[发明专利]一种曲面聚光装置

摘要

本发明公开了一种“曲面聚光装置”，包括：反光抛物柱面、机械转动装置、电机传动机构、控制单元、能量接收端和固定支架。该光收集装置带动两个柱面在日间跟踪太阳的运行轨迹，将自然光聚合后投向位于指定区域的能量接收端，达到收集太阳能的目的。系统的特点是利用简单变形的平面镜，形成柱面镜，然后采用二维跟踪的方式实现对太阳光在某固定点处的聚焦，避免了使用复合抛物面所带来的高成本，因此系统成本低、性价比高，可在现在和未来相当长一个阶段内广泛应用于发展中国家或地区。

主权项

1.一种聚光装置，其特征在于：包括：反光装置、机械转动装置、电机传动机构、控制单元、能量接收端和支架，其中机械转动装置、电机传动机构和控制单元带动反光装置跟踪发光天体的运行轨迹，将自然光聚合后投向位于指定区域的能量接收端，达到收集能量的目的，所述反光装置为凹面具备反射功能的两个反光抛物柱面(1，2)；其中，所述两个反光抛物柱面(1，2)为一级柱面反射镜(1)和二级柱面反射镜(2)，二者的相对位置固定；所述一级柱面反射镜(1)和二级柱面反射镜(2)的固定位置关系满足以下条件：在一个三维直角坐标系XYZ中，令一级柱面反射镜(1)的方程式是Z＝X^2/4f，其中f为该抛物线方程的焦距；则在Y＝0平面内，一级柱面反射镜(1)的准线S的方程也为Z＝X^2/4f，其焦点为F1(0,0,f)；则有一条经过点F1的平面X＝0的法线P(4)；在X＝0的平面内，以P(4)为准线，以点F2(0,0,f‑2r)为焦点，有方程为Z＝‑Y^2/4r+f‑r的抛物线T，其中r为抛物线T的顶点与法线P之间的距离；以T为准线，以一平行于X轴的直线为母线沿T滑动，形成二级柱面反射镜(2)，其方程为Z＝‑Y^2/4r+f‑r；并且所述一级柱面反射镜(1)和二级柱面反射镜(2)以一条经过所述焦点F2且平行于所述一级柱面反射镜(1)的母线的直线为水平轴(5),在所述机械转动装置、电机传动机构和控制单元的控制下自动旋转实现对太阳的俯仰跟踪；所述一级柱面反射镜(1)和二级柱面反射镜(2)以及水平轴(5)以经过所述焦点F2的平面Z＝0的法线为竖轴(6)在所述机械转动装置、电机传动机构和控制单元的控制下自动旋转实现对太阳的方位跟踪。