CN207070003U - 一种单塔多罩式免跟踪太阳能聚光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单塔多罩式免跟踪太阳能聚光装置，包括空心金属主干、集光罩、反光片、窗口、固定螺栓、弹簧和底座，金属主干上从上至下设置有若干集光罩，集光罩通过固定螺栓被依次均匀的固定在金属主干上；位于集光罩中心位置向阳面的金属主干上设有窗口，窗口内侧有一倾斜反光片，窗口大小与反光片的垂直高度一致，窗口由透明玻璃覆盖；反光片为外凸型反光镜面，其曲率和集光罩曲率一致；每个集光罩内反光片的倾斜角度从上到小依次增大，可保证所有反射的光线以细窄的准直光束形式直接照射到底座上，避免了反光片被二次照射，所有光线会被汇集到底座并被集中收集起来，一天中任何时候入射的光线都会被反光片收集并向下反射过去。

Description

一种单塔多罩式免跟踪太阳能聚光装置

技术领域

本发明涉及新能源领域，具体涉及一种单塔多罩式免跟踪太阳能聚光装置。

背景技术

传统的太阳能器件是将昂贵的太阳能电池板暴露在室外，且为了获取足够的电能，通常又需要大面积的光伏面板协同工作。首先光伏面板昂贵的成本目前是制约太阳能器件推广的主要障碍，如何提高其转换效率，且减少安装面积，成为光伏领域一个亟待解决的问题。其次，传统的光伏面板直接暴露在阳光下，不仅要经受风吹雨打等自然条件考验，对于中国空气严重污染的室外环境，粉尘颗粒等污染物的堆积对光伏面板的影响也是毁灭性的。

因此如何提高光伏面板转换效率，减少面板使用数量，避免光伏面板的恶劣工作环境，是一个急需解决的问题。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种单塔多罩式免跟踪太阳能聚光装置。

本发明提供的技术方案是：

一种单塔多罩式免跟踪太阳能聚光装置，包括空心金属主干、集光罩、反光片、窗口、固定螺栓、弹簧和底座，所述金属主干上从上至下设置有若干集光罩，所述集光罩通过固定螺栓被依次均匀的固定在金属主干上；位于集光罩中心位置向阳面的金属主干上设有窗口，所述窗口内侧有一倾斜反光片，窗口大小跟反光片的垂直高度一致，窗口由透明玻璃覆盖；所述反光片为外凸型反光镜面，其曲率和集光罩曲率一致；每个集光罩内反光片的倾斜角度从上到小依次增大。

进一步的，在所述金属主干上每隔一段距离设有一对连线过中轴的小孔，该间隔距离略大于集光罩的直径，一对固定螺栓从金属主干内部分别通过小孔穿出，且固定螺栓大头在内，并且对称的两个固定螺栓之间通过弹簧相连接。

进一步的，所述集光罩为球形结构，其材料为玻璃或亚克力透明材质，其过球心有一大小等同于金属主干直径的圆柱空洞，便于集光罩穿插到金属主干上。

进一步的，所述反光片按照设定的角度固定在金属主干内部，且反光片凸面朝下。

进一步的，最上面集光罩内的反光片倾斜角度最接近于水平，最下面的集光罩的反光片倾斜角度最接近于垂直，中间的反光片倾斜角度依次过渡变化，但每个反光片的曲率跟集光罩的曲率一致，将被聚焦的太阳光以细窄准直光束的形式，被直接照射到金属主干底部，而不会照射到其他反光片或者金属主干内壁上。

进一步的，最下面集光罩的反光片与底座之间的金属主干内壁上涂有反光涂层，可以解决由于装配误差所带来的上层反射光束照射到金属主干底部内壁上的问题。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

1.本发明采用了角度渐变式单凸面反光片，保证了反射光线以细窄准直光束形式被直接反射到金属主干底部，而不会照射到金属主干内壁上，因此主要的金属主干内壁不需要反光涂层，降低了成本，提高了太阳光收集效率

2.本发明采用了角度渐变式单凸面反光片，保证了从上到小的由反光片反射的光束传播方向渐变，避免了反光片被二次加热，降低了放光片温度，延长了器件寿命。

3.本发明采用了单塔多罩式结构，在同一金属主干上放置多个集光罩，并在支杆内部进行光能传输，大大节省了空间。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的结构单元示意图。

图3为反光片反光原理示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

一种单塔多罩式免跟踪太阳能聚光装置，包括空心金属主干1、集光罩2、反光片3、窗口4、固定螺栓5、弹簧6和底座7，所述金属主干1上从上至下设置有若干集光罩2，所述集光罩2通过固定螺栓5被依次均匀的固定在金属主干1上；位于集光罩2中心位置向阳面的金属主干1上设有一窗口4，所述窗口4内侧有一倾斜反光片3，窗口4大小跟反光片3的垂直高度一致，窗口4由透明玻璃覆盖；所述反光片3为外凸型反光镜面，其曲率和集光罩2曲率一致；每个集光罩2内反光片3的倾斜角度从上到小依次增大。

