CN105241080A - 一种菲涅尔式太阳能热发电用复合抛物面二次反射镜结构 - Google Patents

一种菲涅尔式太阳能热发电用复合抛物面二次反射镜结构 Download PDF

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Abstract

一种菲涅尔式太阳能热发电用复合抛物面二次反射镜结构，包括CPC壳，CPC壳的内侧面为弯曲成复合抛物面形状的二次反射镜，复合抛物面曲线由圆的渐开线段和抛物线段组成，二次反射镜采用镜面铝或镜面不锈钢；制备方法是先依据集热管的布局及管径尺寸计算出相应的二次反射镜的复合抛物面曲线方程；然后根据复合抛物面曲线方程切割出CPC壳内的筋板和二次反射镜挤压器；最后将镜面铝板或者镜面不锈钢板放置于CPC壳和二次反射镜挤压器中间，利用外压力将其挤压成型，本发明采用了镜面铝板或者镜面不锈钢板作为反射镜面，具有均匀度高、反射率高，稳定性好、牢固度好、使用寿命长，且加工工艺简单、环境友好等优势。

Description

一种菲涅尔式太阳能热发电用复合抛物面二次反射镜结构
技术领域
本发明属于菲涅尔式太阳能光热利用技术领域，具体涉及一种菲涅尔式太阳能热发电用复合抛物面二次反射镜结构。
背景技术
日益增长的能源消费，特别是煤碳、石油等化石燃料的广泛大量使用，对环境和全球气候带来的巨大影响，使得人类的可持续发展目标面临严峻威胁。如何实现可持续发展是当今国际社会所探讨的共同主题。为此，人类已开始寻求并努力开发新的替代能源，为人类社会的进步提供可持续的发展动力。
太阳能是一种非常清洁的可再生能源，其每秒到达地面的能量相当于燃烧500万吨标准煤所产生的热量。而且，据预计太阳的辐射输出在100亿年内可近似保持恒定，可以说太阳能是完全取之不尽、用之不竭的绿色能源。据国际能源署预计，到2050年太阳能发电占全球电力供应的比重将达到25％以上。
复合抛物面二次反射镜是线聚焦菲涅尔式太阳能集热系统核心组成部分，其主要作用是对经过一次反射镜聚焦的太阳光进行二次聚焦，进一步提高聚光比，使线聚焦式太阳能集热系统的聚光比可达到50～100。同时显著提高了线聚焦式太阳能集热系统的镜场效率。
现有复合抛物面二次反射镜多采用玻璃反射镜，玻璃反射镜加工和安装过程易于破损，不易加工，使用寿命短。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种菲涅尔式太阳能热发电用复合抛物面二次反射镜结构，易于加工，使用寿命长。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种菲涅尔式太阳能热发电用复合抛物面二次反射镜结构，包括CPC壳2，CPC壳2的内侧面为弯曲成复合抛物面形状的二次反射镜1，复合抛物面曲线由圆的渐开线OB段和抛物线AB段连接组成，二次反射镜1采用镜面铝或镜面不锈钢。
所述一种菲涅尔式太阳能热发电用复合抛物面二次反射镜结构的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，依据集热管的布局及管径尺寸计算出相应的二次反射镜1的复合抛物面曲线方程；
步骤二，根据复合抛物面曲线方程切割出CPC壳2内的筋板和二次反射镜挤压器3；
步骤三，将镜面铝板或者镜面不锈钢板放置于CPC壳2和二次反射镜挤压器3中间，利用外压力将其挤压成型。
所述步骤一中，复合抛物面曲线由圆渐开线OB段和抛物线AB段连接而成，呈轴对称分布。
所述步骤二中，CPC壳2由数段筋板连接而成，筋板均按复合抛物面曲线方程切割而成。
所述步骤二中，二次反射镜挤压器3采用金属材料制作。
所述步骤三中，镜面铝板或者镜面不锈钢板的厚度为0.2～3mm，采用CPC壳2和二次反射镜挤压器3一次性压制成型。
与现有技术相比，本发明采用了镜面铝板或者镜面不锈钢板作为反射镜面，具有均匀度高、反射率高，稳定性好、牢固度好、使用寿命长，且加工工艺简单、环境友好等优势。
附图说明
图1是本发明复合抛物面二次反射镜结构示意图。
图2是本发明复合抛物面面形示意图。
图3是本发明复合抛物面二次反射镜挤压器示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
如图1、图2所示，一种菲涅尔式太阳能热发电用复合抛物面二次反射镜结构，包括CPC壳2，CPC壳2的内侧面为弯曲成复合抛物面形状的二次反射镜1，复合抛物面曲线由圆的渐开线OB段和抛物线AB段连接组成，二次反射镜1采用镜面铝或镜面不锈钢。
所述一种菲涅尔式太阳能热发电用复合抛物面二次反射镜结构的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，依据集热管的布局及管径尺寸计算出相应的二次反射镜1的复合抛物面曲线方程,以管径为70mm的集热管为例，复合抛物面计算曲线为：圆的渐开线OB段为：
其中：
抛物线AB段为：
其中：
步骤二，根据复合抛物面曲线方程切割出CPC壳2内的筋板和二次反射镜挤压器3，如图3所示；
步骤三，将镜面铝板或者镜面不锈钢板放置于CPC壳2和二次反射镜挤压器3中间，利用外压力将其挤压成型。
所述步骤一中，复合抛物面曲线由圆渐开线OB段和抛物线AB段连接而成，呈轴对称分布；
所述步骤二中，CPC壳2由数段筋板连接而成，位于二次反射镜1的外部，起到保护支撑二次反射镜1的目的；
所述步骤二中，CPC壳2内数段筋板均按复合抛物面曲线方程切割而成；
所述步骤二中，二次反射镜挤压器3采用金属材料制作；
所述步骤三中，镜面铝板或者镜面不锈钢板的厚度为0.2～3mm，采用CPC壳2和二次反射镜挤压器3一次性压制成型。

