[實用新型]兩級復合拋物面聚光器

無效

• 申請號: 201020022517.8
• 申請日: 2010-01-13
• 公開（公告）號: CN201583012U
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 余雷;王軍;張耀明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F24J2/12
• 分類號: F24J2/12;F24J2/46;F24J2/52
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本實用新型涉及一種太陽能利用聚光器，特別是一種靜態非成像聚光器，屬于太陽能聚光技術領域。

背景技術

太陽能作為一種清潔、無污染的可再生能源，其開發和利用被認為世界能源戰略的重要組成部分。

復合拋物面聚光器(Compound?parabolic?concentrator，簡稱為CPC)是根據邊緣光學原理設計的非成像聚光器。在理論上，接收角范圍內的入射光直接或經反射都最終到達接收器上，對于給定的接受角范圍它可以實現最大的聚光比，因而被應用在太陽能光熱、光伏系統中，非跟蹤、跟蹤(二級反射器)系統中。CPC模型的建立與發展起于七十年代末，大量學者做了相關研究。管狀CPC在光熱系統中的應用最為廣泛，它具有最小的散熱面積，無需跟蹤裝置而降低了成本，可以實現中高溫集熱的需求。在1977年，康寧玻璃研發實驗室的奧塔巴斯(U.Ortabasi)提出了利用復合拋物面的熱管式真空集熱器，它采用了聚光板放置在玻璃管內部的方法，解決了外聚光方式存在的縫隙過大、聚光板難以保養、聚光效果差、結構不緊湊等缺點，但也存在著聚光比較小的限制而使得它的應用并不廣泛。而較多的應用于在跟蹤聚光系統中，作為二次聚光裝置來彌補設計精度的誤差，被利用在跟蹤系統中則無法體現其作為靜態聚光器的特點。

發明內容

技術問題：本實用新型要解決的技術問題是提供一種能夠實現更大聚光比的兩級復合拋物面聚光器。

技術方案：為解決上述技術問題，本實用新型提供的技術方案為：一種兩級復合拋物面聚光器，該兩級復合拋物面聚光器包括一個支撐裝置、擺放在支撐裝置上的多列復合拋物面聚光集熱管、與支撐裝置的南北兩邊相連接的二級復合拋物面聚光板和與二級復合拋物面聚光板及支撐裝置連接的固定支架，固定支架用于支撐和固定二級復合拋物面聚光板及支撐裝置，通過固定支架的調節使得該兩級復合拋物面聚光器在南北方向上傾斜；

復合拋物面聚光集熱管包括一級復合拋物面聚光板、玻璃管、位于玻璃管內部的接收管，接收管與玻璃管之間是真空，一級復合拋物面聚光板安裝在該真空中且與玻璃管接觸，一級復合拋物面聚光板與接收管之間有縫隙。

優選的，接收管為直通式接收管。

優選的，接收管為熱管式接收管。

優選的，一級復合拋物面聚光板與接收管之間有5mm-2cm的縫隙。

優選的，復合拋物面聚光集熱管的擺放軸向為東西向或軸向為南北向。

優選的，一級復合拋物面聚光板最大接收角為90度，二級復合拋物面聚光板最大接收角為15度，二級復合拋物面聚光板高度為1.3米，二級復合拋物面聚光板的軸向為東西向，通過調整固定支架，使得支撐裝置朝南傾斜約30度。

有益效果：

1)采用復合拋物面聚光器，可以將接收角范圍內的入射光線全部收集到接收器上，并在該接收角下實現理論上的最大幾何聚光比。可以實現無須跟蹤的靜態聚光器。

2)采用玻璃管內放置一級復合拋物面聚光板與外部放置二級復合拋物面聚光板結合的方式可以具有以下優點：采用了玻璃管內置復合拋物面板的真空集熱管既具有復合拋物面聚光器靜態聚光的特點，又減少了玻璃管與聚光板之間的縫隙大小，由于管內為真空而熱損失顯著降低，由于玻璃管的保護而使得復合拋物面板壽命久，并且這種聚光方式安裝運輸方便。在外部拓展放置二級復合拋物面聚光板，用便宜的聚光板來代替昂貴的真空集熱管，可以實現更大的聚光比，并使得工質達到較高的溫度。

3)采用的支撐結構，容易安裝與更換、節省重量與材料、可以按照實際需求來調整高度和傾斜角度。

4)一級復合拋物面板的曲線采用的是奧塔巴斯(U.Ortabasi)等人推導出的公式曲線，這種曲線設計簡單，并在聚光比、聚光器尺寸上具有優勢。

5)該設計科學、簡單、合理，聚光效果好，便于大規模工業化生產，成本低，易推廣。

附圖說明

圖1是兩級復合拋物面聚光器的剖面結構示意圖(接收管為直通式接收管、東西向擺放)，

圖中有：復合拋物面聚光集熱管1、二級復合拋物面聚光板2、固定支架3、支撐裝置4；

圖2是復合拋物面聚光集熱管的結構示意圖，

圖中有：接收管1-1、一級復合拋物面聚光板1-2、玻璃管1-3；

圖3是兩級復合拋物面聚光器的立體結構示意圖(接收管為直通式接收管、東西向擺放)，

圖中有：復合拋物面聚光集熱管1、二級復合拋物面聚光板2、固定支架3；

圖4是兩級復合拋物面聚光器的立體結構示意圖(接收管為熱管式接收管、南北向擺放)，