CN201781435U - 阵列式反射镜的高聚光太阳能系统 - Google Patents

阵列式反射镜的高聚光太阳能系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型是一种阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，至少设一阵列式反射镜、一聚光系统、数片太阳能板及散热系统所组成；且该反射镜的镜面以多数个具塑胶薄膜的单元反射体所组成，并由一外覆壳体所包覆，而内部充填发泡材质；又在反射镜的前方，设有由多个单元体所组成的聚光系统，每一个单元体又包含有一凸透镜部及一角锥部；则由反射镜集中的光线，经聚光系统的二次聚焦，可将太阳光的聚焦比提高到约1500倍以上，但成本却相对低廉。

Description

阵列式反射镜的高聚光太阳能系统
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能聚光系统，为一种以薄膜作为反射镜弧面，再加二次光学的聚光系统，搭配之后，整体上能将太阳光的聚焦比提高到约1500倍以上，为一种经济型的太阳光系统设计。
背景技术
欲取用太阳的光热能量，一般使用太阳能系统来达成，首先要将广泛的日光聚集，这需要良好的反射镜来执行，一般的反射镜在设计上主要有二种，第一是以金属制大型的反射镜，但由于镜面具有较大的直径，又为金属材质，因此在制造上成本很高，组设于地面上时架起较高，不但较重、体积大、具有较大的风阻，是主要的缺点；另外一种反射镜，将反射镜以多数个长方形的反射镜，以矩阵式排列组成整体的反射镜，这种型式虽然解决了设置大体积的反射镜，但是制作镜面所产生的成本仍无法有效的降低。
后来又有以使用塑胶薄膜贴置于反射镜的正表面，再于该塑胶薄膜上挤压出反射镜面的弧形，但实际制作时，由于在挤压时该材料会多方向产生大量的形变，因此使完美的弧形产生较大的误差，精密度不够，品质未臻完善，是现有反射镜最常见的缺点。
另外，对于太阳能系统中将反射镜的光线予以聚集的方式，如美国专利第7109461B6号及第5153780号专利里，揭示了以大反射镜将光线集中后，于焦点附近放置多面排成矩阵陈列的太阳板，以提供能量的收集，但这种单纯的将太阳光线反射，能将广大面积的日光聚集起来，但聚焦比并不高，一般只能有600-500倍之间，对于昂贵的太阳能板而言，付出的成本仍为太高；再如美国专利公开第2009/0277498A1号利用一个玻璃球放在大反射面镜焦点上，后方再放置角锥导光体及太阳能板，但由于玻璃球本身并无聚焦作用，而平面角锥体聚焦比很小，故整体的聚焦比虽略有提升，但并无法大幅提升，是诸现有案件的缺点
因此，现有在反射镜及聚光系统上都未有适切的整体设计，故收集太阳光热的效率不高，且制造成本太高，是现有主要的缺点。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于：提供一种阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，提高聚光效率，降低制作成本。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，其特征在于，至少包含有：
一组反射镜，由多数个单元反射体拼排组成凹弧镜面，且该单元反射体设有一中空支架，且该支架在一侧覆设有薄膜，该薄膜的外侧形成凹弧，且在该反射镜上诸薄膜的凹弧构成一整面的反射弧面，并具有共同的焦点，而在单元反射体的薄膜与中空支架间充填有发泡材质；
一外覆壳体，完整包覆于诸单元反射体的外侧后方，且在该外覆壳体的内部充填有发泡材质，并与诸单元反射体结合形成一体；
一聚光系统，由多个单元体所组成，且该每一个单元体包含有一凸透镜部及一角锥部；
数个太阳能板，分别固定于聚光系统的角锥部底端；
一散热系统，设于诸太阳能板的后方。
其中：在该支架的适当位置至少设有一个注口。
其中：该外覆壳体一侧设有注口。
其中：该单元反射体的形状为正方形、正六角形、正八角形的其中之一。
其中：该聚光系统由一体成型的方式设置多数个单元体。
其中：该多数个单元体以紧密排列构成一聚光系统。
其中：该多数个单元体之间以同一材质的连接盘体所联结。
其中：诸单元体的凸透镜部顶面排列为一凸出弧面。
其中：诸单元体的凸透镜部顶面排列为一凹弧面。
与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于：
