[实用新型]一种折射式太阳能二次聚集器

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能技术应用领域，具体的说，本实用新型涉及一种通过折射对一次聚集器汇聚的太阳光再次聚集的折射式太阳能二次聚集器。

背景技术

太阳能高温热转换热能效率高，是开发利用太阳能资源的重要技术途径。由于几何结构、各类光学误差等原因，一次高倍聚集器的实际聚光比并不大，影响太阳能的转换温度和效率，制约了太阳能的开发利用价值。采用二次聚集器、对经一次聚集器汇聚的太阳光束再次聚集，实现太阳光的两次聚集（两次聚集的聚光比是一次聚光比和二次聚光比的乘积），是实现太阳能高温高效热转换的关键。

在中华人民共和国国家知识产权局网站上，查到与本实用新型相关的专利4项，具体信息如下：

(1)帅永;夏新林;谈和平;张晓晨;袁远;王富强.一种具有光学窗口的腔体式太阳能吸热器.申请（专利）号：200910310370.4

该专利特点：它涉及太阳能技术领域，它的目的是为了解决现有太阳能吸热器吸收的太阳能辐射热流分布不均匀，导致吸热器局部温度过高且容易发生烧穿的问题，它包括吸热器和吸热管，并且吸热管按照吸热器的内腔体形状盘在吸热器的内壁上，吸热器的内腔形状为半球形，它还包括上凸式光学玻璃体和护板，所述吸热器为空腔体，护板为环形，护板固定在吸热器入口上，上凸式光学玻璃体设置在护板上，上凸式光学玻璃体面向吸热器的入口面为凸面，背向吸热器的入口面为平面。具体结构如图1所示。

(2)龙新峰;毛青松.含内凹玻璃罩的球形腔式太阳能吸热器.申请（专利）号：201110255144.8

该专利特点：本腔式吸热器是采用内凹玻璃罩的开口式球形吸热器，既具有开口式腔式吸热器捕获光线的能力，又具有腔口带玻璃窗的腔式吸热器低热损的特点。同时本腔式吸热器具有反光式挡风板，能增强对偏离光线的捕捉，减少内壁热辐射和外部自然风引起的对流传热损失。本腔式吸热器的内外壳间含有真空层，能有效降低通过壳体损失的热量。具体结构如图2所示。

(3)黄国平;洪树立;夏晨;傅鑫;康剑雄.一种基于光热吸收锥构型的高效太阳能吸热器.申请（专利）号：201310041996.6

该专利特点：本实用新型涉及一种基于光热吸收锥构型的太阳能吸热器，包括密封盖、绝热管套、气流管道、吸热体、玻璃罩和吸热体紧固件，其特征是吸热体为棱台型结构，各平面可分开制造；每一平面均为光热吸收锥板，表面分布由多个尖锐棱锥，由高导热多孔疏松材料制成；玻璃罩为圆台形；所述的密封盖、吸热体、玻璃罩形成闭式容腔，空气通过密封盖的进气孔进入容腔，再经过多孔介质光热吸收锥板被加热而带走太阳能，最后沿着气流管道由吸热器出口端流出。优点：改善现有的吸热器存在吸热效率低、加工困难、内部流动损失大等问题。能够单独使用，也能通过接口互相组合使用；主要适用于太阳能热电转换系统，确保其能高效运行。具体结构如图3所示。

(4)王富强;林日亿;李夏赟等.一种底面为曲面半球体的腔体式太阳能吸热器.申请（专利）号：201220612985.X

该专利特点：一种底面为曲面半球体的腔体式太阳能吸热器，本实用新型涉及一种太阳能吸热器。本实用新型为了解决金属管盘绕过程中无法布满整个底面的问题，以及吸热器存在光学损失的问题。吸热器壳体的底部为曲面半球体，吸热器侧面段螺旋盘管缠绕在吸热器壳体的侧面内壁上，吸热器底面段螺旋盘管缠绕在吸热器壳体的底面上，吸热器侧面段螺旋盘管与吸热器底面段螺旋盘管连通，吸热器壳体的外表面上设置有石英棉保温层，工作介质进口管穿设在石英棉保温层内，且工作介质进口管与吸热器侧面段螺旋盘管的进口端连通，工作介质出口管穿设在石英棉保温层内，且工作介质出口管与吸热器侧面段螺旋盘管的出口端连通。具体结构如图4所示。

分析上述已有专利可发现，它们主要通过设计吸热器的几何结构来改善聚集太阳能流密度分析，效果有限。

实用新型内容

针对目前3D CPC（三维复合抛物面聚集器）二次聚集器聚光比小，需要设计复杂的冷却系统的不足，本实用新型提出一种聚光比适中，输出聚集太阳能流密度分布可控的耐高温折射式二次聚集器。