[发明专利]应用于空间太阳能电站的对称式两级平面反射聚集方法

摘要

应用于空间太阳能电站的对称式两级平面反射聚集方法，涉及一种对称式两级平面反射聚集方法。为了解决目前的太阳能量聚集系统方案存在聚集能流分布不均匀、光斑形状与太阳电池形状不匹配和跟踪难度高的问题。建立反射系统：在太阳能电池板的两侧分别布置一个一级偏轴抛物反射面，两个一级偏轴抛物反射面以垂直于太阳能电池板的光轴为轴对称设置，在两个一级偏轴抛物反射面的焦点两侧分别对称布置一个二级斜平面反射镜；使太阳能电池板表面呈现的两个椭圆型光斑完全重合，求取反射系统的最佳结构参数，对反射系统进行跟踪误差调控；通过在两个维度下调控在轨运行的反射系统，使太阳能电池阵实现聚集能流。它用于空间太阳能电站聚集能流。

主权项

应用于空间太阳能电站的对称式两级平面反射聚集方法，其特征是在于，它包括如下步骤：步骤一：建立对称式两级平面反射系统：在太阳能电池板的两侧分别布置一个一级偏轴抛物反射面，两个一级偏轴抛物反射面以垂直于太阳能电池板的光轴为轴对称设置，所述一级偏轴抛物反射面通过斜平面截取旋转抛物面形成；在两个一级偏轴抛物反射面的焦点两侧分别布置一个二级斜平面反射镜，两个二级斜平面反射镜对称设置；所述二级斜平面反射镜的面积小于一级偏轴抛物反射面面积的1%；将垂直于光轴、面向入射光线方向的太阳能电池板布置在焦点的正下方；步骤二：基于几何光学原理，使太阳能电池板表面呈现的两个椭圆型光斑达到完全重合，同时基于电池阵所需聚光比大小的要求获得步骤一建立的对称式两级平面反射系统的最佳结构参数；步骤三：对确定最佳结构参数的对称式两级平面反射系统进行跟踪误差调控；步骤四：通过在两个维度下调控在轨运行的对称式两级平面反射系统，使太阳能电池阵实现聚集能流：当太阳入射光沿垂直于y轴的方向发生改变时，一级偏轴抛物反射面以自身的调节轴为自转轴心旋转，使太阳能电池阵对准太阳入射方向实现360°旋转跟踪，从而使太阳能电池阵接收聚集能流；所述一级偏轴抛物反射面的两条边缘光线的角平分线必须垂直于光轴，且一级偏轴抛物反射面的参数满足公式φ+θc/2=π/2，所述角平分线为一级偏轴抛物反射面的调节轴；当太阳入射光沿垂直于x轴的方向发生改变时，同时调整二级斜平面反射镜的使得使太阳能电池板表面呈现的两个椭圆型光斑再次达到重合，从而使太阳能电池阵接收聚集能流；在建立的对称式两级平面反射系统上建立xyz轴平面直角坐标系，以一级偏轴抛物反射面的顶点为原点，所述光轴为z轴。