二次聚光面增強(qiáng)菲涅爾反射鏡線聚焦太陽能收集裝置的制作方法

本發(fā)明涉及一種二次聚光面增強(qiáng)菲涅爾反射鏡線聚焦太陽能收集裝置，具體涉及一種光熱轉(zhuǎn)化效率高的太陽能收集裝置。

背景技術(shù)：

太陽能光熱轉(zhuǎn)化途徑主要分為直接吸收式和間接吸收式。直接吸收式利用載熱介質(zhì)直接吸收太陽光輻射，介質(zhì)溫度提高，實(shí)現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)化；而間接吸收式則利用吸光涂層吸收太陽光輻射，涂層溫度升高后熱傳遞給載熱介質(zhì)，從而提高介質(zhì)溫度，實(shí)現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)化。兩者各有使用和研究案例。和間接吸收式技術(shù)路線相比，直接吸收式太陽能光熱轉(zhuǎn)化無需吸熱涂層，有利于集熱器的耐久性；同時載熱介質(zhì)內(nèi)部溫度均勻，減少應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的破化，可降低制造和維護(hù)成本。本發(fā)明所采用的是直接吸收式的技術(shù)路線。

目前，直接吸收式的太陽能集熱器主要有幾種技術(shù)方案，主要體現(xiàn)在對于光路的聚焦和控制，如線聚光(槽式拋物聚光面、復(fù)合拋物聚光面、菲涅耳透鏡)和點(diǎn)聚光(碟式聚光面)、太陽追蹤等。

直接吸收式的技術(shù)改進(jìn)方案主要是針對提高光線入射路徑的聚光比來實(shí)施，不同類型的聚光器其聚光比有著很大差異：旋轉(zhuǎn)拋物面聚光集熱器的聚光比范圍非常高，約500至3000；拋物柱面聚光集熱器的聚光比范圍約20至80；線性菲涅耳透鏡聚光集熱器的聚光比范圍約6至30；圓形菲涅耳透鏡聚光集熱器的聚光比范圍比較高，約100至1000；線性菲涅耳反射鏡聚光集熱器的聚光比范圍約15至50。因此，采用不同的聚光器或聚光器組合，裝置對于光線的收集效率也具有較大的差異。本專利主要針對該部分的光線進(jìn)行收集和利用，從而提高裝置的光學(xué)/光熱效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了解決現(xiàn)有的中溫太陽能集熱器單位成本較高，并且集熱效率低的問題，本發(fā)明提供了一種二次聚光面增強(qiáng)菲涅爾反射鏡線聚焦太陽能收集裝置，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上增設(shè)了二次聚光器，該二次聚光器為拋物面反射鏡或菲涅爾反射鏡，集熱管位于二次聚光器和一次聚光器之間，并處在二次聚光器的聚焦線上，能夠?qū)⑼高^集熱管的太陽光，再次反射至一次聚光器，再次在聚集到集熱管，光流失少，集熱效率高。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種二次聚光面增強(qiáng)菲涅爾反射鏡線聚焦太陽能收集裝置，包括：

集熱器，集熱器包括一次聚光器和集熱管，一次聚光器為菲涅爾反射鏡，該菲涅爾反射鏡具有聚焦線；集熱管位于菲涅爾反射鏡的聚焦線處，并載運(yùn)能量吸收介質(zhì)；

支架，該支架用于支撐一次聚光器和集熱管；

還包括二次聚光器，該二次聚光器為拋物面反射鏡或菲涅爾反射鏡，集熱管位于二次聚光器和一次聚光器之間，并處在二次聚光器的聚焦線上，二次聚光器通過支架支撐。

具體地，上述集熱管為直型管，其橫截面為圓形、橢圓形或扁平方形。

具體地，上述集熱管為真空管，包括外層管和內(nèi)層管，外層管和內(nèi)層管之間的夾層為真空，內(nèi)層管載運(yùn)能量吸收介質(zhì)。

具體地，上述外層管和內(nèi)層管均為透光管。

具體地，上述外層管材質(zhì)為玻璃、pmma或pc。

具體地，上述內(nèi)層管材質(zhì)為玻璃、pmma或pc。

具體地，還包括太陽能跟蹤裝置。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明提供了一種二次聚光面增強(qiáng)菲涅爾反射鏡線聚焦太陽能收集裝置，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上增設(shè)了二次聚光器，該二次聚光器為拋物面反射鏡或菲涅爾反射鏡，集熱管位于二次聚光器和一次聚光器之間，并處在二次聚光器的聚焦線上，能夠?qū)⑼高^集熱管的太陽光，經(jīng)過二次聚光器的再次反射至一次聚光器上，再次在聚集到集熱管，光流失少，集熱效率高。

(2)本發(fā)明提供了一種二次聚光面增強(qiáng)菲涅爾反射鏡線聚焦太陽能收集裝置，外層管和內(nèi)層管均為透光管，能夠使經(jīng)菲涅爾反射鏡聚焦后的光被集熱管吸收，未被吸收的光會穿過集熱管到達(dá)二次聚光器，轉(zhuǎn)化成平行光，被一次聚光器進(jìn)行二次聚焦，使其在集熱管被吸收，進(jìn)一步提高了太陽能收集裝置的集熱效率。

