CN205299991U - 一种复合式抛物聚光器、集热器及太阳光利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的复合式抛物聚光器、集热器及太阳光利用装置，其中的复合式抛物聚光器包括第一聚光构件和第二聚光构件，该第一聚光构件和第二聚光构件对称设置，且第一聚光构件和第二聚光构件的整体或部分由分光镜制成。该复合式抛物聚光器、集热器及太阳光利用装置在利用第一聚光构件和第二聚光构件反射的光线进行集热的同时，还可利用其透射的光线进行光伏发电或照明使用，从而扩大了该复合式抛物聚光器、集热器及太阳光利用装置的应用范围。

Description

一种复合式抛物聚光器、集热器及太阳光利用装置

技术领域

本实用新型涉及一种聚光器，具体涉及一种复合式抛物聚光器、集热器及太阳光利用装置。

背景技术

在太阳能热利用领域，为提升热吸收装置，如集热管的接收光照量，通常采用反射镜将太阳光反射聚集于集热管上，从而提升集热管接收的太阳光能量。但反射镜反射的光线无法全部反射至集热管上，存在部分光线偏离集热管的现象，导致该部分偏离光线无法被集热管吸收，无法最大程度地利用太阳光能量。

为充分利用由反射镜反射却偏离集热管的光线，进一步提升集热管接收的光线量，通常采用复合抛物面聚光器(CompoundParabolicConcentrator，CPC)作为二次反射构件，利用该二次反射构件将偏离集热管的光线再次聚集于集热管上。

目前，复合抛物面聚光器只具有反射光线的作用，其作用较为单一，难以被广泛应用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种复合式抛物聚光器，其使得该聚光器既可反射聚集光线，也可透射光线，从而扩大了该复合式抛物聚光器的应用。

本实用新型的目的还在于提供一种集热器，其使得该集热器中的复合式抛物聚光器既可反射聚集光线，也可透射光线，从而扩大了该复合式抛物聚光器的应用。

本实用新型的目的还在于提供一种太阳光利用装置，其使得该太阳光利用装置中的复合式抛物聚光器既可反射聚集光线，也可透射光线，从而扩大了该复合式抛物聚光器的应用。

本实用新型提供的复合抛物聚光器，包括第一聚光构件和第二聚光构件，所述第一聚光构件和所述第二聚光构件对称设置，且所述第一聚光构件和所述第二聚光构件的整体或部分由分光镜制成。

进一步地，所述第一聚光构件和所述第二聚光构件相连，且构造成一体化结构。

本实用新型提供的集热器，包括集热管和上述所述的复合式抛物聚光器，所述集热管构造成用于接收所述第一聚光构件和所述第二聚光构件反射的光线。

进一步地，还包括布置在所述第一聚光构件透射光路径上的用于接收并利用透射光的第一透射光利用构件，以及布置在所述第二聚光构件透射光路径上的用于接收并利用透射光的第二透射光利用构件。

进一步地，所述第一透射光利用构件和所述第二透射光利用构件均为光伏电池板。

进一步地，所述第一透射光利用构件与所述第一聚光构件上的分光镜封装成一体结构；并且所述第二透射光利用构件与所述第二聚光构件上的分光镜封装成一体结构。

进一步地，所述光伏电池板为多个，且多个光伏电池板呈锯齿形布置。

进一步地，所述第一透射光利用构件和所述第二透射光利用构件均为接收可见光的光纤。

进一步地，所述接收可见光的光纤与照明装置相连。

本实用新型提供的太阳光利用装置，包括反射构件和上述任一项所述的集热器，所述反射构件构造成用于将太阳光反射聚集于所述集热管、所述第一聚光构件及所述第二聚光构件上。

与现有技术相比，本实用新型提供的复合式抛物聚光器，通过将第一聚光构件和第二聚光构件的整体或部分由分光镜制成，使得第一聚光构件和第二聚光构件在反射聚集光线的同时，还可透射光线，便于透射光路上的光利用装置利用。