本实用新型在太阳能系统中，设有一低成本、高效能的反射镜，该反射镜由一组以上的阵列式排列的反射镜所构成，每一反射镜又以多数个单元反射体所组成，而该单元反射体的一侧设有具凹弧的薄膜，另一侧则以相对的支架予以封合，并在内部充填有发泡材质；而诸单元反射体的后方又以一外覆壳体罩合，同时在该外覆壳体及单元反射体的内部充填发泡材质，由于该单元反射体上的薄膜面积较小，因此在精密模具上成型时变形量小，且成型时的精密度十分良好，为主要优点，且由薄膜形成镜面，而且内部为发泡材质，不但造价成本降低，重量也较轻，并且可适用各种造形的太阳能反射镜上，使用范围更为广泛，为本案主要优点。
本实用新型在太阳能系统中，设有高聚光比的聚光系统，即在反射镜前方的焦点附近，再放置由凸透镜部结合角锥部共同组成的聚光系统，能第二次的收束光线，将光的聚焦比提高到1500倍左右，则在聚光系统的角锥部底部放置太阳能板，可以十分有效率的将光能收集，转换成其他的功(例如：电能)输出，为本实用新型的特色。
由上述揭示的反射镜及聚光系统的搭配，即可选用较符经济成本的小太阳能板，再加上散热系统，即可构成一全方位的太阳能系统。
附图说明
图1是本实用新型的系统架构图；
图2是本实用新型的反射镜与聚光系统配置图；
图3是本实用新型的聚光系统立体外观图；
图4是本实用新型反射镜的单元反射体制作示意图。
附图标记说明：1反射镜；10外覆壳体；11注口；20单元反射体；21支架；210注口；22薄膜；220凹弧；30聚光系统；31单元体；310凸透镜部；311角锥部；312连接盘体；40发泡材质；50精密模具；51凸面；60太阳能板；70散热系统；L光线。
具体实施方式
为使贵审查委员能清楚了解本实用新型的内容，仅以下列说明搭配图式，说明如后。
请参看图1、图2所示，本实用新型至少包含有：
一组反射镜1，由多数个单元反射体20拼排组成凹弧镜面，且该单元反射体20设有一中空支架21，在该支架21的适当位置至少设有一个注口210，且在该支架21的一侧覆设有薄膜22，该薄膜22的外侧形成凹弧220，且在该反射镜1上诸薄膜22的凹弧220构成一整面的反射弧面，如图1所示，该诸凹弧220所构成的整面反射弧面具一焦点，能将光线L)投射于聚光系统30上；而在单元反射体20的薄膜22与中空支架21间充填有发泡材质40。
前述的多数个薄膜22的凹弧220构成一整面的反射弧面，是确实可行的，请参看图4所示，预先制作一精密模具50，该精密模具50于一侧形成有凸面51，且该凸面51为太阳能反射镜最佳聚光凹弧的相对形状，请配合参看图1、图4所示，将诸单元反射体20的薄膜22抵于该精密模具50的凸面51处，则在单元反射体20内充填发泡材质40，使该薄膜22受到支架21内部发泡材质40膨胀的张力，推抵着薄膜22更紧密的贴紧而形成所需的反射弧面。
前述的薄膜22，是塑胶层表面镀上银，并在外表层覆设一层保护膜的胶膜为主体，但这种薄膜在市面上可以直接取用，且该材料的配方并非本案的内容，即本案可取用现有的材料来完成实用新型，故关于该薄膜22的材料即不予赘述，合先陈明。
一外覆壳体10，完整包覆于诸单元反射体20的外侧后方，该外覆壳体10一侧设有注口11，且在该外覆壳体10的内部充填有发泡材质40，并与诸单元反射体20结合形成一体。
在该反射镜1的下方可组设有追日系统(图中未示)，用以追踪太阳的位移；但该追日系统的转向设计，为另一专利案中所述，也可由现有组件直接放置，故本实用新型对此不另作赘述。
上述的单元反射体20并不局限于任何形状，但为配合排列的密合性及制造的方便性，该单元反射体20以正方形为最佳实施例，但也仍可设为六角形、四方形或其他造型等，只要是能够组并成一适当大小面积作为反射镜的单元面积即可。
请配合参看图1、图2、图3所示，一聚光系统30，设于反射镜20的弧形镜面焦点之前附近，该聚光系统30由多个单元体31所组成，且该每一个单元体31包含有一凸透镜部310及一角锥部311，该凸透镜部310可以将前方区域由反射镜20的镜面所反射回来的光线L全部收集，并由角锥部311导引再集中收束至底部。
为使该聚光系统30在制造及组装上更为方便，可由一体成型的方式设置聚光系统30，即由一连接盘体312为基材，在该连接盘体312上直接成型多数个单元体31，同时在连接盘体312一侧设有凸透镜部310，而另一侧则相对各设有角锥部311，此种一体成型的方式，在设置上更为方便而直接。
