接，形成倒A型支架，再用一根直径为12mm圆钢条，两端夹扁、钻孔后采用螺栓与倒A型支架相连，形成三角形桁架；中间一列镜面位于三角形桁架的下端型钢杆件上，圆钢制成的拉条位于中间一列镜面的上方，两侧的每列镜面的一个固定点位于拉条上，另一个固定点于三角形桁架的端部；如图10所示，中间一列镜面位于三角形桁架的底部，中间一列镜面上方有一根直径为12mm的圆钢制成的拉条，通过螺栓拉紧两边的角钢，两侧的每列镜面的一端固定于拉条上，侧固定于角钢端部，倾斜向上突出于角钢端部之外。

其中镜面支撑横梁与三角形桁架的连接螺栓孔为椭圆螺栓孔，以消除制造误差，在调整好以后进行限位，防止螺栓在椭圆孔内的滑移；同时，便于微调聚光镜的横向位置，使最小焦斑恰在辐照吸收面上。

夹持机构：如图9所示，在镜面支架16上设置有夹具座，在挠曲柱面聚光镜定位点处布置中线夹具12，进一步还在两端布置边缘夹具14，中线夹具包括柔性辊和位于柔性辊两端的夹座，夹座上有夹持机构13及力量显示装置，调整夹持机构13的施力大小，通过柔性辊在挠曲柱面聚光镜截面中点处沿柔性辊方向施加集中线荷载。

在挠曲柱面聚光镜定位点处布置中线夹具12，中线夹具12包括柔性辊和位于柔性辊两端的夹座，夹座上有夹持机构13及力量显示装置，调整夹持机构13的施力大小，通过柔性辊在挠曲柱面聚光镜截面中点处沿柔性辊方向施加小的集中线荷载；或者在挠曲柱面聚光镜截面两端布置边缘夹具14，对裁切后的边缘通过边缘夹具14施加一定的弯矩，对安装在支撑结构上的镜面面型进一步调节形成最终所需的挠曲柱面反射镜，边缘夹具14包括柔性夹板和位于柔性夹板两端的夹座，夹座上有夹持机构13及力量显示装置，调整夹持机构13的施力大小，通过柔性夹板在挠曲柱面聚光镜截面两端处沿柔性夹板方向施加集中线荷载。夹具除紧固镜面之外，更重要的作用是微调镜面面型，使吸收太阳辐射平面的焦斑宽度符合要求。

夹持机构通过螺栓的伸缩使聚光镜在中点与焦平面中点连线方向各有一定的靠近和远离活动余量，如50mm，以调整焦距，使最小焦斑恰在辐照吸收面上。夹持机构不限制由热胀冷缩产生的微小变形，防止玻璃镜在季节性大温差条件下的碎裂。

一种线聚焦太阳能反射式聚光镜组构造的安装调试方法，包括光路检测、具有相近光学特征产品的聚类、模块组装、调试定位与模块紧固各步骤：

光路检测：将镜片安装在带有夹持机构的横梁上，对于裁切后用于中间一列镜面的聚光镜，测量每片聚光镜在入射角为0°时(即入射光与Y轴平行)的最小焦斑宽度。设最小焦斑的中点为E，测量E点与O点的距离；对于裁切后用于两侧镜面的聚光镜，测量每片聚光镜在入射角为18°时(即入射光与Y轴平行，但B点法线与Y轴夹角为18°)在与Y轴垂直的平面上的最小焦斑宽度和E点与B点的距离。

具有相近光学特征的产品聚类：先进行最小焦斑宽度聚类。从130mm开始，分为130～135、135～140、140～145、145～150四个区间，按最小焦斑测试结果分类。即对于布置在中间和两侧的镜片，各有四组、共八组产品。对于中间四组镜片，再各按EO距离分为2136～2146、2146～2156、2156～2166、2166～2176四组；对于两侧四组镜片，再各按EB距离分为1974～1984、1984～1994、1994～2004、2004～2014四组。总共得到32组产品。凡是不在上述区间范围内产品均放弃使用。

模块组装：将光学特征相近的反射镜尽量安装在同一榀支撑结构上，即每列镜面尽量选择同一组产品安装。根据三列镜面横截面的位置控制点确定三列镜面在支撑结构上的位置，将两侧镜面向中间各旋转18°，使三列镜面的焦斑初步叠合成一个焦斑。在能够发射激光射线的装置的辅助下，模拟太阳入射光的几何特征，根据激光射线投射到聚光镜面之后汇聚的光斑位置，将镜组之间的相对位置调整好，使镜组的聚光光斑达到设计要求。先在工地现场的临时工棚内组装成模块，再运送往室外现场安装。

