[發明專利]太陽能聚光器、太陽能聚光器的制備方法及布局確定方法

有效

• 申請號: 201810011904.2
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN107979338B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 管江紅;常岐海
• 申請（專利權）人: 西藏民族大學
• 主分類號: H02S40/22
• 分類號: H02S40/22;H01L31/054
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

本發明公開一種太陽能聚光器、太陽能聚光器的制備方法及布局確定方法。該太陽能聚光器包括N面球面反射鏡，所述球面反射鏡緊密排列；N塊球面反射鏡按照同軸對稱排列或經緯對稱排列；每塊所述球面反射鏡的弧矢焦點重合；所述同軸對稱排列的排列方式為以中心球面反射鏡的光軸為對稱軸，每個外圍球面反射鏡均存在一個與其呈軸對稱的外圍球面反射鏡；所述經緯對稱排列的排列方式N塊所述球面反射鏡呈矩陣排列。本發明公開的太陽能聚光器布局及設計方法，在保證太陽能轉換效率的同時大幅降低了成本。

技術領域

本發明涉及新能源技術領域，特別是涉及一種太陽能聚光器、太陽能聚光器的制備方法及布局確定方法。

背景技術

過去的數十年，為了降低發電成本并與化石能源發電的成本相競爭，太陽能發電系統的研究方向主要在提高太陽能電力轉換效率和降低制造成本。對于太陽能發電系統而言，無論熱電系統還是光伏系統，決定太陽能電系統效率的核心之一，是太陽能聚光器的結構形式。其中聚光單元制造成本在系統總成本中占很大比重。在眾多的太陽能聚光收集方法中，由于拋物面型聚焦器具有大聚光比而得到廣泛的實踐應用，但因為大口徑的拋物面聚光器面型精度要求較高，導致制造成本居高不下，使太陽能發電系統因成本原因，造成推廣應用受到限制。為了降低成本，基于拋物面形狀的各種布局和制造材料被廣泛研究。其中得到實際應用的一種聚光器鏡面布局方案是先加工制作可以構成拋物面聚光器的各個子曲面，再將各個子曲面進行拼接形成完整的拋物面，但各個子曲面的曲率不同，每種曲率的子曲面均需要對應的加工模具，因此增加了模具的種類，成本降低的效果并不理想。

發明內容

本發明的目的是提供一種太陽能聚光器、太陽能聚光器的制備方法及布局確定方法，在保證太陽能聚光效率的同時大幅降低了成本。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種太陽能聚光器，包括N塊球面反射鏡，N塊所述球面反射鏡緊密排列；每塊所述球面反射鏡按照同軸對稱排列或經緯對稱排列；每塊所述球面反射鏡的弧矢焦點重合；所述同軸對稱排列的排列方式為以中心球面反射鏡的光軸為對稱軸，每個外圍球面反射鏡均存在一個與其呈軸對稱的外圍球面反射鏡；所述經緯對稱排列的排列方式是N塊所述球面反射鏡呈矩陣排列。

可選的，每塊所述球面反射鏡的直徑為0.5-1米，焦距為4米。

本發明還公開一種太陽能聚光器的制備方法，包括：

獲取球面反射鏡的焦距；

確定與所述球面反射鏡焦距相等的二維拋物線方程；

以所述拋物線的軸為對稱軸，沿所述拋物線延伸的方向依次排列多個球面反射鏡，從而得到球面反射鏡組；所述球面反射鏡組中的球面反射鏡頂點均與所述拋物線相交，且在每個所述球面反射鏡與拋物線的相交點處所述球面反射鏡的法線與所述拋物線的法線重合；

重新確定每個球面反射鏡的空間位置和傾斜角度，使每個球面反射鏡的弧矢焦點共焦于所述拋物線的焦點處，構成二維共焦球面反射鏡組；

以所述二維共焦球面反射鏡組為基準確定構成所述太陽能聚光器的所有球面反射鏡的空間位置和傾斜角度，得到三維共焦球面反射鏡組；

按照所述三維共焦球面反射鏡組中各個球面反射鏡的空間位置和傾斜角度，安裝各個球面反射鏡，得到所述太陽能聚光器。

本發明還公開一種太陽能聚光器的布局確定方法，包括：

根據球面反射鏡焦距確定拋物線方程參數空間坐標；

根據球面反射鏡直徑確定多個球面反射鏡在拋物線上依次放置時各個球面反射鏡的空間坐標；各個所述球面反射鏡的頂點均位于所述拋物線上，且在每個所述球面反射鏡與拋物線的相交點處所述球面反射鏡的法線與所述拋物線的法線重合；