在进一步的技术方案中，通过将第一聚光构件和第二聚光构件构造为一体化结构，可便于该复合式抛物聚光器的安装和使用。

与现有技术相比，本实用新型提供的集热器，通过在第一聚光构件和第二聚光构件的反射光路上设置集热管，可利用集热管接收其反射的光线，进而加热集热管内流通的介质。

在进一步的技术方案中，通过在第一聚光构件的透射光路径上设置第一透射光利用构件，通过在第二聚光构件的透射光路径上设置第二透射光利用构件，从而可利用第一聚光构件和第二聚光构件透射的光线。

在进一步的技术方案中，第一透射光利用构件和第二透射光利用构件均为光伏电池板，从而可利用光伏电池板接收透射光线进行光伏发电。

在进一步的技术方案中，通过将第一透射光利用构件与第一聚光构件上的分光镜封装成一体结构，并将第二透射光利用构件与第二聚光构件上的分光镜封装成一体结构，可利用该分光镜作为光伏电池板的盖板使用，避免光伏电池板受到环境的影响而老化；同时，光伏电池板又可利用经过分光镜的透射光线进行光伏发电。

在进一步的技术方案中，将多个光伏电池板设置为锯齿形布置，从而将光伏电池板接收的透射光线进行分散，避免光伏电池板接收的光线过多、温度升高而影响光伏电池板的光电转换效率。

在进一步的技术方案中，可将第一透射光利用构件和第二透射光利用构件设置为接收可见光的光纤，经光纤传输至照明装置，供室内照明使用。

本实用新型提供的太阳光利用装置，通过反射构件将部分太阳光反射至集热管上，同时，将部分太阳光反射至第一聚光构件上和第二聚光构件上，集热管接收反射构件反射的光线的同时，还可接收第一聚光构件和第二聚光构件反射的光线，从而增加了集热管接收的光线量，进而提升了集热管的集热效率。

附图说明

在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1、2为本实用新型实施例一提供的复合式抛物聚光器的结构示意图。

图3至6为本实用新型实施例二提供的集热器的结构示意图。

图7为本实用新型实施例三提供的太阳光利用装置的结构示意图。

附图说明：

1-第一聚光构件，2-第二聚光构件，3-介质膜，4-分光镜，5-集热管，6-复合式抛物聚光器，7-第一透射光利用构件，8-第二透射光利用构件，9-反射构件，10-光伏电池板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1、2所示，本实施例提供的复合式抛物聚光器6，其包括第一聚光构件1和第二聚光构件2，该第一聚光构件1和第二聚光构件2对称设置，且第一聚光构件1和第二聚光构件2的整体或部分由分光镜制成。

图1、图2给出了第一聚光构件1和第二聚光构件2的部分由分光镜制成的结构示意图。可在分光镜4的入射面镀介质膜3，可采用具有节能环保、安全无污染特性的真空镀膜方式对该分光镜4进行镀膜，从而形成介质膜3。其中的介质膜3可将一定波长范围内的光进行反射，如该介质膜3可对波长1000nm～2000nm的近红外光进行反射，还可对其他波长范围内的光进行透射，如可对波长为400nm～1000nm的光进行透射。另外，还可在分光镜的出射面镀增透膜，从而增加透射光的透过率，从而为利用反射光和利用透射光提供条件。如图1所示，光线L经第一聚光构件1的介质膜3的反射形成反射光线R和透射光线T，其中的反射光线R和透射光线T均可被光利用构件利用。

传统的复合式抛物聚光器6只能将光线反射聚集于集热管上，其作用较为单一，本实施例中，由于第一聚光构件1和第二聚光构件2的整体或部分由分光镜4制成，使得该复合式抛物聚光器6可以透射光线，便于开展透射光线的利用，从而扩大了复合式抛物聚光器6的应用范围。

