[发明专利]太阳能聚光器、太阳能聚光器的制备方法及布局确定方法

说明书

本发明公开一种太阳能聚光器、太阳能聚光器的制备方法及布局确定方法。该太阳能聚光器包括N面球面反射镜，所述球面反射镜紧密排列；N块球面反射镜按照同轴对称排列或经纬对称排列；每块所述球面反射镜的弧矢焦点重合；所述同轴对称排列的排列方式为以中心球面反射镜的光轴为对称轴，每个外围球面反射镜均存在一个与其呈轴对称的外围球面反射镜；所述经纬对称排列的排列方式N块所述球面反射镜呈矩阵排列。本发明公开的太阳能聚光器布局及设计方法，在保证太阳能转换效率的同时大幅降低了成本。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，特别是涉及一种太阳能聚光器、太阳能聚光器的制备方法及布局确定方法。

背景技术

过去的数十年，为了降低发电成本并与化石能源发电的成本相竞争，太阳能发电系统的研究方向主要在提高太阳能电力转换效率和降低制造成本。对于太阳能发电系统而言，无论热电系统还是光伏系统，决定太阳能电系统效率的核心之一，是太阳能聚光器的结构形式。其中聚光单元制造成本在系统总成本中占很大比重。在众多的太阳能聚光收集方法中，由于抛物面型聚焦器具有大聚光比而得到广泛的实践应用，但因为大口径的抛物面聚光器面型精度要求较高，导致制造成本居高不下，使太阳能发电系统因成本原因，造成推广应用受到限制。为了降低成本，基于抛物面形状的各种布局和制造材料被广泛研究。其中得到实际应用的一种聚光器镜面布局方案是先加工制作可以构成抛物面聚光器的各个子曲面，再将各个子曲面进行拼接形成完整的抛物面，但各个子曲面的曲率不同，每种曲率的子曲面均需要对应的加工模具，因此增加了模具的种类，成本降低的效果并不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能聚光器、太阳能聚光器的制备方法及布局确定方法，在保证太阳能聚光效率的同时大幅降低了成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种太阳能聚光器，包括N块球面反射镜，N块所述球面反射镜紧密排列；每块所述球面反射镜按照同轴对称排列或经纬对称排列；每块所述球面反射镜的弧矢焦点重合；所述同轴对称排列的排列方式为以中心球面反射镜的光轴为对称轴，每个外围球面反射镜均存在一个与其呈轴对称的外围球面反射镜；所述经纬对称排列的排列方式是N块所述球面反射镜呈矩阵排列。

可选的，每块所述球面反射镜的直径为0.5-1米，焦距为4米。

本发明还公开一种太阳能聚光器的制备方法，包括：

获取球面反射镜的焦距；

确定与所述球面反射镜焦距相等的二维抛物线方程；

以所述抛物线的轴为对称轴，沿所述抛物线延伸的方向依次排列多个球面反射镜，从而得到球面反射镜组；所述球面反射镜组中的球面反射镜顶点均与所述抛物线相交，且在每个所述球面反射镜与抛物线的相交点处所述球面反射镜的法线与所述抛物线的法线重合；

重新确定每个球面反射镜的空间位置和倾斜角度，使每个球面反射镜的弧矢焦点共焦于所述抛物线的焦点处，构成二维共焦球面反射镜组；

以所述二维共焦球面反射镜组为基准确定构成所述太阳能聚光器的所有球面反射镜的空间位置和倾斜角度，得到三维共焦球面反射镜组；

按照所述三维共焦球面反射镜组中各个球面反射镜的空间位置和倾斜角度，安装各个球面反射镜，得到所述太阳能聚光器。

本发明还公开一种太阳能聚光器的布局确定方法，包括：

根据球面反射镜焦距确定抛物线方程参数空间坐标；

根据球面反射镜直径确定多个球面反射镜在抛物线上依次放置时各个球面反射镜的空间坐标；各个所述球面反射镜的顶点均位于所述抛物线上，且在每个所述球面反射镜与抛物线的相交点处所述球面反射镜的法线与所述抛物线的法线重合；