專利名稱：二次聚光半圓柱面閉合腔體采光太陽能熱水發電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能應用技術，特別是一種利用拋物柱面聚光原理接收太 陽能的二次聚光半圓柱面閉合腔體采光太陽能熱水發電裝置，該裝置通過反光面的反光聚 焦作用接收太陽能，可大幅提高太陽能的接收效率。
背景技術：
太陽能是一種清潔能源，取之不盡、用之不竭，也不會造成環境污染，如今，無論在 沿海城市，還是在內陸城市，太陽能產品正越來越多地進入人們的視野，太陽能路燈、太陽 能草坪燈、太陽能庭院燈、太陽能樓道燈、公交站臺燈、交通信號燈等等，各種太陽能熱水器 也已經走近千家萬戶。但這些太陽能產品大多數都沒有聚光功能，造成太陽能利用率低下。 太陽能接收元件表面的光強提高一倍，太陽能接收元件的接收效率將提高一倍，目前太陽 能產業技術競爭的焦點主要是太陽能接收效率之爭，可見提高接收效率對整個行業重要程 度，因此能否有效的提高太陽能接收元件的光照強度，就成為人們利用太陽能時最為關注 的問題。近些年，國外在一些太陽能電站的光伏矩陣中實現了太陽能聚光接收，國內也有 類似的試驗裝置，但這些裝置結構復雜、體積龐大、造價高難以在太陽能家用產品上得到推廣。實用新型內容為了克服現有的聚光裝置機械結構復雜、體積龐大、造價高等缺點.本實用新型 針對現有技術存在的不足，對現有技術進行了改進，提出了一種體積小、結構簡單可靠、成 本低的太陽能聚光接收裝置、它可實現太陽能的聚光接收。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是在一個長方形箱體內安裝了 多個太陽能聚光接收機構，各太陽能聚光接收機構整齊排列在長方形箱體內，在長方形箱 體的上方安裝了一個水箱，在長方形箱體的上面蓋有一塊平面透明蓋板，平面透明蓋板將 各太陽能聚光接收機構封閉在長方形箱體內，各太陽能聚光接收機構都由一塊大平面反光 鏡、一塊拋物柱面反光鏡和一個光能接收器構成。各太陽能聚光接收機構的大平面反光鏡相互平行，各太陽能聚光接收機構的大平 面反光鏡與平面透明蓋板相交成45°角，各大平面反光鏡的中間位子沿其長邊方向都開有 一條長直的光線入射狹縫，各大平面反光鏡的光線入射狹縫都與長方形箱體的同一條長邊 平行并且大平面反光鏡的光線入射狹縫位于同一個與平面透明蓋板平行的平面上。各太陽能聚光接收機構的光能接收器都由一根長直的半圓柱面空心導熱管、一塊 長直的半圓柱面太陽能電池板、一根長直的半圓柱面透明導光蓋和兩塊長方形小平面反光 鏡及構成，各光能接收器的半圓柱面太陽能電池板緊密粘合在該光能接收器的半圓柱面空 心導熱管的表面上，各光能接收器的兩塊小平面反光鏡對稱的位于該各光能接收器的半圓 柱面空心導熱管的對稱面的兩側，其中一塊小平面反光鏡的一條長邊與該半圓柱面空心導 熱管的一條直邊相連接，另一塊小平面反光鏡的一條長邊與該半圓柱面空心導熱管的另 一條直邊相連接，兩塊小平面反光鏡的另外兩條長邊之間形成一條寬度相同的光線入射狹縫，該光能接收器的半圓柱面透明導光蓋蓋在該光線入射狹縫上，各光能接收器的半圓柱 面透明導光蓋、半圓柱面空心導熱管和兩塊小平面反光鏡構成一個閉合空腔。各個光能接收器的半圓柱面空心導熱管的下端通過一根冷水管與水箱相通，各個 光能接收器的半圓柱面空心導熱管的上端通過一根熱水管與水箱相通。各太陽能聚光接收機構的光能接收器安裝在該太陽能聚光接收機構的大平面反 光鏡的反光面的背面，各光能接收器的半圓柱面太陽能電池板緊密粘合在該光能接收器的 半圓柱面空心導熱管的表面上，各太陽能聚光接收機構的光能接收器的半圓柱面空心導熱 管的開口正對該太陽能聚光接收機構的大平面反光鏡的光線入射狹縫，各太陽能聚光接收 機構的半圓柱面空心導熱管的開口正對該太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的反光 面使粘合在半圓柱面空心導熱管的表面上的半圓柱面太陽能電池板正對該太陽能聚光接 收機構的拋物柱面反光鏡的反光面，各太陽能聚光接收機構的光能接收器的半圓柱面空心 導熱管的軸線和半圓柱面透明導光蓋的軸線與該太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡 的焦線相互重合，各太陽能聚光接收機構的光能接收器的兩塊小平面反光鏡之間形成的光 線入射狹縫與該太陽能聚光接收機構的拋物桿面反光鏡的焦線相互重合，各太陽能聚光接 收機構的拋物柱面反光鏡的焦線與該太陽能聚光接收機構的大平面反光鏡的光線入射狹 縫相互重合，各太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的對稱面與該太陽能聚光接收機構 的大平面反光鏡相交成45°角。