调试定位：将镜组模块架设到室外支撑结构上，利用激光射线装置确定模块与支撑结构的相对位置，进行初步的固定，但仍能被细微调节。

模块紧固：通过太阳直射光进行最后的校核，若焦斑几何特征满足设计要求，则进行最后的紧固；若不满足，则进行微调，直至满足要求；最后拧紧镜面已调好部分的支撑架上的螺栓，将各列聚光镜牢固固定。尽量使得年最高温度与最低温度的中值温度作为环境温度，在该温度下进行镜面的紧固。

以上结合附图和实施例对本发明进行了示意性描述，该描述没有限制性，附图所示的也只是一种实施例而已。本领域的技术人员应该理解，在本发明方案的技术启示下，他人也可能作出与本发明相似的或等效的设计。需要指出的是，只要不脱离本发明的设计宗旨，所有显而易见的改变和相似或等效设计，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于构成聚光镜组的挠曲柱面聚光镜的制造方法，包括如下步骤：原片选择、第一次裁切、支座设置、热弯和退火、第二次裁切、表面粗糙度检测、镀膜：

原片选择：选择4mm厚制镜级的浮法玻璃作为加工原片，在完成清洗、干燥程序后，分别对玻璃的两个表面根据统计要求随机选择若干测点，测试其粗糙度Ra，选取该值低于10nm的作为备用原片；

第一次裁切：将备用原片裁切成1200～1800mm宽、500～2400mm长的矩形；

支座设置：在热弯炉内设置能够使玻璃自由转动的支座，以避免玻璃在支座处产生不利于玻璃成型的弯矩；支座顶端处于同一水平面；

热弯和退火：将玻璃置于热弯炉内的支座上，通过测试和调整使玻璃保持水平；以不高于20K/min的速度将热弯炉内的温度均匀加热到350～450℃，以不高于10K/min的速度将热弯炉内的温度均匀加热到450～500℃；在加热过程中观察玻璃的挠曲进程，使玻璃的最大挠度在65～69mm之间；热弯完成之后以不高于10K/min的速度退火至400℃，再经过2小时以上的退火，使玻璃的温度达到常温；热弯后玻璃的凹入面形成第一表面，凸起面形成第二表面；

第二次裁切：对于准备布置在中间一列的玻璃，对称地切除镜面靠近支座的边缘部分各150±5mm；对于准备布置在两侧的玻璃，在镜面一侧切除150±5mm，另一侧切除0～50±5mm；

表面粗糙度检测：第二次裁切完成后检测玻璃的表面粗糙度Ra，选择第一表面和第二表面的粗糙度Ra均小于20nm的半成品备用；

镀膜：采用蒸发或磁控溅射等工艺，在玻璃的第二表面上镀铝或银，以及相应的保护层。

2.根据权利要求1所述的挠曲柱面聚光镜的制造方法，其特征在于，在支座设置步骤中，所述支座的跨度设置为1200～1800mm。

3.一种采用三列挠曲柱面聚光镜组合成的线聚焦太阳能反射式聚光镜组构造，包括三列由权利要求1或2所述方法制得的挠曲柱面聚光镜、支撑结构和夹持机构；其中

聚光镜组由三列挠曲柱面聚光镜组成，每列镜面均由厚4mm、横截面曲线长1200～1350mm、轴向宽度500～2400mm的镜片组成，镜组沿吸热面的中垂线两边对称布置；三列镜面的横截面的相对位置如下：称各个镜片第一次裁切之后横截面曲线的中点为定位点；以中间一列镜面横截面曲线中点为原点O，以该点的切线为X轴，以该点的法线为Y轴建立直角坐标系；称两侧镜面在热弯完成后、实施裁切前的横截面曲线中点为B点；在三列挠曲柱面镜组中，两侧镜面对称于Y轴，两侧镜面的B点相对于原点的坐标分别为(1185，555)和(-1185，555)，单位为mm；B点法线与Y轴的夹角为18°；中间一列镜面，其横截面曲线端点D对称于O点，D点与O点距离的设计值在595～605mm之间；称两侧镜面横截面曲线靠近Y轴的端点为A点；远离Y轴的端点为C点；A点与B点距离设计值在595～605mm之间；C点与B点距离设计值在695～705mm之间；

