CN204923498U

CN204923498U - 一种聚光集热镜

Info

Publication number: CN204923498U
Application number: CN201520662020.5U
Authority: CN
Inventors: 王小峰; 周学武; 丁洪光
Original assignee: Inner Mongolia Kunrui Glass Industry And Trade Co Ltd
Current assignee: INNER MONGOLIA KUNRUI GLASS CO., LTD.
Priority date: 2015-08-27
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2015-12-30
Anticipated expiration: 2025-08-27

Abstract

本实用新型公开了一种聚光集热镜，由位于两侧的玻璃层以及位于玻璃层中间的反射层、胶片层组成，反射层、胶片层分别与玻璃层连接，反射层由内到外依次为功能层、介质层、保护层，功能层和介质层位于保护层中间，功能层位于介质层中间。本实用新型提供一种聚光集热镜，该聚光镜片反射率高、聚光性能好、环境适应能力强、抗老化性能好，从而使得太阳能利用效率高。

Description

一种聚光集热镜

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电设备领域，更为具体的是涉及一种聚光集热镜。

背景技术

太阳能聚光热发电(CSP：ConcentratedSolarPower)是通过光-热-功的转化工程实现发电的一种太阳发电技术形式。发电原理为：反射镜将太阳光反射聚集到充有合成油的吸热管上，再将加热到约400摄氏度的合成油输送到热交换器里，将热量通过此加热循环水，将水加热，产生水蒸气，推动涡轮转动使发电机运转，以此来发电。

根据聚光方式的不同，光热发电技术主要有点聚焦和线聚焦两种。点聚焦系统是将太阳光聚集到中央吸热器上，包括塔式和碟式；而线聚焦系统则是把太阳光聚集到线性的集热管上，包括槽式和菲涅尔式。

太阳能聚光系统中影响太阳能利用效率的关键核心部件是聚光镜片，而现有的聚光镜片存在如下问题：

1、对镜片镀银时无法实现批量化生产，且使得银层厚度不均匀从而影响聚光效果；

2、塑料镜片和塑料背板耐老化性能差，抗击能力低，不能满足长时间户外运行的需求；

3、利用在玻璃背板上粘贴反光膜来获取聚光效果，反射效率难以达到较高指标，且反射面表面易被划伤，易于衰减和退化；

4、现有的聚光镜片反射率低、聚光性能不佳、聚光效果不好、环境适应能力差、抗老化性能薄弱，从而使得太阳能利用效率不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种聚光集热镜，该聚光集热镜具有耐老化，抗击能力强，聚光效果好且表面防划伤性能强的优点。

本实用新型的技术方案为：

一种聚光集热镜，由位于两侧的玻璃层以及位于玻璃层中间的反射层、胶片层组成，反射层、胶片层分别与玻璃层连接，其中，反射层包括功能层、介质层以及保护层，其中，功能层和介质层位于保护层中间，而功能层则位于介质层中间，所述的反射层由内到外依次为功能层、介质层、保护层。

