CN201797463U - 负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置 - Google Patents

负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种聚光镜，是一种负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置，包括在负压状态下形成内凹聚光曲面的密闭气囊、置于内凹聚光曲面中心下部主光轴1/2半径以内的光伏电池、置于内凹聚光曲面上方水平面上的集热装置以及设置在集热装置两端过蒸汽管道相连的的蒸汽发电装置，光伏电池通过一个热管与集热装置连接，热管与集热装置连接处设有一个光伏电池悬挂角度调节跟踪太阳的转动装置，内凹聚光曲面上镀有反射材料或粘有反射膜。本实用新型可一年四季可跟踪太阳，达到高效利用太阳光发电的目的；可有效利用多余的热量来达到发电发热的效果；制作方便，节省材料，成本低，可制成大型的发电站。

Description

负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种聚光镜，具体的说是一种负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置。
背景技术
现有的太阳能聚光镜都是刚性结构的，以金属和塑料作为基材，在基材面上贴一层反光膜或者真空镀铝，达到反光和聚光的效果。然而这种刚性结构的聚光镜生产加工难度大、成本高、耗材，且将太阳能光电和热电分开利用，其转换效率低。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置，可以将太阳能同时转换为电能和热能，可以一年四季可跟踪太阳，太阳能转换效率高，且成本低，可制成大型的发电站。
本实用新型解决以上技术问题的技术方案是：
负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置，包括在负压状态下形成内凹聚光曲面的密闭气囊、置于内凹聚光曲面中心下部主光轴1/2半径以内的光伏电池、置于内凹聚光曲面上方水平面上的集热装置以及设置在集热装置两端过蒸汽管道相连的的蒸汽发电装置，光伏电池通过一个热管与集热装置连接，热管与集热装置连接处设有一个光伏电池悬挂角度调节跟踪太阳的转动装置，内凹聚光曲面上镀有反射材料或粘有反射膜。
这样，通过转动装置可调整光伏电池的悬挂角度，跟踪太阳，将太阳入射光线的反射光线全部汇聚于光伏电池上，光伏电池吸收太阳光发电，同时产生的热量通过热管传给上方集热装置，集热装置将热水加热成蒸汽状态，蒸汽通过管道输送到蒸汽发电装置发电，达到将太阳能同时转换为电能和热能的目的；另外，由于当光线垂直照射到曲面时，反射光线几乎都汇集在1/2半径以下，当入射光线角度改变时，反射光线仍然在1/2半径上移动，将光伏电池置于内凹聚光曲面中心下部主光轴1/2半径以内，无需设置长度更长的光伏电池，一方面既保证光伏电池能够最大量的接收反射太阳光，又节省了成本较高的光伏电池，从而降低了成本；再则，本实用新型的负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置是在一个密闭的气囊中抽负压下形成需要的聚光曲面的形状，制作简单，可以在大大降低成本的前提下制成大型的发电站。
本实用新型进一步限定的技术方案是：
前述的负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置，光伏电池的长度略小于内凹聚光曲面主光轴半径的1/2，其与内凹聚光曲面的底部之间留有内凹聚光曲面主光轴半径1/2与光伏电池长度之差的空隙。为了防止光伏电池直接与聚光曲面接触，导致光伏电池的高热量而将聚光曲面烧坏，同时也为了光伏电池能够灵活转动；这样既保证光伏电池能够最大量的接收反射太阳光，又可防止聚光曲面烧坏。
前述的负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置，光伏电池为砷化镓电池。光电转换效率更高。
前述的负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置，内凹聚光曲面是半球面、旋转抛物面或旋转复合抛物面。可实现聚光效果。
前述的负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置，内凹聚光曲面的底部，光伏电池的下方涂有一层耐高温绝热涂料，耐高温绝热涂料可以是太空节能隔热保温涂料的一种ZS-1型，该涂料耐温幅度为(-80℃——1800℃)，导热系数只有0.03w/m.k能有效抑制并屏蔽红外线的辐射热和热量的传导，隔热抑制效率可达90％左右，可抑制高温物体的热辐射和热量的散失，对低温物体可有效保冷并能抑制环境辐射热而引起的冷量损失，节能30％以上，也可以防止物体冷凝的发生。还可以是陶瓷耐高温隔热涂料等可以达到耐高温绝热的涂料都可以。可以有效的防止内凹聚光曲面的底部由于热量过高而将聚光曲面烧穿。
前述的负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置，反射材料或反射膜上涂有一层耐高温防腐透明涂料，耐高温防腐透明涂料为聚四氟乙烯(PTFE)，还可以是液态玻璃或者聚氟乙烯ETFE的薄膜等能达到该效果的涂料或膜。可以有效的保护反射材料，防止反射材料过早老化。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的结构示意图。
图2是本实用新型实施例一的光线跟踪图。
图3是本实用新型实施例一的反射光线分布分析图。
具体实施方式
实施例一