在本实施例中其中一个实施方式中，如图1所示，该第一聚光构件1和第二聚光构件2可为分体结构。如图2所示，也可将第一聚光构件1和第二聚光构件2相连，且构造成一体化结构，从而简化复合式抛物聚光器6的结构，便于安装。

实施例二

如图3至6所示，本实施例提供的集热器，其包括集热管5和实施例一中的复合式抛物聚光器6，该集热管5构造成用于接收第一聚光构件1和第二聚光构件2反射的光线。即该集热管5位于第一聚光构件1的反射光路上，同时也位于第二聚光构件2的反射光路上，第一聚光构件1将光线反射聚集于集热管5上。如图3所示的光线L经第一聚光构件1反射至集热管5上；同时，第二聚光构件2将光线L反射聚集于集热管5上，便于加热集热管5内流通的介质，例如集热管5内的水吸收热量变成水蒸气，从而有效利用第一聚光构件1和第二聚光构件2反射的光线。

在本实施例的其中一个实施方式中，如图4所示，还包括布置在第一聚光构件透射光路径上的用于接收并利用透射光的第一透射光利用构件7，以及布置在第二聚光构件透射光路径上的用于接收并利用透射光的第二透射光利用构件8。便于合理利用第一聚光构件和第二聚光构件透射的光线。

如图5所示，其中的第一透射光利用构件和第二透射光利用构件均为光伏电池板10，利用该光伏电池板10接收第一聚光构件和第二聚光构件透射的光线进行光伏发电，从而提高光线的利用效率。

另外，如图5所示，光伏电池板10与分光镜4封装成一体结构。通过将光伏电池板10与分光镜4封装成一体结构，可利用分光镜4作为光伏电池板10的盖板使用，避免光伏电池板10受到环境的影响而老化；同时，光伏电池板10又可利用经过分光镜4的透射光线进行光伏发电。

由于复合式抛物聚光器6中第一聚光构件和第二聚光构件的聚光倍数较高，经第一聚光构件形成的透射光的倍数也较高，为避免光伏电池板10接收的光线倍数过多而造成光伏电池板10热量升高。在本实施例的其中一个实施方式中，如图6所示，该光伏电池板10为多个，且多个光伏电池板10呈锯齿形布置，从而将光伏电池板10接收的透射光线进行分散，从而可避免光伏电池板10接收的光线过多、降低光伏电池板10的温度，进而提升光伏电池板10的光电转换效率。

另外，在本实施例中的其中一个实施方式中，第一透射光利用构件和第二透射光利用构件可均为接收可见光的光纤，其中的接收可见光的光纤与照明装置相连。从而利用光纤将可见光传输至照明装置，供室内照明使用。

如图3、4所示，本实施例的集热器中的复合式抛物聚光器6包括第一聚光构件和第二聚光构件，该第一聚光构件和第二聚光构件对称设置，且第一聚光构件和第二聚光构件的整体或部分由分光镜制成。可在该分光镜的入射面镀有介质膜，该介质膜的形成均可采用具有节能环保、安全无污染特性的真空镀膜方式对该分光镜进行镀膜。其中的介质膜可对波长1000nm～2000nm的近红外光进行反射，也可对波长为400nm～1000nm的光进行透过。第一聚光构件和第二聚光构件的反射光路上布置的集热管5可吸收由第一聚光构件和第二聚光构件上的分光镜反射的波长为1000nm～2000nm的辐射，并转变为热量，用于加热集热管5中的介质，如集热管5中的水吸收热量变为水蒸气，从而为蒸汽利用装置提供蒸汽来源。同时，还可通过第一聚光构件和第二聚光构件的透射光路上布置的透射光利用组件，例如在第一聚光构件的透射光路上布置的第一透射光利用组件，在第二聚光构件的透射光路上布置的第二透射光利用组件，该第一透射光利用组件和第二透射光利用组件均可为光伏电池板或接收可见光的光纤。当第一透射光利用组件和第二透射光利用组件均为光伏电池板时，该光伏电池板可接收由第一聚光构件和第二聚光构件上的分光镜透射光，从而将光能转化为电能。当第一透射光利用组件和第二透射光利用组件为接收可见光的光纤时，该光纤可接收由第一聚光构件和第二聚光构件上的分光镜透射的波长为400～800nm的可见光，该部分可见光经光纤传输至照明装置，供室内照明使用。

