專(zhuān)利名稱：固定反光板太陽(yáng)能收集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能的有效利用，特別是涉及將不斷變化角度的太陽(yáng)光、紅外 線、紫外線和周?chē)椛涔?、散射光和漫反射光穩(wěn)定地調(diào)整在一個(gè)小角度范圍以內(nèi)，或形 成一個(gè)光斑，為高效、經(jīng)濟(jì)利用太陽(yáng)能供熱、制冷、發(fā)電、照明及太陽(yáng)灶提供了穩(wěn)定的 能源保障，屬于太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在全球經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，一方面是能源需求爆炸式增長(zhǎng)，造成能源日趨緊 張，價(jià)格飛漲甚至發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)，另一方面是，能源過(guò)度使用后造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，使人 類(lèi)生存環(huán)境受到嚴(yán)峻考驗(yàn)?，F(xiàn)在，全世界都在開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能應(yīng)用的深度，而提高太陽(yáng)能接 收效率、降低太陽(yáng)能接收成本，就成為太陽(yáng)能有效利用的“瓶頸”。傳統(tǒng)太陽(yáng)能收集裝 置要么收集效率很低，要么必須追隨太陽(yáng)光角度變化而變化，跟蹤太陽(yáng)其缺點(diǎn)是，收集 成本高、維修維護(hù)成本高、無(wú)法大面積使用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過(guò)固定的多級(jí)組合反 光板實(shí)現(xiàn)對(duì)不斷變化角度的太陽(yáng)光進(jìn)行調(diào)整，使太陽(yáng)光角度穩(wěn)定在較小的范圍之內(nèi)，解 決有效、經(jīng)濟(jì)地收集太陽(yáng)能的技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是固定反光板太陽(yáng)能收集器，包括，一級(jí)光導(dǎo)向板(1)、二級(jí)光導(dǎo)向板( 和三級(jí)光導(dǎo)向板(3)，所述一級(jí)光導(dǎo)向板(1)、所述二級(jí)光導(dǎo)向板(2)和所述三級(jí)光導(dǎo)向板C3)依次平滑無(wú)縫注壓為一整體組成太陽(yáng)能收集器單元。
該收集器還包括，四級(jí)光聚焦板G)，所述固定反光板太陽(yáng)能收集器單元中三級(jí) 光導(dǎo)向板另一端C3)與所述四級(jí)光聚焦板(4)靠外部連接件平滑無(wú)縫連接為一整體組成太 陽(yáng)能收集器單元。
該收集器在與水平面30°至60°仰角范圍內(nèi)安裝于室外正南方向。將180° 范圍變化的太陽(yáng)光穩(wěn)定在固定反光板太陽(yáng)能收集器縱向?qū)ΨQ軸40°至10°范圍內(nèi)或一光 斑。一級(jí)光導(dǎo)向板(1)、二級(jí)光導(dǎo)向板( 和三級(jí)光導(dǎo)向板C3)和四級(jí)光聚焦板(4)的組 成材料是，由金屬、塑料、聚酯等材料壓制成型后鍍反光層制成。多個(gè)固定反光板太陽(yáng) 能收集器單元，可以組合成固定反光板太陽(yáng)能收集器單元組。
—種固定反光板太陽(yáng)能收集方法，包括以下步驟，
步驟一由一級(jí)光導(dǎo)向板(1)接收180°范圍內(nèi)的太陽(yáng)光、紅外線、紫外線、輻 射光、散射光和漫反射光；
步驟二 所述一級(jí)光導(dǎo)向板(1)接收的太陽(yáng)光的80%以上被二級(jí)光導(dǎo)向板(2) 以180°光范圍吸收；
步驟三所述二級(jí)光導(dǎo)向板(2)將導(dǎo)入180°范圍內(nèi)太陽(yáng)光的角度穩(wěn)定地調(diào)整到 120°至60°范圍內(nèi)導(dǎo)入三級(jí)光導(dǎo)向板(3)；
步驟四所述三級(jí)光導(dǎo)向板(3)將導(dǎo)入120°至60°范圍內(nèi)太陽(yáng)光的角度穩(wěn)定地 調(diào)整到40°至10°范圍內(nèi)。
固定反光板的太陽(yáng)能收集方法，還包括，步驟四中所述三級(jí)光導(dǎo)向板(3)導(dǎo)入 的40°至10°范圍內(nèi)太陽(yáng)光通過(guò)四級(jí)光聚焦板(4)將太陽(yáng)光聚焦形成一穩(wěn)定地光斑。
