CN102035437B - 便携式菲涅尔透镜太阳能自动跟踪发电加热两用装置 - Google Patents
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Abstract
便携式菲涅尔透镜太阳能自动跟踪发电加热两用装置属于太阳能利用装置领域；菲涅尔透镜(2)可卸性的装在支架(1)上，支架(1)固装在二维实时自动跟踪装置(3)上，还具有位于菲涅尔透镜(2)的焦点部位附近的集热功能体(6)，其一面为光伏电池板(7)，另一面为全反射镜(8)，集热功能体(6)装在位于机架(1)上的功能转换轴(5)上，转动该轴能实现发电与集热之间的相互转换，另有装在机架(1)上的承载架(10)，其上装有被加热体(9)，其必须处在全反射镜(8)反射出的太阳光的光线路径上；具有能方便转换的发电加热双功能，方便了对太阳能的利用，提高了对太阳能的充分、有效利用；体积小，重量轻，便于携带，尤其适用于野战部队。
Description
技术领域
本发明属于太阳能利用装置领域，涉及便携式菲涅尔透镜太阳能自动跟踪发电加热两用装置。
背景技术
菲涅尔透镜太阳能利用装置早有应用，大都为功能单一的发电装置或加热装置，其最大优点是，集热速度快、温度高、光热或光电转换效率高，对加热装置而言，能克服真空集热管及平板集热器存在的固有弊端，尤其是对于发电装置而言，能大大减少光伏电池板的面积、整套装置的体积及重量，并且便于实现对太阳能的自动跟踪，但至今没有能方便按需转换的发电、加热双功能，并具有太阳能自动跟踪装置的菲涅尔透镜太阳能利用装置，这在一定程度上影响了对太阳能的方便利用，同时也影响了对太阳能的充分有效利用。
发明内容
解决的技术问题：
提供便携式菲涅尔透镜太阳能自动跟踪发电加热两用装置，能克服现有技术中存在的不足，兼具能方便按需转换的发电、加热双功能，并具有太阳能自动跟踪装置。
采用的技术方案：
便携式菲涅尔透镜太阳能自动跟踪发电加热两用装置，包括菲涅尔透镜、光伏电池板发电系统、加热系统及支架，还具有配套的太阳能自动跟踪装置，其特征在于：整体式平面形菲涅尔透镜可卸性的装在支架上，支架与太阳能二维实时自动跟踪装置中的俯仰角自动调节转轴固装在一起，支架上还装有位置可调并带限位转动机构的功能转换轴，该轴上装有集热功能体，集热功能体必须位于菲涅尔透镜的焦点部位附近，集热功能体为平板形，其一面为光优电池板，光伏电池板能在所述焦点部位附近将太阳光转换为电能并输出、贮存，其另一面为具有一定焦距的全反射镜，全反射镜能在所述焦点部位附近将太阳光反射至被加热体，被加热体装在承载架上，承载架装在支架上，承载架上装有的被加热体必须能处在全反射镜在所述焦点部位附近反射出的太阳光的光线路径上；太阳光照射光伏电池板发电，或照射全反射镜被反射去加热，两功能间能通过限位转动机构而相互转换，光伏电池板从菲涅尔透镜的焦点部位附近起随功能转换轴从0度开始定向限位转动大于90度，小于180度的角度后，太阳光才能被全反射镜反射到被加热体上，并对其进行加热。
有益效果：
本发明具有菲涅尔透镜太阳能利用装置的优点，同时，由于兼具方便按需转换的发电、加热双功能，因此，不仅方便了对太阳能的利用，同时提高了对太阳能的充分有效利用；由于具有太阳能二维实时自动跟踪装置，太阳光入射光实时垂直于菲涅尔透镜表面并始终聚焦在菲涅尔透镜的焦点部位上，因此，能提高太阳能的利用率；由于整套装置体积小、重量轻，并且菲涅尔透镜可卸，因此，便于携带，尤其适用于野战部队；易制作，成本低，使用寿命长。
附图说明
图1、总体组装结构示意图；
图2、功能转换轴5的限位转动机构示意图；
图3、菲涅尔透镜2可卸性的装在支架1上的结构示意图；
具体实施方式
结合附图进一步详加说明；
如图1～3所示，整体式平面形菲涅尔透镜2可卸性的装在支架1上，支架1与太阳能二维实时自动跟踪装置3中的俯仰角自动调节转轴4固装在一起，支架1上还装有位置可调并带限位转动机构的功能转换轴5，该轴上装有集热功能体6，集热功能体6必须位于菲涅尔透镜2的焦点部位附近，集热功能体6为平板形，其一面为光伏电池板7，光伏电池板7能在所述焦点部位附近将太阳光转换为电能并输出、贮存，其另一面为具有一定焦距的全反射镜8，全反射镜8能在所述焦点部位附近将太阳光反射至被加热体9，被加热体9装在承载架10上，承载架10装在支架1上，承载架10上装有的被加热体9必须能处在全反射镜8在所述焦点部位附近反射出的太阳光的光线路径上；太阳光照射光伏电池板7发电，或照射全反射镜8被反射去加热，两功能间能通过限位转动机构而相互转换，光伏电池板7从菲涅尔透镜的焦点部位附近起随功能转换轴5从0度开始定向限位转动大于90度，小于180度的角度后，太阳光才能被全反射镜8反射到被加热体9上，并对其进行加热。