當太陽光垂直于平面透明蓋板入射時，入射光線通過各太陽能聚光接收機構的大 平面反光鏡和拋物柱面反光鏡的反射聚焦后都能穿過大平面反光鏡的光線入射狹縫和兩 塊小平面反光鏡之間形成的光線入射狹縫垂直照射在各光能接收器的半圓柱面太陽能電 池板上，照射在各光能接收器的半圓柱面太陽能電池板上的光能一部分通過各光能接收器 的半圓柱面太陽能電池板轉換為電能，光能的另一部分通過各光能接收器的半圓柱面空 心導熱管轉換為熱能，因各光能接收器的半圓柱面透明導光蓋、半圓柱面空心導熱管和兩 塊小平面反光鏡構成一個閉合空腔，并且兩塊小平面反光鏡之間形成的光線入射狹縫很 窄，進入光線入射狹縫的光線經各光能接收器的兩塊小平面反光鏡的反射多次照射在各光 能接收器的半圓柱面太陽能電池板上，光能的大部分在閉合空腔內轉變為電能和熱能，因 此大幅提高了各光能接收器的光電和光熱轉換率。本實用新型的有益效果是通過各拋物柱面反光鏡的反光聚焦作用大幅提高了 照射在各光能接收器上的太陽光的強度，因而大幅提高了各光能接收器的光電和光熱轉換 率，實現了在強光和弱光的環境下都有較高的光電和光熱轉換率。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。圖1是本實用新型的整體結構圖。圖2是本實用新型的整體結構圖的A-A剖視圖。圖3是本實用新型實施例的太陽能聚光接收機構剖視圖的放大圖。圖4是拋物柱面的示意圖。在圖4的拋物柱面構成圖中拋物線L，準線Li，頂點0，焦點f，對稱軸L2，拋物柱 面S，準平面Sl，對稱面S2，焦線L3。
具體實施方式
在圖1和圖2中，在長方形箱體3-1內安裝了由大平面反光鏡1-1-1和拋物柱面 反光鏡1-2-1和光能接收器1-3-1構成的太陽能聚光接收機構一、由大平面反光鏡1-1-2 和拋物柱面反光鏡1-2-2和光能接收器1-3-2構成的太陽能聚光接收機構二、由大平面反 光鏡1-1-3和拋物柱面反光鏡1-2-3和光能接收器1-3-3構成的太陽能聚光接收機構三、 由大平面反光鏡1-1-4和拋物柱面反光鏡1-2-4和光能接收器1-3-4構成的太陽能聚光接 收機構四、由大平面反光鏡1-1-5和拋物柱面反光鏡1-2-5和光能接收器1-3-5構成的太 陽能聚光接收機構五，五個太陽能聚光接收機構的整齊排列在長方形箱體3-1內，在長方 形箱體3-1的上面蓋有一塊平面透明蓋板4-1，平面透明蓋板4-1將五個太陽能聚光接收機 構封閉在長方形箱體3-1內。上述五個大平面反光鏡的中間位子沿其長邊方向都開有一條長直的光線入射狹 縫，上述五個大平面反光鏡的光線入射狹縫都與長方形箱體3-1的一條長邊平行并且各大 平面反光鏡的光線入射狹縫位于同一個與平面透明蓋板4-1平行的平面上，上述五個大平 面反光鏡的反光平面與平面透明蓋板4-1相交成45°角。圖3中給出了第一太陽能聚光接收機構的結構，在圖3中第一太陽能聚光接收機 構由大平面反光鏡1-1-1、拋物柱面反光鏡1-2-1和光能接收器1-3-1構成，光能接收器 1-3-1由小平面反光鏡7-1-1、小平面反光鏡7-1-2、半圓柱面空心導熱管5-1、半圓柱面太 陽能電池板10-1和半圓柱面透明導光蓋6-1構成。半圓柱面空心導熱管5-1上端通過熱水管9-1-1與水箱8-1相通，半圓柱面空心 導熱管5-1下端通過冷水管9-1-2與水箱8-1相通，半圓柱面太陽能電池板10-1緊密粘合 在半圓柱面空心導熱管5-1的表面上。小平面反光鏡7-1-1和小平面反光鏡7-1-2對稱的位于半圓柱面空心導熱管5_1 的兩側，其中小平面反光鏡7-1-1的一條長邊與半圓柱面空心導熱管5-1的一條直邊相連 接，小平面反光鏡7-1-2的一條長邊與半圓柱面空心導熱管5-1的另一條直邊相連接，小平 面反光鏡7-1-1和小平面反光鏡7-1-2的另外兩條長邊之間形成一條寬度相同的光線入射 狹縫，半圓柱面透明導光蓋6-1蓋在該光線入射狹縫上，半圓柱面透明導光蓋6-1、半圓柱 面空心導熱管5-1、小平面反光鏡7-1-1和小平面反光鏡7-1-2構成一個閉合空腔。