镜组的支撑结构由若干榀三角形桁架组成，在三角形桁架中，先由型钢构件形成V型支架，用一段切割好的型钢与该v型支架连接，形成倒A型支架，再用一根圆钢条与倒A型支架相连，形成三角形桁架；中间一列镜面位于三角形桁架的下端型钢杆件上，圆钢制成的拉条位于中间一列镜面的上方，两侧的每列镜面的一个固定点位于拉条上，另一个固定点位于三角形桁架的端部；

夹持机构：每一块挠曲柱面镜均有至少两根横梁支撑，横梁的中间和两端为夹持机构，在挠曲柱面聚光镜定位点处布置中线夹具，中线夹具包括柔性辊和位于柔性辊两端的夹座，夹座上有夹持机构及力量显示装置，调整夹持机构的施力大小，通过柔性辊在挠曲柱面聚光镜定位点处沿柔性辊方向施加集中线荷载；或者在挠曲柱面聚光镜截面两端布置边缘夹具，边缘夹具包括柔性夹板和位于柔性夹板两端的夹座，夹座上有夹持机构及力量显示装置，调整夹持机构的施力大小，通过柔性夹板在挠曲柱面聚光镜截面两端处沿柔性夹板方向施加集中线荷载。

4.根据权利要求3所述的聚光镜组构造，其特征在于，所述的支撑结构中用于夹持聚光镜的横梁与三角形桁架之间的连接螺栓孔为椭圆螺栓孔，便于微调聚光镜的横向位置。

5.根据权利要求3所述的聚光镜组构造，其特征在于，所述的夹持机构通过螺栓使聚光镜在定位点与焦平面中点连线方向各有一定的靠近和远离活动余量，以调整焦距，使最小焦斑恰在辐照吸收面上。

6.根据权利要求3所述的聚光镜组构造，其特征在于，所述三角形桁架中的圆钢条的两端夹扁、钻孔后用螺栓与倒A型支架相连。

7.一种如权利要求3所述的线聚焦太阳能反射式聚光镜组构造的安装调试方法，包括光路检测、具有相近光学特征产品的聚类、模块组装、调试定位与模块紧固各步骤：

光路检测：将镜片安装在带有夹持机构的横梁上，对于裁切后用于中间一列镜面的聚光镜，测量每片聚光镜在入射角为0°时的最小焦斑宽度；设最小焦斑的中点为E，测量E点与O点的距离；对于裁切后用于两侧镜面的聚光镜，测量每片聚光镜在入射角为18°时在与Y轴垂直的平面上的最小焦斑宽度和E点与B点的距离；

具有相近光学特征的产品聚类：先进行最小焦斑宽度聚类；从130mm开始，分为130～135mm、135～140mm、140～145mm、145～150mm四个区间，按最小焦斑测试结果分类，即对于布置在中间和两侧的镜片，各有四组、共八组产品；对于中间四组镜片，再各按EO距离分为2136～2146mm、2146～2156mm、2156～2166mm、2166～2176mm四组；对于两侧四组镜片，再各按EB距离分为1974～1984mm、1984～1994mm、1994～2004mm、2004～2014mm四组；总共得到32组产品；

模块组装：将光学特征相近的反射镜尽量安装在同一榀支撑结构上，即每列镜面尽量选择同一组产品安装；根据三列镜面横截面的位置控制点确定三列镜面在支撑结构上的位置，将两侧镜面向中间各旋转18°，使三列镜面的焦斑初步叠合成一个焦斑；在能够发射激光射线的装置的辅助下，模拟太阳入射光的几何特征，根据激光射线投射到聚光镜面之后汇聚的光斑位置，将镜组之间的相对位置调整好，使镜组的聚光光斑达到设计要求；

调试定位：将镜组模块架设到室外支撑结构上，利用激光射线装置确定模块与支撑结构的相对位置，进行初步的固定，但仍能被细微调节；

模块紧固：通过太阳直射光进行最后的校核，若焦斑几何特征满足设计要求，则进行最后的紧固；若不满足，则进行微调，直至满足要求；最后拧紧镜面已调好部分的支撑架上的螺栓，将各列聚光镜牢固固定。

8.根据权利要求7所述的聚光镜组构造的安装调试方法，其特征在于，在模块组装步骤中，先在室内以便捷的测试和调整手段组装成模块再运送往室外现场安装，或者直接在室外安装。

9.根据权利要求7所述的聚光镜组构造的安装调试方法，其特征在于，在模块组装步骤中，通过横梁上的夹持机构进行微调，使各模块的最小焦斑宽度、EO及EB的距离进一步符合设计指标。

10.根据权利要求7所述的聚光镜组构造的安装调试方法，其特征在于，在模块组装步骤中，操作空间的环境温度尽量接近年最高温度与最低温度的中值温度。

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