[发明专利]一种直散辐射动态收集的高倍非成像太阳能聚光系统

说明书

本发明公开一种直散辐射动态收集的高倍非成像太阳能聚光系统，包括高倍非成像聚光器、太阳能真空管，高倍非成像聚光器包括平板聚光面、弧形聚光面；平板聚光面为V字型结构，V字型结构的顶部两侧分别设置一个弧形聚光面；本发明所提供的高倍非成像太阳能聚光系统，既实现了高倍聚光用于生产高温热能，且无需高精度动态调整，显著提升了系统的户外运行适应性，还有效降低了系统热损失以及系统重心，具有良好的工程应用潜力。

技术领域

本发明属于太阳能利用技术领域，特别涉及一种直散辐射动态收集的高倍非成像太阳能聚光系统。

背景技术

随着全球经济的发展和人们对物质需求的增长，能源储备与环境污染已成为两大重要挑战，未来能源供给与节能减排是亟待解决的重大问题。加快发展和使用可再生能源是解决化石能源短缺的重要手段，不仅可以有效降低对化石能源的依赖性，还有助于保护环境。

太阳能作为一种用之不尽、取之不竭的可再生能源，合理高效地开发和利用太阳能资源，具有显著的经济效益。然而到达地面的太阳辐射能量密度较低，直接利用难以满足工业中的高温应用需求。采用几何聚光的方式不仅能有效实现太阳辐射能量密度的倍增，还可以显著扩展吸收体收集太阳辐射能的范围，进而拓展太阳能的应用领域。

跟踪型太阳能聚光系统具有聚光比较大、集热温度高等优点，例如常见有槽式聚光器、塔式聚光器、碟式聚光器以及线性菲涅尔聚光器等，但也存在跟踪要求高、建设成本大的问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，提升其工程应用的适应性和实用性，本发明基于几何光学中的非成像光学原理构建了一种直散辐射动态收集的高倍非成像太阳能聚光系统，该聚光系统高倍聚光、太阳直散辐射同步收集、能量收集过程更加稳定，并有效降低了其运行过程的热损失，且光热转换过程中吸收体处于静态运行状态，有利于降低集热工质泄漏的风险，具有潜在的工程应用前景。

本发明技术方案如下：

一种直散辐射动态收集的高倍非成像太阳能聚光系统，包括高倍非成像太阳能聚光器1、太阳能真空管2，高倍非成像太阳能聚光器1包括平板聚光面1-1、弧形聚光面1-2；平板聚光面1-1为V字型结构，V字型结构的顶部两侧分别设置一个弧形聚光面1-2，太阳能真空管2设置在平板聚光面1-1V字型结构的中心。

所述太阳能真空管2包括吸收内管2-1、隔热外管2-2。

所述直散辐射动态收集的高倍非成像太阳能聚光系统，还包括三角支架5，太阳能真空管2放置在三角支架5顶部。

所述直散辐射动态收集的高倍非成像太阳能聚光系统，还包括直流电机4、齿轮6、传动齿轮7、锯齿，直流电机4的输出端设置齿轮6，齿轮6与传动齿轮7啮合，传动齿轮7与高倍非成像太阳能聚光器1内部的锯齿啮合，锯齿设置在高倍非成像太阳能聚光器1的边缘；直流电机4带动齿轮6转动，齿轮6带动传动齿轮7转动，传动齿轮7带动锯齿转动，锯齿带动高倍非成像太阳能聚光器1转动，这样可以使得高倍非成像聚光器在所有白昼时间内都能高效会聚太阳辐射，相对于常规的非成像聚光器可收集更多的太阳辐射能，有效提升了非成像太阳能聚光器工程应用性。

所述传动齿轮7中心是镂空的，太阳能真空管2穿过传动齿轮7中心，且太阳能真空管2与传动齿轮7之间存在间隙，传动齿轮7转动但是不带动太阳能真空管2转动。

本发明的有益效果是：

1、实现了非成像聚光器高倍聚光

常规的非成像聚光器多用于低倍聚光，限制了其在工业应用领域的发展。本发明拥有较大的采光口，实现了高倍聚光，拓展了非成像太阳能聚光器的工业应用范围，系统还可以转动，可以在整个白天都有效工作。

2、聚光器无需高精度动态调整