[实用新型]一种高增益太阳能复合平面聚光器

说明书

本实用新型公开了一种高增益太阳能复合平面聚光器，包括反光部件、圆形集热体和基座，反光部件的渐开线部分和抛物线部分均改由两块以上的平面反光板依次连接组成，组成渐开线部分的平面反光板具有相同的逃逸半角，组成抛物线部分的平面反光板具有相同的接收半角。该聚光器采用免光跟踪装置的静态接受方式，且具有较大的采光角度以及较小的聚光面积，可达到其接收半角和聚光比同步提高的高增益效果；反光面设计为平板结构，解决了CPC抛物反光柱面加工难度大以及制造过程复杂性的问题，节约材料的同时也降低了成本；适合于以圆柱形为吸收体的真空太阳能集热管，输出中低温热能，可以通过串并联的模式方便地组成大型中低温太阳能集热阵列。

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能聚光器，特别涉及一种高增益太阳能复合平面聚光器，属于太阳能的热利用技术领域。

背景技术

太阳能热利用是日常生活中最常见的方式。虽然太阳辐射的总能量很大，但太阳能通量密度很低，要想利用太阳能产生高温热，往往需要对太阳光进行会聚。目前技术比较成熟的有槽式聚光系统、碟式聚光系统和塔式聚光系统、菲涅尔式聚光系统，这些聚光器结构复杂、必须连续跟踪太阳光、安装和拆卸极其不方便、系统成本较高，难以被普通的工业企业所接受。然而，到了20世纪70年代，复合抛物聚光器（CPC）开始进入到太阳能的聚光领域，被广泛应用。

CPC的几何聚光比C_g=1/sinθ，其中θ（θ＞0）为CPC的接收半角。由此式可看出，增大接收半角虽然会延长CPC的聚光工作时间，但导致了CPC聚光比减小，难以获得能流密度较高的太阳辐射能；反之减小接收半角虽然增大了CPC聚光比，但会缩短CPC的聚光工作时间，致使CPC不能长时间有效工作。因此传统CPC不能在增大接收半角的同时，又提高聚光比。

此外，加工CPC的抛物反光柱面具有一定的难度，制造过程复杂且精度低；CPC即便无需连续光跟踪装置，也需要间歇性或季节性的去调整聚光器与地面的倾角来获取更多的太阳能，且倾角随着摆放地理位置的纬度变化而变化，这样降低了系统稳定性，还增大了耗材量，进而增加成本。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术存在的不足，提供一种高增益太阳能复合平面聚光器，无需光跟踪装置就能接受大范围的太阳能，适合于以圆柱形为吸收体的真空太阳能集热管，输出中低温热能，还可以通过串并联的方式组成大型中低温太阳能集热阵列。

本实用新型采用的技术方案是：

一种高增益太阳能复合平面聚光器，包括反光部件、圆形集热体3和基座7；

反光部件包括左右两部分，两部分各包括一个渐开线部分5和一个抛物线部分1，渐开线部分5与抛物线部分1通过连接点4连接；左右两部分的渐开线部分5通过共同的端点6连接；左右两部分以采光口的法线方向为对称轴对称；

反光部件根据现有的CPC结构改进得到，在现有CPC结构的基础上，将渐开线部分5和抛物线部分1均改为由两块以上的平面反光板依次连接组成；组成渐开线部分5的平面反光板具有相同的逃逸半角，且平面反光板间的连接点均位于CPC轮廓线2的渐开线上；组成抛物线部分1的平面反光板具有相同的接收半角，且平面反光板间的连接点均位于CPC轮廓线2的抛物线上；

反光部件安装在基座7上，圆形集热体3安装在采光口的法线方向上，与渐开线部分的端点6之间留有一定的间隙（间隙以5-8mm为宜），虽然有少部分光线穿过此间隙而逃离圆形集热体3，但可以避免圆形集热体3与反光部件接触而产生的应力致使平面反光板发生形变而影响光学效率；

采光口宽度大于具有相同半径的圆形集热体的现有CPC的采光口宽度；