[发明专利]一种菲涅尔太阳能聚光集热器及CPC的制造方法

说明书

本发明公开了一种菲涅尔太阳能聚光集热器，包括腔体，所述腔体内设有集热管组件和CPC(复合抛物面聚光器)，所述集热管组件的上方设有线性菲涅尔透镜，所述集热管组件的轴线设于所述线性菲涅尔透镜的焦线处，所述集热管组件设于所述CPC内以接收所述CPC反射的光线。应用本发明公开的菲涅尔太阳能聚光集热器及CPC的制造方法，光线通过线性菲涅尔透镜折射进入至CPC中，经CPC反射进集热管组件中，该装置通过线性菲涅尔透镜和CPC间的配合，实现高效聚光。

技术领域

本发明涉及太阳能利用设备领域，更具体地说，涉及一种菲涅尔太阳能聚光集热器，还涉及一种CPC的制造方法。

背景技术

太阳能具有巨大、普遍、长久、无害等优点，由于这些优点，近年来人们对于探究太阳能的利用从未止步。但是太阳能也具有间歇性、分散性、随机性等缺点，这些缺点制约了太阳能的利用。菲涅尔透镜是一种应用十分广泛的光学器件，可以将太阳光折射在某一点或某一线上，使太阳光辐照强度增加几倍到几十倍，聚光效果好。菲涅尔透镜的应用极大的降低了太阳能聚光装置的成本。现有的太阳能聚光器按照结构主要分为两种：一种为跟踪类，一种为免跟踪类。跟踪类的太阳能聚光集热器随太阳光照射角度的变化而进行角度调节，精度要求高，结构复杂，成本昂贵；免跟踪类的太阳能聚光集热器不随太阳光照射角度的变化而变化，成本较低，结构简单，但聚光效果不理想，其太阳光能量吸收率和利用率较低。聚光型太阳能集热器能实现太阳能的中高温利用，满足生活和工业生产需求。

综上所述，如何有效地解决太阳能聚光集热器聚光效果差、太阳能利用率低等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种菲涅尔太阳能聚光集热器，以解决太阳能聚光集热器聚光效果差、太阳能利用率低等问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种菲涅尔太阳能聚光集热器，包括腔体，所述腔体内设有集热管组件和CPC(复合抛物面聚光器)，所述集热管组件的上方设有线性菲涅尔透镜，所述集热管组件的轴线设于所述线性菲涅尔透镜的焦线处，所述集热管组件设于所述CPC内以接收所述CPC反射的光线。

优选地，所述线性菲涅尔透镜设于所述腔体的上方，所述线性菲涅尔透镜与所述腔体滑动连接进行线性运动以根据纬度变化进行调节。

优选地，所述腔体顶部的两端设置滑轨，所述线性菲涅尔透镜固设有直线轴承，所述直线轴承与所述滑轨配合。

优选地，所述腔体为经有机玻璃板组成的密闭腔体。

优选地，所述集热管组件经设其两端的集热管支架固定连接于所述腔体的底板上，所述集热管支架上分别垂直设有侧反光镜。

优选地，集热管组件包括真空集热管和设于其内的集热支管，所述真空集热管为一侧开口的管体，所述集热支管为U型集热回路以在所述真空集热管的开口处进出。

优选地，所述CPC设于所述腔体的底板上经CPC支架与所述底板固定连接。

优选地，所述真空集热管的内壁表面设有选择性吸收涂层。

优选地，所述集热支管突出于所述腔体的侧壁且与其经防水透气膜连接。

基于上述的菲涅尔太阳能聚光集热器，本发明还提供了一种CPC的制造方法，包括：

以真空集热管的内径为基圆，基圆的中心为O，以CPC水平方向为X轴，竖直方向为Y轴，构建直角X-Y直角坐标系；

根据公式1)r为基圆半径，t为参数，t＝0～2π得到基圆渐开线A；

根据公式2)θ_max为经线性菲涅尔透镜进行模拟测量得到CPC的最大接收角，得到所述基圆渐开线A绕圆心O顺时针旋转角度θ；