综上所述，本实施例提供的集热器，在利用集热管5接收第一聚光构件和第二聚光构件反射的光线进行集热的同时，还可为穿过第一聚光构件的透射光线和穿过第二聚光构件的透射光线的利用提供条件。

实施例三

如图7所示，本实施例提供的太阳光利用装置，其包括反射构件9和实施例二中的集热器，该反射构件9构造成用于将太阳光反射聚集于集热管5、第一聚光构件及第二聚光构件上。也可理解为，该集热管5、第一聚光构件及第二聚光构件布置在该反射构件9的反射光路上，从而利用该反射构件9将太阳光线反射至集热管5上，未反射至集热管5的光线可被第一聚光构件和第二聚光构件接收，经第一聚光构件接收的光线一部分反射至集热管5上，一部分则透过第一聚光构件形成透射光线，该透射光线进而被透射光路上的第一透射光利用构件7接收。同理，第二聚光构件接收的反射构件9反射的光线的一部分也反射至集热管5上。一部分光线则透过第二聚光构件形成透射光线，该透射光线进而被透射光路上的第二透射光利用构件8接收。其中的第一透射光利用构件7和第二透射光利用构件8可以为光伏电池板或接收可见光的光纤或其他光利用构件。

本实施例提供的太阳光利用装置，通过反射构件9，将太阳光线反射聚集于集热管5上，并利用第一聚光构件和第二聚光构件将经反射构件9反射但未反射至集热管5上的部分光线重新聚集于集热管5上；同时，还可将经第一聚光构件透射后的透射光线和经第二聚光构件透射后的透射光线进行利用，从而提高了该太阳光利用装置的光利用效率。

最后需要说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种复合式抛物聚光器，其特征在于，包括第一聚光构件和第二聚光构件，所述第一聚光构件和所述第二聚光构件对称设置，且所述第一聚光构件和所述第二聚光构件的整体或部分由分光镜制成。

2.根据权利要求1所述的复合式抛物聚光器，其特征在于，所述第一聚光构件和所述第二聚光构件相连，且构造成一体化结构。

3.一种集热器，其特征在于，包括集热管和上述权利要求1或2中任一项所述的复合式抛物聚光器，所述集热管构造成用于接收所述第一聚光构件和所述第二聚光构件反射的光线。

4.根据权利要求3所述的集热器，其特征在于，还包括布置在所述第一聚光构件透射光路径上的用于接收并利用透射光的第一透射光利用构件，以及布置在所述第二聚光构件透射光路径上的用于接收并利用透射光的第二透射光利用构件。

5.根据权利要求4所述的集热器，其特征在于，所述第一透射光利用构件和所述第二透射光利用构件均为光伏电池板。

6.根据权利要求5所述的集热器，其特征在于，所述第一透射光利用构件与所述第一聚光构件上的分光镜封装成一体结构；并且所述第二透射光利用构件与所述第二聚光构件上的分光镜封装成一体结构。

7.根据权利要求5或6所述的集热器，其特征在于，所述光伏电池板为多个，并且多个所述光伏电池板呈锯齿形布置。

8.根据权利要求4所述的集热器，其特征在于，所述第一透射光利用构件和所述第二透射光利用构件均为接收可见光的光纤。

9.根据权利要求8所述的集热器，其特征在于，所述接收可见光的光纤与照明装置相连。

10.一种太阳光利用装置，其特征在于，包括反射构件和上述权利要求3至9中任一项所述的集热器，所述反射构件构造成用于将太阳光反射聚集于所述集热管、所述第一聚光构件及所述第二聚光构件上。