(3)本發(fā)明提供了一種二次聚光面增強(qiáng)菲涅爾反射鏡線聚焦太陽能收集裝置，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上增設(shè)了二次聚光器，可以有效防止風(fēng)沙、雨雪等對集熱管的侵蝕，有效延長了集熱管的使用壽命，延長了太陽能收集裝置的使用壽命。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的拋物面反射鏡增強(qiáng)菲涅爾反射鏡線聚焦太陽能收集裝置的光路示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的拋物面反射鏡增強(qiáng)菲涅爾反射鏡線聚焦太陽能收集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的菲涅爾反射鏡增強(qiáng)菲涅爾反射鏡線聚焦太陽能收集裝置的光路示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的菲涅爾反射鏡增強(qiáng)菲涅爾反射鏡線聚焦太陽能收集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的一種二次聚光面增強(qiáng)菲涅爾反射鏡線聚焦太陽能收集裝置集熱管的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1.集熱器，11.一次聚光器，12.集熱管，2.支架，3.二次聚光器，121.外層管，122.內(nèi)層管，4.太陽能跟蹤裝置。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

實(shí)施例1

如圖2所示，一種拋物面反射鏡增強(qiáng)菲涅爾反射鏡線聚焦太陽能收集裝置，包括：

集熱器1，集熱器1包括一次聚光器11和集熱管12，一次聚光器11為菲涅爾反射鏡，該菲涅爾反射鏡具有聚焦線；集熱管12位于菲涅爾反射鏡的聚焦線處，并載運(yùn)能量吸收介質(zhì)；

支架2，該支架2用于支撐一次聚光器11和集熱管12；

還包括二次聚光器3，該二次聚光器3為拋物面反射鏡，集熱管12位于二次聚光器3和一次聚光器11之間，并處在二次聚光器3的聚焦線上，二次聚光器3通過支架2支撐。

本發(fā)明的一種拋物面反射鏡增強(qiáng)菲涅爾反射鏡線聚焦太陽能收集裝置，其光路如圖1所示，在平行光線首先照射在一次聚光器11(菲涅爾反射鏡)上，光線經(jīng)過一次聚光器11的聚焦，聚集在集熱管12，經(jīng)集熱管12透射的光到達(dá)二次聚光器3，二次聚光器3將接受的光線轉(zhuǎn)化為平行光，直接入射到一次聚光器11，進(jìn)行再次聚焦，直至光被完全吸收。

實(shí)施例2

如圖4所示，一種菲涅爾反射鏡增強(qiáng)菲涅爾反射鏡線聚焦太陽能收集裝置，包括：

集熱器1，集熱器1包括一次聚光器11和集熱管12，一次聚光器11為菲涅爾反射鏡，該菲涅爾反射鏡具有聚焦線；集熱管12位于菲涅爾反射鏡的聚焦線處，并載運(yùn)能量吸收介質(zhì)；

支架2，該支架2用于支撐一次聚光器11和集熱管12；

還包括二次聚光器3，該二次聚光器3為菲涅爾反射鏡，集熱管12位于二次聚光器3和一次聚光器11之間，并處在二次聚光器3的聚焦線上，二次聚光器3通過支架2支撐。

本發(fā)明的一種菲涅爾反射鏡增強(qiáng)菲涅爾反射鏡線聚焦太陽能收集裝置，其光路如圖3所示，在平行光線首先照射在一次聚光器11(菲涅爾反射鏡)上，光線經(jīng)過一次聚光器11的聚焦，聚集在集熱管12，經(jīng)集熱管12透射的光到達(dá)二次聚光器3，二次聚光器3將接受的光線轉(zhuǎn)化為平行光，直接入射到一次聚光器11，進(jìn)行再次聚焦，直至光被完全吸收。

在一種具體實(shí)施方式中，集熱管12為直型管，其橫截面為圓形、橢圓形或扁平方形。在集熱管12截面為橢圓形時，橢圓長軸所在平面與垂直入射光垂直；在集熱管12截面為扁平方形時，扁平方形長邊所在平面與垂直入射光垂直。在本具體實(shí)施方式中，集熱管12的截面為圓形。

在一種具體實(shí)施方式中，該太陽能收集裝置還包括太陽能跟蹤裝置4。主要是用來跟蹤太陽光，使太陽能收集裝置始終處于最佳的光熱轉(zhuǎn)換狀態(tài)。其具體形式可以為任意現(xiàn)有的太陽能跟蹤裝置，只要能滿足跟蹤太陽光即可。

在一種具體實(shí)施方式中，如圖5所示，集熱管12為真空管，包括外層管121和內(nèi)層管122，外層管121和內(nèi)層管122之間的夾層為真空，內(nèi)層管122載運(yùn)能量吸收介質(zhì)。

具體地，外層管121和內(nèi)層管122均為透光管。

作為優(yōu)選，外層管121材質(zhì)為玻璃、pmma或pc。

作為優(yōu)選，內(nèi)層管122材質(zhì)為玻璃、pmma或pc。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。