[发明专利]一种分段式等光强反射聚光镜及其设计方法

说明书

技术领域

本发明属于透镜技术领域，特别涉及一种分段式等光强反射聚光镜及其设 计方法。

背景技术

太阳能作为地球上所有能源的总源头，不仅绿色环保，而且储量巨大，可 持续利用，是当今研究的前沿以及热点。但由于加工工艺以及现有的产品设计 存在种种弊端，导致太阳能的利用率较低且成本消耗严重，因此，如何能以低 成本实现太阳能的高效率利用，也成为了科学家研究的方向。

关于太阳能聚光发电的国际性会议首次在2002年5月召开，会议表明光伏 聚光系统是一项很有潜力的技术，光伏技术即通过反射镜或透镜使太阳光辐照 度加强后投射到面积小但性能优的光伏板上，提高太阳能光照的利用率并降低 成本，进一步实现节能减排。

研究学家对反射镜的聚光特性进行模拟研究的结果表示，微小的反射镜面 形变化也会明显降低聚光效果，但现今许多研究中都忽视反射镜面形所带来的 聚光效果影响，近似地认为反射镜是直接将太阳光线反射聚集到光伏板平面上。 因此，现有技术中的反射聚光镜存在局部受热不均匀的缺陷，容易导致光伏板 因局部温度过高而损坏，聚光集热效果不甚理想。此外，现有技术中的反射聚 光镜的设计方法复杂，且不能实现灵活的调整。

有鉴于此，本发明旨在提供一种分段式等光强反射聚光镜及其设计方法， 其抓住反射镜面形变化能改变聚光效果的特点，采用分段式设计的思想，对每 块不同高度以及倾斜角度的反射镜通过精密计算制成，从而进一步增强聚光系 统的聚光效果，提高太阳能的转化效率。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种分段式等光强 反射聚光镜，其抓住反射镜面形变化能改变聚光效果的特点，采用分段式设计 的思想，对每块不同高度以及倾斜角度的反射镜通过精密计算制成，从而进一 步增强聚光系统的聚光效果，提高太阳能的转化效率。

为了实现上述目的，本发明所采用如下技术方案：

一种分段式等光强反射聚光镜，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。

作为本发明分段式等光强反射聚光镜的一种改进，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。

作为本发明分段式等光强反射聚光镜的一种改进，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。

作为本发明分段式等光强反射聚光镜的一种改进，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。

作为本发明分段式等光强反射聚光镜的一种改进，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°。

作为本发明分段式等光强反射聚光镜的一种改进，所述位于正中间的平面 聚光镜单元设置为非反光镜。

作为本发明分段式等光强反射聚光镜的一种改进，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：