本实用新型的负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置是在一个密闭的气囊中抽负压下形成的，它可以根据所需要的聚光曲面的形状(半球面、旋转抛物曲面、旋转复合曲面等)抽气凹下去后即可形成，本实施例为1/2凹球面聚光曲面，其它曲面的负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置与本实施例相近。
本实施例的结构如图1所示，一种负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置，包括在负压状态下形成1/2凹球面2的密闭气囊1、置于1/2凹球面2主光轴下部1/2半径以内的砷化镓电池3、置于1/2凹球面2上方水平面上的集热装置4以及设置在集热装置4两端的蒸汽发电装置5，砷化镓电池3通过一个热管6与集热装置4连接，热管6与集热装置4连接处设有一个砷化镓电池3悬挂角度调节跟踪太阳的转动装置7，1/2凹球面2上镀有反射材料形成反射膜8。
砷化镓电池3的长度略小于1/2凹球面2半径的1/2，其与1/2凹球面2的底部之间留有空隙9，空隙9即为1/2凹球面2半径1/2与砷化镓电池3长度之差。为了防止砷化镓电池3直接与反射膜8接触，导致砷化镓电池3的高热量将聚光曲面烧坏，同时也为了砷化镓电池3能够灵活转动；这样既保证砷化镓电池3能够最大量的接收反射太阳光，又可防止聚光曲面烧坏。
在形成后的1/2凹球面2的聚光曲面上真空镀铝，形成一层反光膜8，达到聚光效果。1/2凹球面2中心下部悬挂的是砷化镓电池3，从聚光曲面上反射过来的光线全部汇聚到四周的砷化镓电池3上发电，通过转动装置7调整砷化镓电池3的角度，使其在一个弧面范围内转动，一年四季跟踪太阳达到聚光的目的。1/2凹球面2的底部，砷化镓电池3的下方涂有一层耐高温绝热涂料10，耐高温绝热涂料可以是太空节能隔热保温涂料的一种ZS-1型，该涂料耐温幅度为(-80℃——1800℃)，导热系数只有0.03w/m.k能有效抑制并屏蔽红外线的辐射热和热量的传导，隔热抑制效率可达90％左右，可抑制高温物体的热辐射和热量的散失，对低温物体可有效保冷并能抑制环境辐射热而引起的冷量损失，节能30％以上，也可以防止物体冷凝的发生。还可以是陶瓷耐高温隔热涂料等可以达到耐高温绝热的涂料都可以。可以有效的防止1/2凹球面2的底部由于热量过高而将聚光曲面烧穿。反射膜8上涂有一层耐高温防腐透明涂料，耐高温防腐透明涂料为聚四氟乙烯(PTFE)，还可以是液态玻璃或者ETFE的薄膜等能达到该效果的涂料或膜。可以有效的保护反射材料，防止反射材料过早老化。和砷化镓电池3内侧贴在一起的是热管6，利用热管6将砷化镓电池3上产生的高温热量传到上方的集热装置4。热量在集热装置4中汇聚，将水加热到蒸汽状态，蒸汽通过管道11输送到蒸汽发电装置5发电，将太阳能同时转换为电能和热能。
本实施例的光线跟踪如图2所示，当光线垂直照射到曲面时，反射光线几乎都汇集在1/2半径以下，当入射光线角度改变时，反射光线仍然在1/2半径上移动，这样将砷化镓电池3置于1/2凹球面2下部1/2半径以内，无需设置长度更长的砷化镓电池3，一方面既保证砷化镓电池3能够最大量的接收反射太阳光，又节省了成本较高的砷化镓电池3，从而降低了成本。
本实施例的反射光线分布分析如图3所示，当光线垂直照射到曲面时，左右两边电池上接受的反射光线分布对称，将左边电池上光线分布划分为10个区，从图可看出，光线在5到8区之间分布比较密集，9和10两个区几乎没有光线，无需放置光伏电池，可省下1/5的光伏电池，降低了成本。
本实用新型可一年四季可跟踪太阳，达到高效利用太阳光发电的目的；可有效利用多余的热量来达到发电发热的效果；制作方便，节省材料，成本低，可制成大型的发电站。
本实用新型还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置，其特征在于：包括在负压状态下形成内凹聚光曲面的密闭气囊、置于内凹聚光曲面中心下部主光轴1/2半径以内的光伏电池、置于内凹聚光曲面上方水平面上的集热装置以及设置在集热装置两端通过蒸汽管道相连的蒸汽发电装置，所述光伏电池通过一个热管与所述集热装置连接，所述热管与集热装置连接处设有一个光伏电池悬挂角度调节跟踪太阳的转动装置，所述内凹聚光曲面上镀有反射材料或粘有反射膜。
2.如权利要求1所述的负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置，其特征在于：所述光伏电池的长度略小于所述内凹聚光曲面主光轴半径的1/2，其与所述内凹聚光曲面的底部之间留有所述内凹聚光曲面主光轴半径1/2与光伏电池长度之差的空隙。
3.如权利要求1或2所述的负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置，其特征在于：所述光伏电池为砷化镓电池。
4.如权利要求1所述的负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置，其特征在于：所述内凹聚光曲面是半球面、旋转抛物面或旋转复合抛物面。
5.如权利要求1所述的负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置，其特征在于：所述内凹聚光曲面的底部，光伏电池的下方涂有一层耐高温绝热涂料，所述耐高温绝热涂料是ZS-1型太空节能隔热保温涂料。
6.如权利要求1所述的负压膜结构旋转曲面聚光镜发电装置，其特征在于：所述反射材料或反射膜上涂有一层耐高温防腐透明涂料，所述耐高温防腐透明涂料为聚四氟乙烯、液态玻璃或聚氟乙烯。
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CN102231612A (zh) * 2011-06-17 2011-11-02 赵振海 一种聚光光伏发电单元、发电装置及发电系统

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