CN101975462A - 聚光倍增太阳能热电采光装置 - Google Patents

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Abstract

一种聚光倍增太阳能热电采光装置，该装置利用抛物柱面聚光原理接收太阳能，可大幅提高太阳能的接收效率，可用来实现在强光和弱光的环境下太阳能的采集和接收。

Description

聚光倍增太阳能热电采光装置
所属技术领域：
本发明涉及一种太阳能应用技术，特别是一种利用抛物柱面聚光原理接收太阳能的聚光倍增太阳能热电采光装置，该装置通过反光面的反光聚焦作用接收太阳能，可大幅提高太阳能的接收效率。
背景技术：
太阳能是一种清洁能源，取之不尽、用之不竭，也不会造成环境污染，如今，无论在沿海城市，还是在内陆城市，太阳能产品正越来越多地进入人们的视野，太阳能路灯、太阳能草坪灯、太阳能庭院灯、太阳能楼道灯、公交站台灯、交通信号灯等等，各种太阳能热水器也已经走近千家万户。但这些太阳能产品大多数都没有聚光功能，造成太阳能利用率低下。太阳能接收元件表面的光强提高一倍，太阳能接收元件的接收效率将提高一倍，目前太阳能产业技术竞争的焦点主要是太阳能接收效率之争，可见提高接收效率对整个行业重要程度，因此能否有效的提高太阳能接收元件的光照强度，就成为人们利用太阳能时最为关注的问题。
近些年，国外在一些太阳能电站的光伏矩阵中实现了太阳能聚光接收，国内也有类似的试验装置，但这些装置结构复杂、体积庞大、造价高难以在太阳能家用产品上得到推广。
发明内容：
为了克服现有的聚光装置机械结构复杂、体积庞大、造价高等缺点.本发明针对现有技术存在的不足，对现有技术进行了改进，提出了一种体积小、结构简单可靠、成本低的太阳能聚光接收装置、它可实现太阳能的聚光接收。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在聚光倍增太阳能热电采光装置的长方形箱体内安装了多个结构和各项尺寸相同的太阳能聚光接收机构，各太阳能聚光接收机构整齐排列在长方形箱体内，各个太阳能聚光接收机构都由一块抛物柱面反光镜和一个光能接收器构成，各个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的结构和各项尺寸相同，各个太阳能聚光接收机构的光能接收器的结构和各项尺寸相同，各个太阳能聚光接收机构的光能接收器都由一根空心导热管和一块太阳能电池板构成，在长方形箱体的上方安装了一个水箱，在长方形箱体的上面盖有一块平面透明盖板，平面透明盖板将各太阳能聚光接收机构封闭在长方形箱体内，
各个光能接收器的空心导热管的下端通过一根冷水管与水箱相通，各个光能接收器的空心导热管的上端通过一根热水管与水箱相通，当各光能接收器的空心导热管受热时，水箱中的水经各光能接收器的空心导热管的下端流入空心导热管并从空心导热管的上端流回水箱中，在水箱和各光能接收器的空心导热管之间形成冷热水的对流，
各个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的开口方向相同，各太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的开口方向正对平面透明盖板，各个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的焦线相互平行，各个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的焦线位于同一个与平面透明盖板平行的平面上，各太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的对称面相互平行，各个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的对称面与平面透明盖板相互垂直，
各个太阳能聚光接收机构的光能接收器被安装在该太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜焦线上，各光能接收器的太阳能电池板紧密粘合在该光能接收器的空心导热管的表面上并且使太阳能电池板正对该太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的反光面，使得垂直于平面透明盖板入射的平行光线经各太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的反射都能照射在该太阳能聚光接收机构光能接收器的太阳能电池板上，
当太阳光垂直于平面透明盖板入射时，通过各个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的反光聚焦使反射光线照射在各个太阳能聚光接收机构的光能接收器的太阳能电池板上，照射在各光能接收器太阳能电池板上的光能，一部分通过各个光能接收器的太阳能电池板转换为电能，另一部分通过各个光能接收器的空心导热管转换为热能，通过各个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的反光聚焦作用大幅提高了照射在各个光能接收器太阳能电池板上的太阳光的强度，因而大幅提高了各个太阳能聚光接收机构的光能接收器的光电和光热转换率。
本发明的有益效果是：通过各抛物柱面反光镜的反光聚焦作用大幅提高了照射在光能接收器的太阳能电池板上的太阳光的强度，因而大幅提高了光能接收器的光电和光热转换率，实现了在强光和弱光的环境下都有较高的光电和光热转换率。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的整体结构图。
图2是本发明的整体结构图的A-A剖视图。
图3是抛物柱面的示意图。
在图3的抛物柱面构成图中：抛物线L，准线L1，顶点O，焦点f，对称轴L2，抛物柱面S，准平面S1，对称面S2，焦线L3。
具体实施方式
在图1和图2中，在长方形箱体3-1内安装了由抛物柱面反光镜1-1-1和光能接收器1-2-1构成的太阳能聚光接收机构一、由抛物柱面反光镜1-1-2和光能接收器1-2-2构成的太阳能聚光接收机构二、由抛物柱面反光镜1-1-3和光能接收器1-2-3构成的太阳能聚光接收机构三、由抛物柱面反光镜1-1-4和光能接收器1-2-4构成的太阳能聚光接收机构四、由抛物柱面反光镜1-1-5和光能接收器1-2-5构成的太阳能聚光接收机构五，上述5个太阳能聚光接收机构的结构和各项尺寸相同，上述5个太阳能聚光接收机构的光能接收器的结构和各项尺寸相同，上述5个太阳能聚光接收机构整齐排列在长方形箱体3-1内，
在长方形箱体3-1的上方安装了一个水箱8-1，在长方形箱体3-1的上面盖有一块平面透明盖板4-1，平面透明盖板4-1将上述5个太阳能聚光接收机构封闭在长方形箱体3-1内，
上述5个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的开口方向相同，上述5个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的开口方向正对平面透明盖板4-1，上述5个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的对称面与平面透明盖板4-1相互垂直，上述5个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的焦线相互平行，上述5个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的焦线位于同一个平面上，
图2中给出了太阳能聚光接收机构一的结构，在图2中太阳能聚光接收机构一由抛物柱面反光镜1-1-1和光能接收器1-2-1构成，光能接收器1-2-1由空心导热腔体5-1和太阳能电池板6-1构成，太阳能电池板6-1紧密粘合在空心导热腔体5-1的表面上并且使太阳能电池板6-1正对抛物柱面反光镜1-1-1的反光面，光能接收器1-2-1位于抛物柱面反光镜1-1-1的焦点上，抛物柱面反光镜1-1-1开口方向正对平面透明盖板4-1，
空心导热腔体5-1的下端通过冷水管9-1-2与水箱8-1相通，空心导热腔体5-1的上端通过热水管9-1-1与水箱8-1相通，空心导热腔体5-1受热时，水箱8-1中的水经空心导热腔体5-1的下端流入空心导热腔体5-1并从空心导热腔体5-1的上端流回水箱8-1中，在水箱8-1和空心导热腔体5-1之间形成冷热水的对流，
当太阳光垂直于平面透明盖板4-1入射时，通过抛物柱面反光镜1-1-1的反光聚焦使反射光线照射在太阳能电池板6-1上，光能的一部分通过太阳能电池板6-1转换为电能，光能的另一部分通过空心导热腔体5-1转换为热能，通过抛物柱面反光镜1-1-1的反光聚焦作用大幅提高了照射在太阳能电池板6-1上的太阳光的强度，因而大幅提高了光能接收器1-2-1的光电和光热转换率，上述各太阳能聚光接收机构的结构、各项尺寸和光能接受过程与太阳能聚光接收机构一相同。

