[发明专利]一种挠曲柱面聚光镜组构造

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚光镜的制造方法，尤其是一种线聚焦太阳能系统用挠曲柱面反射式 聚光镜的制造方法，属于太阳能利用技术领域。

背景技术

能源是国民经济发展和人民生活水平提高的重要物质基础，随着经济的持续高速增长， 化石能源的资源有限性和开发利用带来的环境问题越来越成为经济和社会的可持续发展的 制约因素。加快可再生能源的开发利用是解决能源和环境问题的重要途径和措施。太阳能 是清洁无污染且永不枯竭的能源，光伏发电是发展最快的可再生能源之一，也是各国竞相 发展的重点。

根据太阳能电池在一定条件下输出的电流与接受的光照强度成正相关关系的特性，为 了提高光伏发电装置的性能价格比，通过聚光的方法，来增加太阳能电池所接受的太阳光 照射强度，使得同样数量的半导体材料产生更多的电能，以较为便宜的聚光系统取代较为 昂贵的光伏电池，从而大幅度降低光伏发电系统的成本。现有聚光光伏发电系统可按照聚 光的形式分为两种：一种采用菲涅尔透镜折射聚光，另外一种是采用大型抛物面反射聚光， 其优点是能够形成数十倍乃至数百倍的聚光比，缺点是制造难度大，成本较高，折射或反 射聚光镜容易因老化、破碎而失效。不难发现，现有技术中因为聚光器的成本难以降低， 整套系统的性价比提高不明显，使得聚光光伏发电系统的优势难以体现。

目前，曲面聚光镜一般是通过将高透光率的低铁玻璃依照高精度的模具热弯成型制造， 通常是利用玻璃加热软化重力成形法弯曲获得所需要的曲面形式。由于模具本身精度要求 高，价格昂贵，而且在使用过程中因磨损、长时间高温等因素需要经常更换，加上依照模 具热弯成型的加工工艺复杂，需经过高精度抛光，因此造成曲面聚光镜造价较高。而聚光 镜在太阳能热发电系统和聚光光伏发电系统的成本中占有较大比例，一般达到总成本的 50％以上。如能提供一种易于制造的聚光镜，使得聚光镜的成本能够大幅度下降，则必将有 力地推动太阳能发电产业的发展。

技术人员已经熟知，太阳能电池输出电功率的大小与照在电池板上的光的强度成正相 关关系。针对这一原理，通过简单的方法制造聚光系统，来提高太阳能电池上的光照强度， 使得太阳能电池板能输出更大强度的电流。实际上也就是提高反射聚光镜的聚光比来提高 太阳能电池的效率。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有二次曲线柱面聚光镜制作中存在的工艺复杂、造价高、 安装定位困难致使焦斑不易满足所需几何指标等不足之处，提出一种线聚焦太阳能系统用 反射式聚光镜的制造方法、镜组构造和安装调试方法，从而在满足聚光效果的前提下简化 加工工艺、降低制造成本。

申请人经多年研究发现，抛物面的聚光效果虽然为业内普遍认可，但具有良好聚光效 果的抛物面镜制造困难。由此，采用挠曲柱面聚光镜的聚光效果在一定条件下更适合用于 聚光光伏系统。尤为可喜的是，申请人研发了一种简便易行的形成挠曲柱面聚光镜的工艺 方法，不仅容易制得具有挠曲面面型的聚光镜用曲面玻璃，而且能够在省却费工费时的抛 光工序的前提下仍能保持玻璃表面具有较低的粗糙度，直接在得到的挠曲面玻璃上进行镀 膜制成挠曲柱面聚光镜，由此可使聚光镜的制造成本大幅度下降。

进一步地，采用上述挠曲柱面聚光镜形成的聚光镜组构造，根据太阳光的实际入射角， 经由申请人的精确布置，可以获得宽度和形状指标均满足使用要求的焦斑，优于现有的常 规聚光镜组构造所得到的焦斑。如果各列聚光镜的布置位置变化，则仅可以获得宽度和形 状指标满足一般使用要求的焦斑。

根据本发明，提供一种聚光镜组的挠曲柱面聚光镜的制造方法。

根据本发明，还提供一种采用三列挠曲柱面聚光镜组合成的线聚焦太阳能反射式聚光 镜组构造。

根据本发明，还提供一种线聚焦太阳能反射式聚光镜组构造的安装调试方法。

一种用于构成聚光镜组的挠曲柱面聚光镜的制造方法，包括如下步骤：原片选择、第 一次裁切、支座设置、热弯和退火、第二次裁切、表面粗糙度检测、镀膜：

原片选择：选择4mm厚制镜级的浮法玻璃作为加工原片，在完成清洗、干燥程序后， 分别对玻璃的两个表面根据统计要求随机选择若干测点，测试其粗糙度Ra，选取该值低于 10nm的作为备用原片；

第一次裁切：将备用原片裁切成1200～1800mm宽、500～2400mm长的矩形；