光能接收器1-3-1安裝在大平面反光鏡1-1-1的反光面的背面，半圓柱面空心導 熱管5-1的開口正對大平面反光鏡1-1-1的光線入射狹縫，半圓柱面空心導熱管5-1的開 口正對拋物柱面反光鏡1-2-1的反光面S，半圓柱面空心導熱管5-1的軸線和半圓柱面透明 導光蓋6-1的軸線與拋物柱面反光鏡1-2-1的焦線L3相互重合，小平面反光鏡7-1-1和小 平面反光鏡7-1-2之間形成的光線入射狹縫與拋物柱面反光鏡1-2-1的焦線L3相互重合， 拋物柱面反光鏡1-2-1的焦線L3與大平面反光鏡1-1-1的光線入射狹縫相互重合，拋物柱 面反光鏡1-2-1的對稱面S2與大平面反光鏡1-1-1相交成45°角。當太陽光垂直于平面透明蓋板4-1入射時，入射光線通過大平面反光鏡1-1-1和 拋物柱面反光鏡1-2-1的反射聚焦后都能穿過大平面反光鏡1-1-1的光線入射狹縫和小 平面反光鏡7-1-1和小平面反光鏡7-1-2之間形成的光線入射狹縫垂直照射在半圓柱面 太陽能電池板10-1上，照射在半圓柱面太陽能電池板10-1上的光能一部分通過半圓柱面太陽能電池板10-1轉換為電能，光能的另一部分通過半圓柱面空心導熱管5-1轉換為熱 能，因半圓柱面透明導光蓋6-1、半圓柱面空心導熱管5-1、小平面反光鏡7-1-1和小平面反 光鏡7-1-2構成一個閉合空腔，并且小平面反光鏡7-1-1和小平面反光鏡7-1-2之間形成 的光線入射狹縫很窄，進入光線該入射狹縫的光線經小平面反光鏡7-1-1和小平面反光鏡 7-1-2的反射多次照射在半圓柱面太陽能電池板10-1上，光能的大部分在閉合空腔內轉變 為電能和熱能，因此大幅提高了光能接收器1-3-1的光電和光熱轉換率。各個太陽能聚光 接收機構的光能接收器的結構、各項尺寸和光能接受過程與光能接收器1-3-1相同。
權利要求1. 一種二次聚光半圓柱面閉合腔體采光太陽能熱水發電裝置，由長方形箱體、水箱、冷 水管、熱水管、平面透明蓋板和太陽能聚光接收機構構成，在長方形箱體內安裝了多個太陽 能聚光接收機構，各太陽能聚光接收機構都由一塊大平面反光鏡、一塊拋物柱面反光鏡和 一個光能接收器構成，其特征是各光能接收器都由一根長直的半圓柱面空心導熱管、一塊 長直的半圓柱面太陽能電池板、一根長直的半圓柱面透明導光蓋和兩塊長方形小平面反光 鏡構成，各太陽能聚光接收機構的光能接收器安裝在該太陽能聚光接收機構的大平面反光 鏡的反光面的背面，各光能接收器的半圓柱面太陽能電池板緊密粘合在該光能接收器的半 圓柱面空心導熱管的表面上，各太陽能聚光接收機構的光能接收器的半圓柱面空心導熱管 的開口正對該太陽能聚光接收機構的大平面反光鏡的光線入射狹縫，各太陽能聚光接收機 構的半圓柱面空心導熱管的開口正對該太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的反光面 使粘合在半圓柱面空心導熱管的表面上的半圓柱面太陽能電池板正對該太陽能聚光接收 機構的拋物柱面反光鏡的反光面，各太陽能聚光接收機構的光能接收器的半圓柱面空心導 熱管的軸線和半圓柱面透明導光蓋的軸線與該太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的 焦線相互重合，各太陽能聚光接收機構的光能接收器的兩塊小平面反光鏡之間形成的光線 入射狹縫與該太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的焦線相互重合，各太陽能聚光接收 機構的拋物柱面反光鏡的焦線與該太陽能聚光接收機構的大平面反光鏡的光線入射狹縫 相互重合，各太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的對稱面與該太陽能聚光接收機構的 大平面反光鏡相交成45°角。
專利摘要一種二次聚光半圓柱面閉合腔體采光太陽能熱水發電裝置，由長方形箱體、水箱、冷水管、熱水管、平面透明蓋板和太陽能聚光接收機構構成，該裝置通過大平面反光鏡和拋物柱面反光鏡的反光聚焦作用接收太陽能，可大幅提高太陽能的接收效率，可用來實現在強光和弱光的環境下太陽能的采集和接收。
文檔編號F24J2/10GK201875938SQ20102058208
公開日2011年6月22日 申請日期2010年10月25日 優先權日2010年10月25日
發明者張立君 申請人:北京印刷學院