[發明專利]一種由190個非球面反射鏡組成的太陽能聚光系統

有效

• 申請號: 201610278111.8
• 申請日: 2016-05-03
• 公開（公告）號: CN105759412B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 秦華;張爽;李文瑞
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G02B19/00
• 分類號: G02B19/00;G02B1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種太陽能聚光系統，將190個優選的8次偶次非球面反射鏡的頂點有序固定在YOZ平面上，入射太陽光束平行于XOY面，且與X軸負方向成25^°角；每個非球面反射鏡方程中0≤h≤10cm；XYZ坐標系中，聚焦點坐標為P_f(x_f,?x_ftan25^°,0)，x_f=?400，?x_ftan25^°=186.5231，聚焦點處光斑半徑小于1cm。

技術領域

本發明屬于太陽能熱利用技術領域，特別涉及一種由多個非球面反射鏡組成的高聚光比反射型太陽能聚光光學系統。

背景技術

用一光學系統把進入采光口的入射太陽光束改變方向并會聚到在一小區域內形成高溫熱源，在太陽灶以及太陽能點火裝置中廣泛應用，在太陽能光熱發電中也得到了越來越多的實踐。顧名思義,太陽能聚光系統就是把大面積的太陽輻照光收集或者聚焦到一小的接收器或輸出裝置上的工具。

按照對入射太陽光的聚集方式，太陽能聚光系統可分為反射式、折射式和折反混合式。反射式聚光裝置有旋轉拋物面式、拋物槽型式、平面定日鏡式等。折射式聚光裝置包括凸透鏡式和菲涅爾透鏡式，菲涅爾圓形透鏡用于點聚焦，菲涅爾矩形透鏡用于線聚焦。為了提高聚焦溫度，就要增加光學聚光比，因此出現了復合拋物面太陽能聚光鏡和多反射平面聚光系統。在一些大型太陽能利用裝置中,多采用反射式聚光。在反射式聚光集熱裝置中,光能接收器要在反射鏡的上方,擋住了部分入射光束,減少了陽光的反射,直接降低了聚光比。因此,為了不遮擋光路,大部分聚光裝置的設計均采用了偏軸聚焦。偏軸聚焦就是使入射光束與聚光鏡的主軸成一定的夾角,從而使聚焦點離開主軸。但是離開主軸后形成的是焦斑而不是焦點,也降低了聚光比。為了提高聚焦比，文獻Improved irradiancedistribution on high concentration solar cell using free-form concentrator采用自由曲面增加提高太陽能聚光器的聚光性能；文獻Optical design of an asphericalcylinder-type reflecting solar concentrator采用非球面面型增加槽式太陽能聚光器的聚光比至285。本發明采用由多個非球面反射鏡組成的太陽能聚光系統提高太陽能聚光比至15000以上，即提高了聚光比又實現了偏軸聚焦。

發明內容

本發明要解決的技術問題就是克服現有反射式太陽能聚光系統偏軸聚焦時聚光比較小的問題，采用多個非球面反射鏡組成的太陽能聚光系統，只通過一次反射就能使聚光比達到或超過15000。

本發明的190個非球面反射鏡組成的太陽能聚光系統，其結構如圖1所示，但是圖1只示出了部分非球面反射鏡。

本發明公開了一種反射型太陽能聚光系統，該系統由190個8次偶次非球面反射鏡組成，且190個非球面反射鏡頂點都規律的位于YOZ平面內，8次偶次非球面方程為：