[發明專利]球面反射鏡組合式聚光發電裝置

無效

• 申請號: 200710043608.2
• 申請日: 2007-07-09
• 公開（公告）號: CN101345496A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 鄧運明
• 申請（專利權）人: 上海華達運新能源科技有限公司
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;G02B5/10
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊元焱

技術領域

本發明涉及一種太陽能發電裝置，尤其涉及一種球面反射鏡組合式聚光發電裝置。

背景技術

聚光太陽能光伏發電可以大幅度降低光伏發電成本。隨著新型高效聚光電池效率的不斷提高，聚光發電系統在太陽能光伏發電領域將越來越重要。聚光光學系統有多種形式，目前主要應用的是拋物面反射式點聚焦系統，這種系統的優點是：維修方便(電池可以更換)；便于升級(可以更換更高效率的電池)；聚光倍數可變；成本低(反射鏡成本低，聚光倍數可以很高，對電池的需求量減少)。但也有以下缺點：一是當采用長焦距反射鏡時，光強相對較均勻，但對跟蹤精度要求很高，而且焦距的長度受到太陽光發散角(+/-0.26度)的限制；二是當采用短焦距反射鏡時，光強嚴重不均勻，但對跟蹤精度要求較低，此時需要較復雜的二級光學系統，以提高光強的均勻性，但其作用有限，系統復雜；三是反射鏡制作精度要求較高，局部的誤差，將導致電池表面能量分布的不均勻，降低發電效率。

由試驗可知，焦距越短能量分布越不均勻，當焦距小于直徑時，光強的不均勻性已經不能使用(因為存在較大的畸變)。焦距越長，由于太陽光的發散角引起的邊緣溢出現象越嚴重，其溢出量與焦距長度成正比。這一特性會同時反映在跟蹤器的精度上，也就是說，焦距越長，對跟蹤器的精度要求越高。

另外，大型拋物面反射系統，一般在制作時將其分成小塊，對每一小塊的精度有較高的要求，對處在不同直徑上的小塊，其曲率也不同，也就是說這些小塊反射鏡要有不同的模具制作。

發明內容

本發明的目的，在于解決現有技術存在的上述問題，提供一種光強分布均勻、對跟蹤精度要求又不高的球面反射鏡組合式聚光發電裝置。

本發明的目的是這樣實現的：一種球面反射鏡組合式聚光發電裝置，包括聚光器、太陽光接收器和太陽光自動跟蹤器，太陽光自動跟蹤器能自動跟蹤太陽以使聚光器始終指向太陽，其特點是，所述的聚光器由多個球面反射鏡組合而成，每個球面反射鏡的位置保證其將入射的太陽光匯聚到太陽光接收器外表面時的形狀和位置與太陽光接收器外表面的形狀和位置基本一致。

所述的各球面反射鏡的面積分別為太陽光接收器的面積的2～30倍。

所述的聚光器由至少4個球面反射鏡組合而成，并以接收器中心軸為中心對稱排列。

所述的多個球面反射鏡的曲率和大小相同。

所述的多個球面反射鏡的曲率和大小不同。

本發明球面反射鏡組合式聚光發電裝置由于其聚光器由多個球面反射鏡組合而成，每個球面反射鏡將入射的太陽光匯聚成與接收器面積基本一致大小的光斑照射在接收器上，多個這樣的小反射鏡反射同樣大小的光斑在接收器上重合，從而提高了聚光倍數。這樣對每個球面反射鏡的聚光倍數要求不高，從而使每個球面反射鏡聚到接收器上的光強比較均勻，而且，當由多個這樣的球面反射鏡匯聚的光斑在接收器上重疊時，個別反射鏡的表面誤差對接收器上總的光強分布不均勻性影響很小。反射鏡與接收器的距離越短，對反射鏡表面精度的要求越低，同時對跟蹤器的精度要求也越低。

附圖說明

圖1為本發明球面反射鏡組合式聚光發電裝置的基本結構示意圖；

圖2為本發明中的聚光器的第一實施例的結構示意圖；

圖3為本發明中的聚光器的第二實施例的結構示意圖；

圖4為本發明中的聚光器的第三實施例的結構示意圖。

具體實施方式

參見圖1、配合參見圖2、圖3、圖4，本發明的球面反射鏡組合式聚光發電裝置，包括聚光器1、太陽光接收器2和太陽光自動跟蹤器3，太陽光自動跟蹤器3能自動跟蹤太陽以使太陽光始終垂直入射聚光器。其中的聚光器1由多個球面反射鏡11組合而成，每個球面反射鏡11的位置保證其將入射的太陽光匯聚成與太陽光接收器面積基本一致的光斑照射在接收器上。各球面反射鏡的面積分別為太陽光接收器的面積的2～30倍，多個球面反射鏡的曲率和大小可以相同，也可以不同。

參見圖2，本發明的球面反射鏡組合式聚光發電裝置中的聚光器1可由4個球面反射鏡11組合而成。4個球面反射鏡11分別有不同的旋轉角和位置高度，以使匯聚的光斑的大小與接收器2的大小基本一致，并且全部照在接收器上。

參見圖3，本發明的球面反射鏡組合式聚光發電裝置中的聚光器1可由15個球面反射鏡11組合而成，這15個球面反射鏡組成類似4×4的陣列，只是其中一角空缺，形成4×4缺角陣列。圖3左下角所缺的一個反射鏡，是由于當反射鏡與接收器的距離較短時，這個反射鏡的旋轉角度太大，匯聚光斑容易產生崎變，故取消。如果反射鏡與接收器的距離較長時，不必取消此反射鏡。

參見圖4，本發明的球面反射鏡組合式聚光發電裝置中的聚光器1可由60個球面反射鏡11組合而成，每15個球面反射鏡組成一個4×4缺角陣列，4個4×4缺角陣列以接收器為中心對稱設置并使4個缺角對稱分布在整個聚光器的4角。這種聚光器可使聚光能量增加到圖3所示聚光器的4倍。