Claims (1)

1.一种聚光倍增太阳能热电采光装置，由长方形箱体、水箱、冷水管、热水管、平面透明盖板和太阳能聚光接收机构构成，其特征是：在聚光倍增太阳能热电采光装置的长方形箱体内安装了多个结构和各项尺寸相同的太阳能聚光接收机构，各太阳能聚光接收机构整齐排列在长方形箱体内，各个太阳能聚光接收机构都由一块抛物柱面反光镜和一个光能接收器构成，各个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的结构和各项尺寸相同，各个太阳能聚光接收机构的光能接收器的结构和各项尺寸相同，各个太阳能聚光接收机构的光能接收器都由一根空心导热管和一块太阳能电池板构成，在长方形箱体的上方安装了一个水箱，在长方形箱体的上面盖有一块平面透明盖板，平面透明盖板将各太阳能聚光接收机构封闭在长方形箱体内，
各个光能接收器的空心导热管的下端通过一根冷水管与水箱相通，各个光能接收器的空心导热管的上端通过一根热水管与水箱相通，当各光能接收器的空心导热管受热时，水箱中的水经各光能接收器的空心导热管的下端流入空心导热管并从空心导热管的上端流回水箱中，在水箱和各光能接收器的空心导热管之间形成冷热水的对流，
各个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的开口方向相同，各太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的开口方向正对平面透明盖板，各个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的焦线相互平行，各个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的焦线位于同一个与平面透明盖板平行的平面上，各太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的对称面相互平行，各个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的对称面与平面透明盖板相互垂直，
各个太阳能聚光接收机构的光能接收器被安装在该太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜焦线上，各光能接收器的太阳能电池板紧密粘合在该光能接收器的空心导热管的表面上并且使太阳能电池板正对该太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的反光面，使得垂直于平面透明盖板入射的平行光线经各太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的反射都能照射在该太阳能聚光接收机构光能接收器的太阳能电池板上，
当太阳光垂直于平面透明盖板入射时，通过各个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的反光聚焦使反射光线照射在各个太阳能聚光接收机构的光能接收器的太阳能电池板上，照射在各光能接收器太阳能电池板上的光能，一部分通过各个光能接收器的太阳能电池板转换为电能，另一部分通过各个光能接收器的空心导热管转换为热能，通过各个太阳能聚光接收机构的抛物柱面反光镜的反光聚焦作用大幅提高了照射在各个光能接收器太阳能电池板上的太阳光的强度，因而大幅提高了各个太阳能聚光接收机构的光能接收器的光电和光热转换率。
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