[實用新型]一種能流密度均勻分布的空間太陽能電站光路傳輸結構

有效

• 申請號: 201420847109.4
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN204258714U
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 戴貴龍;杜曉瑞;侯根富
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: H02S40/22
• 分類號: H02S40/22
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本實用新型涉及太陽能應用技術領域，具體的說，本實用新型涉及一種能流密度均勻分布的空間太陽能電站光路傳輸結構。

背景技術

由于空間太陽能輻射能流密度大，穩定性好，持續時間長。利用空間太陽能電站技術開發利用空間太陽能，對地面節能減排和環境保護具有重要的意義。空間太陽能電站主要由太陽光聚集系統、光伏電池陣以及微波發射器組成。太陽光聚集系統匯聚太陽光束并傳輸到光伏電池陣上，產生電能，同時微波發射器將電能以微波的形式傳輸到地面接收站，接收站再將微波轉變成電能，供地面使用。

空間太陽能是一種資源豐富的新能源，開發利用空間太陽能資源對節能減排、改善生態環境十分重要。空間太陽能電站已引起國內外的廣泛關注，是開發利用空間太陽能資源的有效手段，太陽能聚集與傳輸系統是空間太陽能電站的關鍵組成部分之一，根據技術特點不同，目前已有兩種空間太陽能電站太陽能聚集與傳輸方案。

在中華人民共和國國家知識產權局網站上，查到與本實用新型相關的專利2項，具體信息如下：

(1)發明名稱：應用于空間太陽能電站的對稱式兩級平面反射聚集方法

申請號：2014100033804

發明人：孟憲龍；夏新林；孫創；戴貴龍

摘要：應用于空間太陽能電站的對稱式兩級平面反射聚集方法，涉及一種對稱式兩級平面反射聚集方法。為了解決目前的太陽能量聚集系統方案存在聚集能流分布不均勻、光斑形狀與太陽電池形狀不匹配和跟蹤難度高的問題。建立反射系統：在太陽能電池板的兩側分別布置一個一級偏軸拋物反射面，兩個一級偏軸拋物反射面以垂直于太陽能電池板的光軸為軸對稱設置，在兩個一級偏軸拋物反射面的焦點兩側分別對稱布置一個二級斜平面反射鏡；使太陽能電池板表面呈現的兩個橢圓型光斑完全重合，求取反射系統的最佳結構參數，對反射系統進行跟蹤誤差調控；通過在兩個維度下調控在軌運行的反射系統，使太陽能電池陣實現聚集能流。它用于空間太陽能電站聚集能流。

(2)發明名稱：一種功率密度可調的薄膜反射聚光式空間太陽能聚能站

申請號：201410060933X

發明人：賈海鵬；楊杰；侯欣賓；王立；張興華

摘要：一種功率密度可調的薄膜反射聚光式空間太陽能聚能站，包括航天器平臺、光學系統和光路調節機構；所述的光學系統包括主聚光鏡、副聚光鏡和平面反射鏡；主聚光鏡和副聚光鏡反向布置且光軸重合，通過光路調節機構調整主聚光鏡和副聚光鏡之間的法向距離，改變輸出光束的功率密度；通過光路調節機構調整平面反射鏡的角度，進而改變輸出光束的方向；太陽光經主聚光境聚光反射至副聚光鏡，由副聚光鏡將反射的光線進行二次聚光后反射至平面反射鏡，由平面反射鏡將光束反射至目標。

目前的空間太陽能電站太陽能聚集傳輸系統由于結構原因，傳輸到光伏電池表面的聚集能流密度分布不均勻，影響光伏電池的發電效率和使用壽命，實用性較差。

發明內容

本實用新型的目的在于提出一種聚集能流密度分布均勻，聚光比適中，結構相對簡單的空間太陽能電站光路聚集與傳輸結構，有效提高空間太陽能電站光路傳輸的工程應用價值。

本實用新型提供的技術方案是：一種能流密度均勻分布的空間太陽能電站光路傳輸結構，包括一次反射鏡、一次拋物面聚集器、二次拋物面聚集器以及光伏電池板，一次反射鏡以及二次拋物面聚集器和光伏電池板的中心點均在同一條對稱軸上，二次拋物面聚集器和光伏電池板之間設置有一次拋物面聚集器，一次拋物面聚集器和二次拋物面聚集器的焦點重合聚焦在對稱軸上；入射太陽光束經一次反射鏡反射，沿對稱軸方向平行入射到一次拋物面聚集器，一次拋物面聚集器通過反射，將太陽光束聚集到二次拋物面聚集器，二次拋物面聚集器能將經過公共焦點的太陽光束，平行且均勻地投射到光伏電池表面，完成光電轉換。

所述的一次反射鏡懸掛在二次拋物面聚集器的上方，繞其中心點自由轉動，將入射太陽光束反射傳輸到一次拋物面。

一次拋物面聚集器和二次拋物面聚集器的開口正對且兩者焦點重合聚焦在對稱軸上，或者，

一次拋物面聚集器和二次拋物面聚集器的開口同向設置且兩者焦點重合聚焦在對稱軸上。

本實用新型的有益效果如下：

(1)一次反射鏡、一次拋物面聚集器、二次拋物面聚集器和光伏電池板的中心點均在對稱軸上，整個系統的重心集中在下方的光伏電池板上，系統在軌運行的重力梯度穩定性好；