如图1、2所示，功能转换轴5的限位转动机构的结构为，功能转换轴5的两端通过轴套11装在支架1上，功能转换轴5的一端上装有带锁紧手柄13的拐臂12，另有带圆弧滑道14的限位盘15固装在支架1上，圆弧滑道14与锁紧手柄13及功能转换轴5的定向限位转动配套，锁紧手柄13的螺纹端能穿过、并能在圆弧滑道14内滑动的与拐臂12的自由端螺接在一起，同时能夹紧限位盘15，使功能转换轴5定位；松开并转动锁紧手柄13，从而转动拐臂12即带动功能转换轴5转动，光伏电池板7从菲涅尔透镜的焦点部位附近随功能转换轴5从0度开始定向限位转动一定角度α，当角度α大于90度，小于180度时太阳光才能照射在全反射镜8上，并被反射到装在承载架10上的被加热体9上，对被加热体9加热；
所述“功能转换轴5定向限位转动”中的“定向”，是以装在承载架10上的被加热体9的位置所决定的方位而定向，是发电、加热两功能相互转换时功能转换轴5限位转动的方向。
如图1、3所示，整体式平面形菲涅尔透镜2可卸性的装在支架1上的结构为，支架1上具有支撑菲涅尔透镜2的支撑杆19，所述支撑杆19的顶端具有轴向内螺纹孔16，螺栓17穿过菲涅尔透镜2上的固装连接孔18后拧紧在内螺纹孔16中，将菲涅尔透镜2固装在支撑杆19上；卸下螺栓17即能方便的卸下菲涅尔透镜2。
由于光伏电池板7于菲涅尔透镜2的焦点部位附近受太阳光照射，温度较高，选用砷化镓或砷磷化镓制作的耐高温型光伏电池板。
所述俯仰角，是指整体式平面形菲涅尔透镜的光轴线与地平面所呈的角度，天文学中称为高度角。
全反射镜8为金属衬底上镀介质膜或金属膜。
Claims (2)
1.便携式菲涅尔透镜太阳能自动跟踪发电加热两用装置，包括整体式平面形菲涅尔透镜、光伏电池板发电系统、加热系统及支架，还具有配套的太阳能二维实时自动跟踪装置，其特征在于：整体式平面形菲涅尔透镜可卸性的装在支架上，支架与太阳能二维实时自动跟踪装置中的俯仰角自动调节转轴固装在一起，支架上还装有位置可调并带限位转动机构的功能转换轴，该轴上装有集热功能体，集热功能体必须位于菲涅尔透镜的焦点部位附近，集热功能体为平板形，其一面为光优电池板，光伏电池板能在所述焦点部位附近将太阳光转换为电能并输出、贮存，其另一面为具有一定焦距的全反射镜，全反射镜能在所述焦点部位附近将太阳光反射至被加热体，被加热体装在承载架上，承载架装在支架上，承载架上装有的被加热体必须能处在全反射镜在所述焦点部位附近反射出的太阳光的光线路径上；太阳光照射光伏电池板发电，或照射全反射镜被反射去加热，两功能间能通过限位转动机构而相互转换，光伏电池板从菲涅尔透镜的焦点部位附近起随功能转换轴从0度开始定向限位转动大于90度，小于180度的角度后，太阳光才能被全反射镜反射到被加热体上，并对其进行加热；
功能转换轴(5)的限位转动机构的结构为，功能转换轴(5)的两端通过轴套(11)装在支架(1)上，功能转换轴(5)的一端上装有带锁紧手柄(13)的拐臂(12)，另有带圆弧滑道(14)的限位盘(15)固装在支架(1)上，圆弧滑道(14)与锁紧手柄(13)及功能转换轴(5)的定向限位转动配套，锁紧手柄(13)的螺纹端能穿过、并能在圆弧滑道(14)内滑动的与拐臂(12)的自由端螺接在一起，同时能夹紧限位盘(15)，使功能转换轴(5)定位。
2.根据权利要求1所述的便携式菲涅尔透镜太阳能自动跟踪发电加热两用装置，其特征在于：整体式平面形菲涅尔透镜(2)可卸性的装在支架(1)上的结构为，支架(1)上具有支撑菲涅尔透镜(2)的支撑杆(19)，所述支撑杆(19)的顶端具有轴向内螺纹孔(16)，螺栓(17)穿过菲涅尔透镜(2)上的固装连接孔(18)后拧紧在内螺纹孔(16)中，将菲涅尔透镜(2)固装在支撑杆(19)上。
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