Claims (6)

1.一种菲涅尔式太阳能热发电用复合抛物面二次反射镜结构，包括CPC壳(2)，CPC壳(2)的内侧面为弯曲成复合抛物面形状的二次反射镜(1)，复合抛物面曲线由圆的渐开线OB段和抛物线AB段连接组成，二次反射镜(1)采用镜面铝或镜面不锈钢。
2.根据权利要求1所述一种菲涅尔式太阳能热发电用复合抛物面二次反射镜结构的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，依据集热管的布局及管径尺寸计算出相应的二次反射镜(1)的复合抛物面曲线方程；
步骤二，根据复合抛物面曲线方程切割出CPC壳(2)内的筋板和二次反射镜挤压器(3)；
步骤三，将镜面铝板或者镜面不锈钢板放置于CPC壳(2)和二次反射镜挤压器(3)中间，利用外压力将其挤压成型。
3.根据权利要求2所述一种菲涅尔式太阳能热发电用复合抛物面二次反射镜结构的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，复合抛物面曲线由圆渐开线OB段和抛物线AB段连接而成，呈轴对称分布。
4.根据权利要求2所述一种菲涅尔式太阳能热发电用复合抛物面二次反射镜结构的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，CPC壳(2)由数段筋板连接而成，筋板均按复合抛物面曲线方程切割而成。
5.根据权利要求2所述一种菲涅尔式太阳能热发电用复合抛物面二次反射镜结构的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，二次反射镜挤压器(3)采用金属材料制作。
6.根据权利要求2所述一种菲涅尔式太阳能热发电用复合抛物面二次反射镜结构的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，镜面铝板或者镜面不锈钢板的厚度为0.2～3mm，采用CPC壳(2)和二次反射镜挤压器(3)一次性压制成型。
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