在所述金属主干1上每隔一段距离设有一对连线过中轴的小孔，该间隔距离略大于集光罩2的直径，一对固定集光罩2的固定螺栓5从金属主干1内部分别通过小孔穿出，且固定螺栓5的大头在内，并且对称的两个固定螺栓5之间通过弹簧6相连接。正常情况下，固定螺栓5会由于弹簧6作用，而突出到金属主干1外面，如果用力从外侧挤压，固定螺栓5会收缩到金属主干1内。

所述集光罩2为球形结构，其材料为玻璃或亚克力透明材质，其过球心有一大小等同于金属主干1直径的圆柱空洞，便于集光罩2穿插到金属主干1上。

所述反光片3按照设定的角度固定在金属主干1内部，且反光片3凸面朝下。最上面集光罩2内的反光片3倾斜角度最接近于水平，最下面的集光罩2的反光片3倾斜角度最接近于垂直，中间的反光片3倾斜角度依次过渡变化，但每个反光片3的曲率跟集光罩2的曲率一致，每个集光罩2内反光片3的倾斜角度从上到小依次增大，可保证所有反射的光线以细窄的准直光束形式直接照射到底座7上，避免了发光片3被二次照射。所有光线会被汇集到底座7并被集中收集起来。将被聚焦的太阳光以细窄准直光束的形式，被直接照射到金属主干1底部，而不会照射到其他反光片3或者金属主干1内壁上，但可以适当在最下面反光,3与底座7之间的金属主干1内壁上涂上反光涂层，可以解决由于装配误差所带来的上层反射光束照射到金属主干1底部内壁上的问题。

如图2所示，平行光线进入集光罩2，由于曲面作用，会被汇聚并通过玻璃窗口4照射到反光片3上。此处的反光片3设计成半球型，球曲面朝向阳面，且曲率与集光罩2曲率一致。汇聚光束落在反光片3表面，由于反光片3是凸面，所以光线会被发散，按照一定角度和以准直光束的形式向下传播，如图3所示。由于是反光片3半球型，所有不论从哪个方向入射的光，反射光线都会向下传播。假设A方向为早上太阳光的入射方向，经球面后，光线会被向下反射；B方向为下午太阳光入射方向，经球面后，光线也会向下反射；同理中午的光线C也是向下反射的，所有一天中任何时候入射的光线都会被反光片收集并向下反射过去，不需要考虑太阳入射方向。因此该系统不需要跟踪太阳的位置，就可以做到全天候的太阳光收集。

由于一个塔上有多个集光罩2，所有会有很多光束照射到底座7上。安装在底座的耦合器，会将这些不同入射方向的光束耦合并以光波导形式传输出去。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种单塔多罩式免跟踪太阳能聚光装置，其特征在于：包括空心金属主干(1)、集光罩(2)、反光片(3)、窗口(4)、固定螺栓(5)、弹簧(6)和底座(7)，所述金属主干(1)上从上至下设置有若干集光罩(2)，所述集光罩(2)通过固定螺栓(5)被依次均匀的固定在金属主干(1)上；位于集光罩(2)中心位置向阳面的金属主干(1)上设有窗口(4)，所述窗口(4)内侧有一倾斜反光片(3)，窗口(4)大小与反光片(3)的垂直高度一致，窗口(4)由透明玻璃覆盖；所述反光片(3)为外凸型反光镜面，其曲率和集光罩(2)曲率一致；每个集光罩(2)内反光片(3)的倾斜角度从上到小依次增大。

2.根据权利要求1所述的单塔多罩式免跟踪太阳能聚光装置，其特征在于：在所述金属主干(1)上每隔一段距离设有一对连线过中轴的小孔，该间隔距离略大于集光罩(2)的直径，一对固定螺栓(5)从金属主干(1)内部分别通过小孔穿出，且固定螺栓(5)的大头在内，并且对称的两个固定螺栓(5)之间通过弹簧(6)相连接。

3.根据权利要求1所述的单塔多罩式免跟踪太阳能聚光装置，其特征在于：所述集光罩(2)为球形结构，其材料为玻璃或亚克力透明材质，其过球心有一大小等同于金属主干(1)直径的圆柱空洞，便于集光罩(2)穿插到金属主干(1)上。

4.根据权利要求1所述的单塔多罩式免跟踪太阳能聚光装置，其特征在于：所述反光片(3)按照设定的角度固定在金属主干(1)内部，且反光片(3)凸面朝下。

5.根据权利要求1所述的单塔多罩式免跟踪太阳能聚光装置，其特征在于：最上面集光罩(2)内的反光片(3)倾斜角度最接近于水平，最下面的集光罩(2)的反光片(3)倾斜角度最接近于垂直，中间的反光片(3)倾斜角度依次过渡变化，但每个反光片(3)的曲率跟集光罩(2)的曲率一致。

6.根据权利要求1所述的单塔多罩式免跟踪太阳能聚光装置，其特征在于：最下面集光罩(2)的反光片(3)与底座(7)之间的金属主干(1)内壁上涂有反光涂层。