[发明专利]一种分段式等光强反射聚光镜及其设计方法

权利要求书

1.一种分段式等光强反射聚光镜，其特征在于：包括若干段依次连接的平 面聚光镜单元，以水平面为基准，位于正中间的所述平面聚光镜单元与水平面 平行，位于正中间的所述平面聚光镜单元设置为基准单元，并且设置于所述基 准单元的右端的所述平面聚光镜单元的倾斜度均不相同；设置于所述基准单元 的左端的所述平面聚光镜单元的倾斜度均不相同。

2.根据权利要求1所述的分段式等光强反射聚光镜，其特征在于：所述反 射聚光镜以所述基准单元的纵向中心线所在直线为对称轴对称设置。

3.根据权利要求1所述的分段式等光强反射聚光镜，其特征在于：设置于 所述基准单元的右侧的每段所述平面聚光镜单元的长度均不同；设置于所述基 准单元的左侧的每段所述平面聚光镜单元的长度均不同。

4.根据权利要求1所述的分段式等光强反射聚光镜，其特征在于：设置于 所述基准单元的右端的所述平面聚光镜单元的倾斜度向右逐渐增加；设置于所 述基准单元的左端的所述平面聚光镜单元的倾斜度向左逐渐增加。

5.根据权利要求2所述的分段式等光强反射聚光镜，其特征在于：位于最 右端的所述平面聚光镜单元与水平面之间的夹角小于90°。

6.根据权利要求1所述的分段式等光强反射聚光镜，其特征在于：所述位 于正中间的平面聚光镜单元设置为非反光镜。

7.根据权利要求2所述的分段式等光强反射聚光镜，其特征在于：从所述 基准单元往右计，第i段平面聚光镜单元的左端点为(x_i1,y_i1)，其中i大于或等于 1，则该段平面聚光镜单元的右端点(x′_i1,y′_i1)为：

xi1=yi1-ki1′·xi1+ki·dki-ki1′yi1′=ki·(xi1′-xi1);]]>

其中，d为光伏板的长度的1/2，k_i为该段平面聚光镜单元的左端点与光伏 板的左端点的连线的斜率，k′_i1为该段平面聚光镜单元的斜率；

k′_i1的计算公式为：

iαi=12·arccosh[(d+xi1)2+h2]12θ=αiki1′=arctanαi;]]>

其中，θ为该段平面聚光镜单元与水平面的倾斜角度，d为光伏板的长度的 1/2，α_i为该段平面聚光镜单元的左端点与光伏板的左端点的连线和法线的夹角， h为光伏板的垂直高度。

8.一种分段式等光强反射聚光镜的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，设光伏板的长度为2d，光伏板在地面上的投影处的长度也为2d，并且 投影处设置长度为2d的基准单元，或者称为第0段平面聚光镜单元；

S2，定义太阳光垂直照射时的光线向量为且其模为1；对于第0 段平面聚光镜单元，其右端点坐标为(d,0)，假设反射聚光镜的加工工艺的最小 精度为d_min,则设定每段平面聚光镜单元的初始长度为l，制造每段平面聚光镜单 元的长度必须大于d_min，即l>d_min；

S3，对于第i(i≥1)段平面聚光镜单元，任一段平面聚光镜单元的左端点为 (x_i1,y_i1)，根据该点与光伏板的左端点的连线和法线的夹角α_i、光伏板的垂直高度 h，确定该段平面聚光镜单元的斜率k′_i1，它们满足以下方程：

iαi=12·arccosh[(d+xi1)2+h2]12θ=αiki1′=arctanαi;]]>

其中，θ为该段平面聚光镜单元与水平面的倾斜角度；

S4，根据光伏板的长度2d、任一段平面聚光镜单元的左端点与光伏板的左 端点的连线的斜率k_i和该段平面聚光镜单元的斜率k′_i1，确定该段平面聚光镜单元 的右端点(x′_i1,y′_i1)：

xi1′=yi1-ki1′·xi1+ki·dki-ki1′yi1′=ki·(xi1′-xi1);]]>

S5，以完成设计的平面聚光镜单元的右端点(x′_i1,y′_i1)作为下一段相连接的平 面聚光镜单元的左端点，令x_i+1,1＝x′_i1，y_i+1,1＝y′_i1；

S6，重复第S3～S5，依次计算反射聚光镜的每一段平面聚光镜单元，直至 当其与水平面的倾斜角度θ接近或长度小于加工工艺所能达到的最小精度 时，则停止右半部分反光镜的制造，然后将右半边的设计以第0段平面聚光镜 单元的纵向中心线为对称轴对称得到左半边部分反光镜的设计，此时完成了整 个反射聚光镜的设计。