进一步，玻璃层选用厚度为2～12mm的超白玻璃，该超白玻璃经过钢化处理。

进一步，胶片层选自厚度0.76～3.04mm的PVB胶片、EVA胶片或SGP胶片。

进一步，保护层由氧化钛、氧化铌、氧化锆、氧化硅、氮化硅中的一种或几种组成，保护层的厚度为5～50mm。

进一步，功能层由金、银、铝、铜、铬中的一种或几种组成，功能层的厚度为20～120nm。

进一步，介质层由氧化锌、氧化锌锡、AZO(掺铝氧化锌)材料中的一种或几种组成，介质层的厚度为10～50nm。

一种聚光集热镜，其步骤如下：

将一个面的玻璃层进行表面清洗，清洗后采用磁控溅射依次镀上反射层中的保护层、介质层、功能层、功能层、介质层、保护层，其中，保护层的磁控溅射条件为：中频反应磁控溅射，设定功率80～90KW，中频电源频率为40KHz，厚度5～50mm；功能层的磁控溅射条件为：直流电源磁控溅射，在氩气氛中溅射沉积，制备功能层，直流电压150V，设定功率3KW，氩气气氛溅射，气压5×10^-4mbar，走速0.5m/min～2m/min，功能层厚度70～120nm；介质层的磁控溅射条件为：中频反应磁控溅射，设定功率30KW，溅射电压560V，氩气和氧气混合气氛溅射，气压5×10^-4mbar，膜层厚度10～50nm，溅射完成后，进行物理或化学钢化处理，再将另一面玻璃层进行物理或化学钢化处理，并将两片玻璃通过胶片层粘接，其中镀膜面位于两片玻璃之间，从而形成聚光集热镜。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供一种聚光集热镜，其制备方法简单，容易批量化生产，并且聚光镜片反射率高、聚光性能好、环境适应能力强、抗老化性能好，从而使得太阳能利用效率高。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的两个功能层的反射层结构示意图。

图中，1-玻璃层、2-反射层、21-保护层一、22-介质层一、23-功能层一、24-功能层二、25-介质层二、26-保护层二、3-胶片层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型一种聚光集热镜，包括由连接的反射层2和胶片层3，反射层和胶片层的表面均设置有玻璃层1，其中，反射层包括功能层、介质层以及保护层，功能层、介质层、保护层依次连接，功能层和介质层位于保护层中间，而功能层则位于介质层中间，所述的反射层由内到外依次为功能层、介质层、保护层，功能层可为一层或两层。如图2所示，当功能层为两层时，即两个功能层相接并位于内层，而两个介质层则连接于功能层的表面，保护层连接于介质层的表面，从而形成由内到外依次包括两个功能层、两个介质层以及两个保护层。当功能层为一层时，则一个功能层位于内层，两个介质层则分别与对应的功能层的表面相接，保护层连接于介质层的表面，从而形成由内到外依次包括一个功能层、两个介质层以及两个保护层。玻璃层1为钢化处理的超白玻璃，钢化处理可分物理钢化处理或化学钢化处理，化学钢化玻璃其实是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性，寒暑性，冲击性等，而物理钢化玻璃又称为淬火钢化玻璃，是将普通平板玻璃在加热炉中加热到接近玻璃的软化温度(600℃)时，通过自身的形变消除内部应力，然后将玻璃移出加热炉，再用多头喷嘴将高压冷空气吹向玻璃的两面，使其迅速且均匀地冷却至室温，即可制得钢化玻璃。钢化超白玻璃的厚度为2～8mm。

功能层采用可采用金、银、铝、铜、铬中的一种或几种组成，功能层的总厚度为90～130nm，如果功能层只有一层，则该层的厚度为功能层的总厚度。介质层可由氧化锌、氧化锌锡、AZO(掺铝氧化锌)材料中的一种或几种组成的反射增强层，介质层的厚度为10～50nm，而用于粘接反射层与玻璃的胶片层的厚度为0.76～3.04mm，该胶片层主要采用PVB胶片、EVA胶片或SGP胶片。

聚光集热镜的制备方法如下：

将其中一面玻璃层进行物理或化学钢化处理，接着再进行表面清洗，清洗后采用磁控溅射依次镀上反射层中的保护层一21、介质层一22、功能层一23、功能层二24、介质层二25、保护层二26。如果功能层只有一层，则只镀功能层一23。其中，保护层一21和保护层二26的磁控溅射条件为：中频反应磁控溅射，设定功率80～90KW，中频电源频率为40KHz，厚度5～50mm；功能层一23和功能层24二的磁控溅射条件为：直流电源磁控溅射，在氩气氛中溅射沉积，制备功能层，直流电压150V，设定功率3KW，氩气气氛溅射，气压5×10-4mbar，走速0.5m/min～2m/min，功能层厚度70～120nm；介质层一22和介质层二25的磁控溅射条件为：中频反应磁控溅射，设定功率30KW，溅射电压560V，氩气和氧气混合气氛溅射，气压5×10^-4mbar，膜层厚度10～50nm，溅射完成后，再将另一面玻璃层进行物理或化学钢化处理，并将其与反射层上不存在玻璃的一面通过PVB胶片、EVA胶片或SGP胶片粘接，从而形成聚光集热镜。

