一種單塔多罩式免跟蹤太陽能聚光裝置的制作方法

本發明涉及新能源領域，具體涉及一種單塔多罩式免跟蹤太陽能聚光裝置。

背景技術：

傳統的太陽能器件是將昂貴的太陽能電池板暴露在室外，且為了獲取足夠的電能，通常又需要大面積的光伏面板協同工作。首先光伏面板昂貴的成本目前是制約太陽能器件推廣的主要障礙，如何提高其轉換效率，且減少安裝面積，成為光伏領域一個亟待解決的問題。其次，傳統的光伏面板直接暴露在陽光下，不僅要經受風吹雨打等自然條件考驗，對于中國空氣嚴重污染的室外環境，粉塵顆粒等污染物的堆積對光伏面板的影響也是毀滅性的。

因此如何提高光伏面板轉換效率，減少面板使用數量，避免光伏面板的惡劣工作環境，是一個急需解決的問題。

技術實現要素：

本發明為解決上述技術問題，提供了一種單塔多罩式免跟蹤太陽能聚光裝置。

本發明提供的技術方案是：

一種單塔多罩式免跟蹤太陽能聚光裝置，包括空心金屬主干、集光罩、反光片、窗口、固定螺栓、彈簧和底座，所述金屬主干上從上至下設置有若干集光罩，所述集光罩通過固定螺栓被依次均勻的固定在金屬主干上；位于集光罩中心位置向陽面的金屬主干上設有窗口，所述窗口內側有一傾斜反光片，窗口大小跟反光片的垂直高度一致，窗口由透明玻璃覆蓋；所述反光片為外凸型反光鏡面，其曲率和集光罩曲率一致；每個集光罩內反光片的傾斜角度從上到小依次增大。

進一步的，在所述金屬主干上每隔一段距離設有一對連線過中軸的小孔，該間隔距離略大于集光罩的直徑，一對固定螺栓從金屬主干內部分別通過小孔穿出，且固定螺栓大頭在內，并且對稱的兩個固定螺栓之間通過彈簧相連接。

進一步的，所述集光罩為球形結構，其材料為玻璃或亞克力透明材質，其過球心有一大小等同于金屬主干直徑的圓柱空洞，便于集光罩穿插到金屬主干上。

進一步的，所述反光片按照設定的角度固定在金屬主干內部，且反光片凸面朝下。

進一步的，最上面集光罩內的反光片傾斜角度最接近于水平，最下面的集光罩的反光片傾斜角度最接近于垂直，中間的反光片傾斜角度依次過渡變化，但每個反光片的曲率跟集光罩的曲率一致，將被聚焦的太陽光以細窄準直光束的形式，被直接照射到金屬主干底部，而不會照射到其他反光片或者金屬主干內壁上。

進一步的，最下面集光罩的反光片與底座之間的金屬主干內壁上涂有反光涂層，可以解決由于裝配誤差所帶來的上層反射光束照射到金屬主干底部內壁上的問題。

本發明與現有技術相比，其顯著優點是：

1.本發明采用了角度漸變式單凸面反光片，保證了反射光線以細窄準直光束形式被直接反射到金屬主干底部，而不會照射到金屬主干內壁上，因此主要的金屬主干內壁不需要反光涂層，降低了成本，提高了太陽光收集效率

2.本發明采用了角度漸變式單凸面反光片，保證了從上到小的由反光片反射的光束傳播方向漸變，避免了反光片被二次加熱，降低了放光片溫度，延長了器件壽命。

3.本發明采用了單塔多罩式結構，在同一金屬主干上放置多個集光罩，并在支桿內部進行光能傳輸，大大節省了空間。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖。

圖2為本發明的結構單元示意圖。

圖3為反光片反光原理示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。

一種單塔多罩式免跟蹤太陽能聚光裝置，包括空心金屬主干1、集光罩2、反光片3、窗口4、固定螺栓5、彈簧6和底座7，所述金屬主干1上從上至下設置有若干集光罩2，所述集光罩2通過固定螺栓5被依次均勻的固定在金屬主干1上；位于集光罩2中心位置向陽面的金屬主干1上設有一窗口4，所述窗口4內側有一傾斜反光片3，窗口4大小跟反光片3的垂直高度一致，窗口4由透明玻璃覆蓋；所述反光片3為外凸型反光鏡面，其曲率和集光罩2曲率一致；每個集光罩2內反光片3的傾斜角度從上到小依次增大。