一級(jí)光導(dǎo)向板(1)是按一定角度安裝的反光平板(由四片組成對(duì)稱分布)、二級(jí) 光導(dǎo)向板是取合適角度的二維CPC、所述三級(jí)光導(dǎo)向板C3)是按一定角度安裝的反光平 板(由兩片組成)和四級(jí)光聚焦板(4)是部分球面組成固定反光板太陽(yáng)能收集器。
收集到的太陽(yáng)光的角度范圍取決于二級(jí)光導(dǎo)向板CPC (2)角度的取值和三級(jí)光導(dǎo) 向板的角度，固定反光板太陽(yáng)能收集器單元的整體尺寸，隨二級(jí)光導(dǎo)向板CPCO)入口尺 寸和角度取值的變化而改變。
本發(fā)明的有益效果是將180°范圍的直射太陽(yáng)光、紅外線、紫外線、輻射 光、散射光和漫反射光，穩(wěn)定地收集到40°至10°的角度范圍內(nèi)，或匯聚成一光斑。且 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；成本低；壽命長(zhǎng)；固定在室外無(wú)需維護(hù)；不腐蝕；收集效率高等特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明固定反光板太陽(yáng)能收集器的示意圖2是本發(fā)明固定反光板太陽(yáng)能收集器的光通路示意圖3是現(xiàn)有技術(shù)中的一、二、三級(jí)光導(dǎo)向板整體示意具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明
圖1是本發(fā)明固定反光板太陽(yáng)能收集器的示意圖；如圖1所示，該固定反光板 太陽(yáng)能收集器，是一、二、三級(jí)光導(dǎo)向板及上下兩個(gè)端面注壓成一整體后內(nèi)鍍反光涂層 制成，其中一級(jí)光導(dǎo)向板(1)，由左右兩個(gè)30°角光錐和中間一個(gè)0°角光錐組成，作用 是將大于80%的入射光有效導(dǎo)入到二級(jí)光導(dǎo)向板內(nèi)，因?yàn)楣忮F角與光全部入射角度關(guān)系 為a·= jt/2-Θ，其中r:光錐角；θ 可全部入射光的角度。其中二級(jí)光導(dǎo)向板(2) 是一個(gè)反向使用的二維非成像復(fù)合拋物面聚光器CPC，可以根據(jù)使用需要取10°至60° 范圍內(nèi)任意角度，其計(jì)算公式為
X = 2a(l+sin θ )sin(cD- θ )/(1-00ηΦ)-a ；
Y = 2a(l+sin θ )0οη(Φ- θ )/(1-00ηΦ)
其中X是橫坐標(biāo)；
Y是縱坐標(biāo)；
a復(fù)合拋物面入口半徑；
θ 是 CPC 角；
Φ是角變量。
本發(fā)明固定反光板太陽(yáng)能收集器的最終幾何尺寸決定于CPC所取角度值和其入 口尺寸的大小。其中三級(jí)光導(dǎo)向板(3)是兩片反光平板，其作用是將二級(jí)光導(dǎo)向板(2) 出射光的角度進(jìn)行“折疊”，使三級(jí)光導(dǎo)向板(3)出射光角度在可控范圍內(nèi)。其中四級(jí) 光聚焦板(4)是部分球面，其尺寸對(duì)應(yīng)三級(jí)光導(dǎo)向板C3)出口尺寸，其球半徑是橫坐標(biāo)中心到弧頂距離的2倍，采用整體注壓成型內(nèi)表面鍍反光涂層，與三級(jí)光導(dǎo)向板C3)出口靠 連接件連接。
圖2是本發(fā)明固定反光板太陽(yáng)能收集器的光通路示意圖；如圖2所示，從下至上 觀察，太陽(yáng)光依此進(jìn)入一級(jí)光導(dǎo)向板(1)、二級(jí)光導(dǎo)向板( 和三級(jí)光導(dǎo)向板C3)后經(jīng)四 級(jí)光聚焦板(4)聚集形成光斑。進(jìn)入一級(jí)光導(dǎo)向板(1)時(shí)的太陽(yáng)光是以180°范圍進(jìn)入， 進(jìn)入二級(jí)光導(dǎo)向板O)時(shí)仍然是以180°范圍進(jìn)入，經(jīng)過(guò)二級(jí)光導(dǎo)向板( 后進(jìn)入三級(jí)光 導(dǎo)向板(3)時(shí)的太陽(yáng)光是以120°至60°范圍穩(wěn)定進(jìn)入，經(jīng)過(guò)三級(jí)光導(dǎo)向板(3)進(jìn)入四級(jí) 光聚焦板(4)時(shí)的太陽(yáng)光穩(wěn)定在40°至10°范圍，經(jīng)過(guò)四級(jí)光聚焦板的球面聚集， 太陽(yáng)光射出形成一穩(wěn)定光斑。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)中的一、二、三級(jí)光導(dǎo)向板整體示意圖；如圖3所示，當(dāng)太陽(yáng)光 以180°范圍進(jìn)入一級(jí)光導(dǎo)向板(1)，一級(jí)光導(dǎo)向板(1)的作用是將入口范圍內(nèi)180°太 陽(yáng)光通過(guò)兩個(gè)30°和一個(gè)0°光錐，將大于80%部分太陽(yáng)光導(dǎo)入二級(jí)光導(dǎo)向板O)內(nèi)， 設(shè)定合適CPC角度，使太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)二級(jí)光導(dǎo)向板O)的反射后以120°至60°范圍穩(wěn)定 地進(jìn)入三級(jí)光導(dǎo)向板(3)，三級(jí)光導(dǎo)向板(3)以合適的角度將入射的太陽(yáng)光“折疊”后以 40°至10°范圍穩(wěn)定地射出。