下面将以具体的实施例作进一步描述：

实施例1

本实施例的太阳能热发光电用聚光集热镜中层状结构中，保护层一、介质层一、功能层一、功能层二、介质层二、保护层二的材料及厚度依次为：氧化钛15nm、氧化锌10nm、铜100nm、铝30nm、氧化锌锡15nm、氧化锆35nm，玻璃层采用超白玻璃的厚度分别为3mm和2mm，胶片的厚度为1.52mm。

其制作方法为首先将3mm超白玻璃经化学钢化后，清洗，再依次通过真空磁控溅射(真空磁控溅射的具体参数分别采用上述聚光集热镜的制备方法中保护层、介质层、功能层所述的参数设置)，采用对应的材料，从而形成上述对应厚度的保护层一、介质层一、功能层一、功能层二、介质层二、保护层二；接着再将另一片2mm超白玻璃经化学钢化后，与第一片超白玻璃通过PVB胶片合成夹胶玻璃，胶片厚度为1.52mm。

实施例2

本实施例的太阳能热发光电用聚光集热镜中层状结构中，保护层一、介质层一、功能层一、功能层二、介质层二、保护层二的材料及厚度依次为：氧化硅10nm、氧化锌10nm、铬120nm、AZO15nm、氮化硅45nm，超白玻璃的厚度分别为3mm和3mm，胶片的厚度为0.76mm。

其制作方法为首先将3mm超白玻璃经物理钢化后，清洗，再依次通过真空磁控溅射，采用对应的材料，从而形成上述对应厚度的保护层一、介质层一、功能层一、功能层二、介质层二、保护层二；接着再将另一片3mm超白玻璃经物理钢化后，与第一片超白玻璃通过SGP胶片合成夹胶玻璃，胶片厚度为0.76mm。

实施例3

本实施例的太阳能热发光电用聚光集热镜中层状结构中，保护层一、介质层一、功能层一、功能层二、介质层二、保护层二的材料及厚度依次为：氧化硅5nm、氧化锌50nm、银铜合金70nm、铝20nm、氧化锌锡10nm，氧化铌50nm，超白玻璃的厚度分别为3mm和3mm，胶片的厚度为3.04mm。

其制作方法为首先3mm超白玻璃，切割成1200×2000mm的单个镜片，清洗后，再依次通过真空磁控溅射，采用对应的材料，从而形成上述对应厚度的保护层一、介质层一、功能层一、功能层二、介质层二、保护层二，将镀完的1200×2000×3mm的超白玻璃经强制对流双室钢化炉进行弯钢化处理，弯弧半径2.5m；接着再将另一片3mm超白玻璃经强制对流双室钢化炉进行弯钢化处理，弯弧半径2.5m，最后将两片弯钢化玻璃通过EVA胶片进行夹胶合片处理，胶片厚度为3.04mm，最终形成夹胶玻璃。

经测试，上述实施例1、2、3中太阳能热发光电用聚光集热镜的反射率和聚光比均满足下述参数：

检测类型	反射率	聚光比
			数值	92～95％	75～95

Claims

1.一种聚光集热镜，由位于两侧的玻璃层以及位于玻璃层中间的反射层、胶片层组成，反射层、胶片层分别与玻璃层连接，其特征在于：所述的反射层由内到外依次为功能层、介质层、保护层，所述的功能层和介质层位于保护层中间，所述的功能层位于介质层中间。

2.根据权利要求1所述的聚光集热镜，其特征在于：所述的玻璃层为总厚度2～12mm、经过钢化处理的超白玻璃。

3.根据权利要求2所述的聚光集热镜，其特征在于：所述胶片层为厚度0.76～3.04mm的PVB胶片、EVA胶片或SGP胶片。

4.根据权利要求3所述的聚光集热镜，其特征在于：保护层为厚度5～50mm、由氧化钛、氧化铌、氧化锆、氧化硅、氮化硅中的一种或几种组成的复合材料层。

5.根据权利要求4所述的聚光集热镜，其特征在于：功能层为总厚度90～130nm，由金、银、铝、铜、铬中的一种或几种组成的金属材料层。

6.根据权利要求5所述的聚光集热镜，其特征在于：介质层为厚度10～50nm，由氧化锌、氧化锌锡、AZO材料中一种组成的增强反射层。