在所述金屬主干1上每隔一段距離設有一對連線過中軸的小孔，該間隔距離略大于集光罩2的直徑，一對固定集光罩2的固定螺栓5從金屬主干1內部分別通過小孔穿出，且固定螺栓5的大頭在內，并且對稱的兩個固定螺栓5之間通過彈簧6相連接。正常情況下，固定螺栓5會由于彈簧6作用，而突出到金屬主干1外面，如果用力從外側擠壓，固定螺栓5會收縮到金屬主干1內。

所述集光罩2為球形結構，其材料為玻璃或亞克力透明材質，其過球心有一大小等同于金屬主干1直徑的圓柱空洞，便于集光罩2穿插到金屬主干1上。

所述反光片3按照設定的角度固定在金屬主干1內部，且反光片3凸面朝下。最上面集光罩2內的反光片3傾斜角度最接近于水平，最下面的集光罩2的反光片3傾斜角度最接近于垂直，中間的反光片3傾斜角度依次過渡變化，但每個反光片3的曲率跟集光罩2的曲率一致，每個集光罩2內反光片3的傾斜角度從上到小依次增大，可保證所有反射的光線以細窄的準直光束形式直接照射到底座7上，避免了發光片3被二次照射。所有光線會被匯集到底座7并被集中收集起來。將被聚焦的太陽光以細窄準直光束的形式，被直接照射到金屬主干1底部，而不會照射到其他反光片3或者金屬主干1內壁上，但可以適當在最下面反光,3與底座7之間的金屬主干1內壁上涂上反光涂層，可以解決由于裝配誤差所帶來的上層反射光束照射到金屬主干1底部內壁上的問題。

如圖2所示，平行光線進入集光罩2，由于曲面作用，會被匯聚并通過玻璃窗口4照射到反光片3上。此處的反光片3設計成半球型，球曲面朝向陽面，且曲率與集光罩2曲率一致。匯聚光束落在反光片3表面，由于反光片3是凸面，所以光線會被發散，按照一定角度和以準直光束的形式向下傳播，如圖3所示。由于是反光片3半球型，所有不論從哪個方向入射的光，反射光線都會向下傳播。假設a方向為早上太陽光的入射方向，經球面后，光線會被向下反射；b方向為下午太陽光入射方向，經球面后，光線也會向下反射；同理中午的光線c也是向下反射的，所有一天中任何時候入射的光線都會被反光片收集并向下反射過去，不需要考慮太陽入射方向。因此該系統不需要跟蹤太陽的位置，就可以做到全天候的太陽光收集。

由于一個塔上有多個集光罩2，所有會有很多光束照射到底座7上。安裝在底座的耦合器，會將這些不同入射方向的光束耦合并以光波導形式傳輸出去。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何形式上的限制，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，依據本發明的技術實質，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍之內。

技術特征：

技術總結
本發明涉及一種單塔多罩式免跟蹤太陽能聚光裝置，包括空心金屬主干、集光罩、反光片、窗口、固定螺栓、彈簧和底座，金屬主干上從上至下設置有若干集光罩，集光罩通過固定螺栓被依次均勻的固定在金屬主干上；位于集光罩中心位置向陽面的金屬主干上設有窗口，窗口內側有一傾斜反光片，窗口大小與反光片的垂直高度一致，窗口由透明玻璃覆蓋；反光片為外凸型反光鏡面，其曲率和集光罩曲率一致；每個集光罩內反光片的傾斜角度從上到小依次增大，可保證所有反射的光線以細窄的準直光束形式直接照射到底座上，避免了反光片被二次照射，所有光線會被匯集到底座并被集中收集起來，一天中任何時候入射的光線都會被反光片收集并向下反射過去。

技術研發人員：劉海洋;賈艷剛;羅韜
受保護的技術使用者：中國葛洲壩集團電力有限責任公司;南京綠新能源研究院有限公司
技術研發日：2017.06.23
技術公布日：2017.10.03