[实用新型]一种平板型平面玻璃镜反射太阳能聚光器

说明书

所属技术领域：

本实用新型涉及一种太阳能聚光器，尤其是一种平板型平面玻璃镜反射太阳能聚光器。 

背景技术：

目前，开发利用太阳能已成为世界各国可持续发展的主要战略决策之一。但是，太阳能的能流密度低(约1kW/m²)的缺点成为利用太阳能的主要障碍之一。为了提高太阳能的辐射能流密度，可以采用聚光的方法将太阳光聚集到接受器上，在进行光热利用时可提高集热温度，在进行光伏发电时则可减少昂贵的光伏电池用量。因此研制具有实用价值的低成本、高效率、高稳定性的太阳能聚光器，能够进一步促进太阳能的广泛应用。 

目前常用的聚光方法主要有槽式、碟式、菲涅尔透镜式等。前两者需要加工复杂的曲面反射镜，价格较贵，加工精度要求高，焦平面光强分布不均匀；后者虽然价格便宜，但是目前难以做成单块大面积的产品，且聚光均匀性较差。而聚光光强的均匀性对聚光光伏发电效率影响十分强烈，光强分布不均匀会造成弱光强照射处的光电池反而变成负载，导致电能内耗并引起温升等严重问题。因此，使用玻璃镜组合替代曲面反光镜可以降低加工要求和成本，例如专利200410025904.6(宁铎，张振国.抛物柱折面形太阳能聚光器玻璃条宽度的配列方法)提出了一种用镀银双层玻璃装配在抛物柱曲面形框架的槽内的太阳能聚光器设计方法，但该聚光器依然需要加工抛物型线槽，对加工精度要求较高，同时所提配列公式没有考虑太阳入射光立体角及接受面倾角等多种因素的影响，因此仍然不能对太阳能进行高效充分利用。 

发明内容：

本实用新型提出一种平板型平面玻璃镜反射太阳能聚光器，使用多个长条状平面玻璃镜按特定尺寸、位置放置在平板型框架上反射聚光，用于光伏发电时，放射光均匀叠加在焦平面上，光强分布均匀，可以提高光伏电池发电效率，也可用于圆柱或平面集热器产生中高温热能。聚光器各平面玻璃镜条相对位置确定后，可东西向长列布置，不用每天对日跟踪，只需对纬度每日或隔日略加调节跟踪即可；或者置于双轴太阳能跟踪器上，每日准确跟踪太阳，可获得最佳聚光性能。 

具体技术方案为： 

平面玻璃镜反射太阳能聚光器包括平板框架(1-1)、条形玻璃镜(1-2)、平板状聚光接受 体(1-3)或圆柱状聚光接受体(1-4)。 

其特征在于：在平面框架(1-1)上倾斜放置粘贴或镶嵌在平直型材上的条形玻璃镜(1-2)，条形玻璃镜(1-2)的宽度和倾斜角度随自身所处位置、聚光接受体(1-3)或(1-4)位置而改变，为了达到最佳聚光效果，条形玻璃镜(1-2)的宽度和角度应保证其所反射的有效光线全部处于聚光接受体(1-3)或(1-4)的有效区域内，并且玻璃镜条边界反射的光线位于聚焦接受体有效区域边界。 

所述的平板状聚光接受体(1-3)可以平板光伏电池或平板集热器，所述的圆柱状聚光接受体(1-4)可以是圆柱形真空管集热器或其他集热器。 

1.采用平板状聚光接受体： 

当平板状聚光接受体(1-3)为平板光伏电池时，由于对聚光光强均匀性要求较高，因此，对于此种情况，仅考虑玻璃镜反射太阳平行光。平板光伏电池接受体(1-3)相对于平板框架(1-1)的角度为θ，宽度为L，与平板框架(1-1)最小垂直距离为a。当θ＝0时，聚光接受体(1-3)与平板框架(1-1)平行。在平板框架上以聚光接受体投影位置为中心，向两侧依次排开若干条形玻璃镜(1-2)，或以聚光接受体投影位置为一端，向另一侧依次排开若干条形玻璃镜(1-2)，并编上号i，中间或起始一块为0号。设第任意i块玻璃镜的宽度为W_i，相对于平面底板框架的角度为α_i，玻璃镜与框架交点到中心线的距离为x_i，交点到玻璃镜下边缘的距离为b。此时，θ、L、a、b、x_i为已知，根据几何关系，可以有下列公式计算出第i块玻璃镜相对于平板框架(1-1)的角度α_i和宽度W_i： 

atan(2α_i)+bcosα_i+bsinα_itan(2α_i)-x_i＝0               (1)