请参看图1所示，数个太阳能板60，分别固定于聚光系统30的角锥部311底端，能接收由凸透镜部310收集，并由角锥部311聚集的光线L，以储存广大面积的太阳能。
一散热系统50，设于诸太阳能板60的后方，能有利于光与热的储存。
本实用新型在使用时，如图1所示，当太阳光照射时，该光线L经反射镜1的镜面凹弧220反射后，即射入聚光系统30，由每一个独立单元体31的凸透镜部310将前方区域内的光线L收集，并由角锥部311导引再集中收束至底部的太阳能板60，使小面积的太阳能板60接收极大面积的日光，达到高聚光比的目的，不但能收集更多的日光能源，同时能节省很多的太阳能板60，为一种经济效益高，且进步性佳的新型。
然而，本实用新型的聚光系统30，诸单元体31的凸透镜部310顶面可排列为一凸出弧面而置于反射镜1焦点的前，但另一实际例使用时，可将该凸透镜部310的顶端排列形成一凹弧面，将其放置于反射镜1焦点的后仍能有效聚光达到本实用新型的效果。
这个聚光系统30搭配了反射镜1的后将具有如下的优点：
由于本案阵列式排列的反射镜，由多数个单元反射体拼排组成凹弧镜面，且该凹弧由覆设的薄膜所构成，每一个薄膜分别成型，尺寸更为精密而无变形的缺点，且在反射镜内部充填有发泡材质，故质地较轻，制作更为简单而且成本较低，为本案的主要特色。
本案的太阳能系统中，于反射镜的前方，再增设有二次聚光系统，使得聚光比计算可以达到1500倍，较现有的600至500倍而言，整整多了三倍，因此不但使收集大阳的能量比率更高，而且将更多的光源注入小块的太阳能板里，使得太阳能系统中最昂贵的成本(太阳能板)予以降低，能使太阳能的产业更提升一大步，为本实用新型的主要优点。
以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，如附加各种现有既有的相关机件，或略为改变本实用新型聚光系统的形状、变化反射镜前的薄膜材料等，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，其特征在于，至少包含有：
一组反射镜，由多数个单元反射体拼排组成凹弧镜面，且该单元反射体设有一中空支架，且该支架在一侧覆设有薄膜，该薄膜的外侧形成凹弧，且在该反射镜上诸薄膜的凹弧构成一整面的反射弧面，并具有共同的焦点，而在单元反射体的薄膜与中空支架间充填有发泡材质；
一外覆壳体，完整包覆于诸单元反射体的外侧后方，且在该外覆壳体的内部充填有发泡材质，并与诸单元反射体结合形成一体；
一聚光系统，由多个单元体所组成，且该每一个单元体包含有一凸透镜部及一角锥部；
数个太阳能板，分别固定于聚光系统的角锥部底端；
一散热系统，设于诸太阳能板的后方。
2.根据权利要求1所述的阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，其特征在于：在该支架的适当位置至少设有一个注口。
3.根据权利要求1所述的阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，其特征在于：该外覆壳体一侧设有注口。
4.根据权利要求1所述的阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，其特征在于：该单元反射体的形状为正方形、正六角形、正八角形的其中之一。
5.根据权利要求1所述的阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，其特征在于：该聚光系统由一体成型的方式设置多数个单元体。
6.根据权利要求1所述的阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，其特征在于：该多数个单元体以紧密排列构成一聚光系统。
7.根据权利要求1所述的阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，其特征在于：该多数个单元体之间以同一材质的连接盘体所联结。
8.根据权利要求1所述的阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，其特征在于：诸单元体的凸透镜部顶面排列为一凸出弧面。
9.根据权利要求1所述的阵列式反射镜的高聚光太阳能系统，其特征在于：诸单元体的凸透镜部顶面排列为一凹弧面。
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