[發(fā)明專利]具有二次反射鏡的槽式聚光發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910588554.0
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110411041B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王軍;鞏景虎;李國帥;李珂珂;羅顯鋒;趙丹丹;金煒
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: F24S23/71
• 分類號: F24S23/71;F24S10/70
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 許小莉

本發(fā)明公開一種具有二次反射鏡的槽式聚光發(fā)電系統(tǒng)，包括：一次反射鏡、集熱管和二次反射鏡，所述一次反射鏡的曲面型線為拋物線，所述集熱管位于一次反射鏡的焦點，所述二次反射鏡的曲面型線由多條焦距不同的拋物線組成，且二次反射鏡的曲面型線涉及的所有拋物線焦點與一次反射鏡共焦點，使得太陽光線照射在一次反射鏡上，經(jīng)過一次反射鏡的反射后，一部分光線直接照著在集熱管上，另一部分照射在二次反射上，經(jīng)過二次反射的反射后到達集熱管上。本發(fā)明保證了經(jīng)過二次反射鏡反射的光線最大限度的垂直照射在集熱管上，提高了光學(xué)效率，降低了建設(shè)成本。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于太陽能聚光集熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有二次反射鏡的槽式聚光發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

太陽能無疑是目前地球上可以開發(fā)的最大可再生能源，太陽能的聚光利用形式分為碟式、塔式、槽式及線性菲涅爾式。槽式發(fā)電技術(shù)最為成熟，占太陽能聚光熱發(fā)電市場的90％以上，也是目前唯一能商業(yè)化的太陽能熱發(fā)電產(chǎn)品。

大開口、高聚光比是目前提高集熱溫度、降低投資成本最有效的方法。在大開口高聚光比系統(tǒng)中，需要在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中加入二次反射鏡，將更多的光線聚集在集熱管上。目前的二次反射鏡主要分為復(fù)合拋物面(Compound Parabolic Concentrator(CPC))型、平板型和梯形。但是這些都不能將反射到二次上的光線最大限度的垂直照射在集熱管上，造成光學(xué)效率下降。因此為了提高光學(xué)效率，急需設(shè)計一種能將太陽光線最大限度的垂直照射在集熱管上，提高光學(xué)效率、降低投資成本。

發(fā)明內(nèi)容：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種具有二次反射鏡的槽式聚光發(fā)電系統(tǒng)，提高光學(xué)效率、降低投資成本。

為達到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來具體實現(xiàn)：

本發(fā)明的一種具有二次反射鏡的槽式聚光發(fā)電系統(tǒng)，包括：一次反射鏡、集熱管和二次反射鏡，所述一次反射鏡的曲面型線為拋物線，所述集熱管位于一次反射鏡的焦點，所述二次反射鏡的曲面型線由多條焦距不同的拋物線組成，且二次反射鏡的曲面型線涉及的所有拋物線焦點與一次反射鏡共焦點，使得太陽光線照射在一次反射鏡上，經(jīng)過一次反射鏡的反射后，一部分光線直接照著在集熱管上，另一部分照射在二次反射上，經(jīng)過二次反射的反射后到達集熱管上。

所述的具有二次反射鏡的槽式聚光發(fā)電系統(tǒng)，所述的二次反射鏡的曲面型線的多條焦距不同的拋物線的設(shè)計步驟如下：

(1)確定第一段拋物線：

令一次反射鏡邊緣反射光線的反射角為β，則其反射光線方程為：

式中：f為一次反射鏡的焦距，為邊緣角。

β的計算公式如下：

式中，為邊緣角，α為最大誤差角。

以一次反射鏡與二次反射鏡共同的焦點作為原點，角度為β的一次反射鏡邊緣反射光線與y軸相交作為二次反射鏡的起始點，該起始點距原點的距離：

取步長角度為γ，要求在步長角度范圍內(nèi)光線最大限度的照射在集熱管中心，選取步長的中心點處光線照射在集熱管中心，第一段拋物線焦距的角度為β-0.5γ，第一段拋物線焦距的焦距f₀：

式中，ε₀為角度為β的一次反射鏡邊緣反射光線與y軸相交作為二次反射鏡的起始點的距離h₀的方向角度，ε₀＝90°，根據(jù)第一段拋物線焦距的角度β-0.5γ，第一段拋物線的焦距f₀設(shè)計出第一段拋物線，拋物線方程為：

(2)確定第二段拋物線：