權(quán)利要求
1.一種固定反光板太陽(yáng)能收集器，其特征在于，包括，一級(jí)光導(dǎo)向板(1)、二級(jí)光導(dǎo) 向板(2)和三級(jí)光導(dǎo)向板(3)，所述一級(jí)光導(dǎo)向板(1)、所述二級(jí)光導(dǎo)向板(2)和所述三 級(jí)光導(dǎo)向板(3)依次平滑無(wú)縫注壓為一整體組成太陽(yáng)能收集器單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定反光板太陽(yáng)能收集器，其特征在于還包括，四級(jí)光 聚焦板(4)，所述固定反光板太陽(yáng)能收集器單元中三級(jí)光導(dǎo)向板(3)另一端與所述四級(jí)光 聚焦板(4)靠外部連接件平滑無(wú)縫連接為一整體組成太陽(yáng)能收集器單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固定反光板太陽(yáng)能收集器，其特征在于與水平面30° 至60°仰角范圍內(nèi)安裝于室外。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固定反光板太陽(yáng)能收集器，其特征在于將180°范圍 變化的太陽(yáng)光穩(wěn)定在固定反光板太陽(yáng)能收集器縱向?qū)ΨQ軸40°至10°范圍內(nèi)或一光斑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固定反光板太陽(yáng)能收集器，其特征在于所述一級(jí)光導(dǎo) 向板(1)、所述二級(jí)光導(dǎo)向板(2)和所述三級(jí)光導(dǎo)向板(3)和所述四級(jí)光聚焦板(4)的組 成材料是，由金屬、塑料、聚酯等材料壓制成型后鍍反光層制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固定反光板太陽(yáng)能收集器，其特征在于所述固定反光 板太陽(yáng)能收集器單元由多個(gè)組合成單元組使用。
7.—種固定反光板太陽(yáng)能收集的方法，其特征在于，包括以下步驟，步驟一由一級(jí)光導(dǎo)向板(1)接收180°范圍內(nèi)的太陽(yáng)光、紅外線、紫外線、輻射 光、散射光和漫反射光；步驟二 所述一級(jí)光導(dǎo)向板(1)接收的太陽(yáng)光的80%以上被二級(jí)光導(dǎo)向板(2)以 180°光范圍吸收；步驟三所述二級(jí)光導(dǎo)向板(2)將導(dǎo)入180°范圍內(nèi)太陽(yáng)光的角度穩(wěn)定地調(diào)整到120°至60°范圍內(nèi)導(dǎo)入三級(jí)光導(dǎo)向板(3)；步驟四所述三級(jí)光導(dǎo)向板(3)將導(dǎo)入120°至60°范圍內(nèi)太陽(yáng)光的角度穩(wěn)定地調(diào)整 到40°至10°范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種固定反光板的太陽(yáng)能收集方法，其特征在于還包括 步驟四中所述三級(jí)光導(dǎo)向板(3)導(dǎo)人的40°至10°范圍內(nèi)太陽(yáng)光通過(guò)四級(jí)光聚焦板(4) 將太陽(yáng)光聚焦形成一光斑。
全文摘要
本固定反光板太陽(yáng)能收集器發(fā)明屬于太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及利用固定反光板將不斷變化角度的太陽(yáng)光、紅外線、紫外線和周?chē)椛涔狻⑸⑸涔夂吐瓷涔夥€(wěn)定地調(diào)整在一個(gè)40°至10°范圍以內(nèi)，或形成一個(gè)光斑，為高效、經(jīng)濟(jì)利用太陽(yáng)能供熱、制冷、發(fā)電、照明及太陽(yáng)灶提供了穩(wěn)定的能源保障。
文檔編號(hào)F24J2/00GK102022834SQ201010293710
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者高錚 申請(qǐng)人:高錚