CN105180476A - 聚光太阳能应用平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能应用的装置该装置，主要是一种太阳能应用的平台，该装置提供固定不变的汇集光线于设定的位置，供给用户随时随地的应用，可以当做太阳能热水器或太阳灶或太阳能发电或淡水生产等装置来使用。整个装置可追踪太阳的方向，而且是自动的追踪，不用电也不需要人工调整。

Description

聚光太阳能应用平台

该发明涉及一种太阳能应用平台装置。

太阳能是无穷的清洁能源，取之不尽用之不竭。然而当前对太阳能的应用在民用领域，主要以太阳能热水器、太阳灶、光伏发电等为主。但是这几种应用方式是彼此独立互不相干的，用户如果想要同时应用这几种装置就要购置多种太阳能器具，总成本巨大使用时操作不方便，安装时占地面积大，使用效率低，更麻烦的是所有的装置不能进入到室内，给使用和维护带来极大的不便，基于这种状态用户对太阳能有一个统一的应用平台要求急切，对于该平台的基本设计和应用的方式，要类似于电网或自来水管网这样的平台，使用该装置就像打开电器开关或者就像打开水龙头一样方便，具体这是一个什么样的装置，且看以下阐述。

该发明主要由向阳装置（主要功能是实时追踪太阳的方向并带动整个平台绕主轴1旋转迎向着太阳）、太阳能收集装置（主要功能是收集太阳能，并把太阳光变成平行的集中光束）、导光装置（主要功能是将集中的平行光束，按照设计送到用户希望的地方）、后置模块（主要是太阳能能量应用的器具由用户自主决定）。请参看图1，图1是聚光式太阳能平台。其工作原理如下：向阳装置会自动、主动的找到太阳的位置，并带动太阳能收集装置主动的绕主轴1旋转迎向太阳，收集太阳能，把收集到的太阳能转变成为集中的平行光束，传递给导光装置，导光装置便按照设定的路径，把太阳能量传递到用户指定的地方，比如厨房或者其他地方。之后接上后置模块便可以应用，如果后置模块是保温水箱则变成太阳能热水器，如果后置模块是炒菜锅则变成太阳灶，如果是蒸笼则变成蒸锅等等。但是前面的太阳能应用平台不会变化。

下面主要说明向阳装置。请参看图2，图2是向阳装置。该装置的主要功能是自动的、主动的找到，并带动其自身和太阳能收集装置实时指向太阳的方向。它的工作原理是这样的，当太阳处于主轴3的正上方时，整个平台不会转动，聚光镜的焦点位于气罐P1、P2之间的中点区域，如图2所示。当太阳位于主轴3的东面时，聚光镜的焦点位于气罐P1上，汇集的阳光加热气罐P1，使其内部的空气温度升高，P1内部的压强便增大，并大于P2的压强，水罐C1的水在P1压强的作用下向C2流动，这样C2罐里的水便多余C1罐的水，二者所受的重力也如此，C2罐的重力对中心点A的力矩大于C1罐的重力对中心点A的力矩，整个向阳装置向东旋转，并使主轴3与太阳光的夹角逐渐减小直至平行，如果向阳装置转动的角度太大，使太阳的位置出现在主轴3的西面，则聚光镜的焦点位于气罐P2上，汇集的阳光加热P2，使其内部的气温升高，P2内部的压强增大，C2里的水便经过管3流向C1，这样C1、C2罐里的水的重量又再次的发生变化，C1多余C2，所受的重力也一样C1大于C2，对于中心点A的力矩C1也大于C2，向阳装置向西旋转，这样反复的调整逐渐趋向于平衡，并使主轴3始终指向太阳的方向，并于太阳光保持平行。当没有太阳时向阳装置由于P1、P2的气压相同，C1、C2的重量相同的缘故自动恢复到竖直方向的状态，迎接下一次太阳的照射，并重复的工作。在图2中P1与C1由管1连通；P2与C2由管2连通；C1与C2由管3连通；C1与C2分别悬挂于平衡杆的两端，平衡杆与整个平台刚性连接；中心点A是主轴1（图1）上的一个点，通过这样的方式，向阳装置实现了自动、主动的追踪太阳的轨迹的功能。

下面主要说明太阳能收集装置，参看图4，图4是太阳能收集装置。该装置由向阳装置带动，并随向阳装置一起转动，它的主要的功能是收集太阳光，并将太阳光转变为集中的平行光束，朝设定的方向传送。结合图四它的工作过程是：大镜正对向太阳，并接收阳光汇集到焦点o,穿过焦点o的光线变成发散的光线，射向小镜，小镜再将发散的光线转变成平行的汇集光线，射向设定的方向，如图中的OA方向，以便进入到导光装置。在图4中大镜、小镜均为凹球面镜，它们的球面半径分别为R、r。大镜、小镜共焦点，而且它们的反光面正面相对。

下面主要说明导光装置，参看图3，图3是导光装置。导光装置的主要功能是将集中的平行光束，按照设计送到用户希望的地方，并保持汇集光束稳定的投射，以备用户使用。导光装置由A镜、B镜、C镜、D镜、E镜组成，由太阳能收集装置收集并集中的平行光束，首先射向A镜，再由A镜反射到B镜，再由B镜反射到C镜，再由C镜反射到D、E镜，最后进入使用。整个光路系统中：当B、C两点的位置不重合时，CD段与图1中的主轴1同轴，而整个平台又绕主轴1旋转，这样不管整个平台处于何种方向，投射到用户的汇集光线位置始终不变；当B、C两点的位置重合时，整个光路系统是一条线，即A、B、C、D、E共线，这一条线与图1中的主轴1同轴重合，而整个平台又绕主轴1旋转，这样不管整个平台处于何种方向，投射到用户的汇集光线位置也始终不变。在投射过程中A、B、C处的反光镜会随着向阳装置和太阳能收集装置一起绕主轴1转动,当A、B、C、D、E共线时B、C镜不在导光装置中出现。图3中A、B、C、D、E处的镜子均为全反射镜，其中D镜可以用来切换整个平台的使用方式。汇集光线是由太阳能收集装置传送过来的。

Claims (8)

1.该装置由向阳装置、太阳能收集装置、导光装置、后置模块组成。

2.向阳装置是通过聚光镜的焦点变化来加热气罐P1、P2，使气罐的气压升高，并使两个气罐之间产生压力差来推动水流动，产生重心偏移，而获得偏心力矩，由偏心力矩来带动整个平台追踪太阳的方向，并实时修正偏差。

3.太阳能收集装置的大、小镜共焦点。

4.太阳能收集装置的大、小镜的反射面正面相对。

5.太阳能收集装置所收变换的光能，通过大镜底部的孔投送到导光装置。

6.整个平台围绕图1中的主轴1旋转并追踪太阳，除了D镜及后面的部分。

7.主轴1指向南北方向与汇集光束的CDE段平行且共轴。

8.该平台提供的是汇集的光线，如何使用光能由用户自行选用。