一种多锥环式太阳光会聚装置的制作方法

1.本发明属于太阳能聚光技术领域，具体涉及一种多锥环式太阳光会聚装置。


背景技术：

2.太阳能是一种分布广泛，储量巨大的可再生能源，被称为永恒的能源。光伏发电技术目前已经大规模地被用于电力生产，其在电力系统中的占比快速增长，但是大规模光伏发电目前存在效率偏低，光资源浪费和土地资源占用较大等弊端。新一代的聚光光伏和高倍聚光光伏技术的发展，能够极大地提高光伏发电组件对光资源的利用，在相同的集光面积上提高发电量。由于大规模光伏发电需要非常庞大的集光面积，因此对于聚光光伏和高倍聚光光伏来说，聚光器元器件的性能与成本将是决定发电成本的重要因素之一。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种多锥环式太阳光会聚装置，利用多个圆锥环面，反射太阳光，并会聚在装置后面的聚焦面上。
4.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
5.一种多锥环式太阳光会聚装置，包括反射圆锥环1和锥环保持架2；
6.所述反射圆锥环1设置有多个且同轴布置，所述反射圆锥环1面向阳光入射一侧的端面位于同一平面上，相邻反射圆锥环1端面之间通过锥环保持架2连接，所述反射圆锥环1用于将太阳光线聚集在位于反射圆锥环阳光出射侧轴线上的一个与反射圆锥环轴线相垂直的平面上，并形成一个聚光光斑。
7.所述锥环保持架2为薄板结构，设置2片，2片薄板较宽的侧面，以互相垂直的方式形成一个十字结构，并通过焊接、粘接的方式固定反射圆锥环1。
8.所述反射圆锥环1均为薄壁圆锥环，指向阳光入射的端面结构平滑，且镀有高反射率的膜。
9.所述反射圆锥环1具有不同的锥度角和不同的锥环高度。
10.所述反射圆锥环1面向阳光入射的端面与太阳光线垂直。
11.所述反射圆锥环1用于将垂直于锥环端面入射的，分布于该反射圆锥环1与内侧相邻的反射圆锥环1之间的光线全部反射到聚光面上。
12.所述最内侧的反射圆锥环1中间和聚光面光斑相同截面的光直接通过，仅反射入口圆截面与出口圆截面之间的光线。
13.本发明的有益效果：
14.本发明多锥环式太阳光会聚装置结构简单，没有复杂的曲面或透镜，方便制作，成本低廉，光线仅经过一次反射实现会聚，易于达到高的反射聚光效率和较为均匀的聚光面光强分布，整体结构重量轻，适合于大规模聚光光伏的应用。
附图说明
15.图1为本发明的装置结构示意图。
16.其中，1为反射圆锥环组、2为锥环保持架。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
18.参考图1，本发明所述多锥环式太阳光会聚装置包括反射圆锥环组1、锥环保持架2。
19.所述多锥环式太阳光会聚装置的多个反射圆锥环1具有不同的锥度角和不同的锥环高度，所有反射圆锥环1同轴布置，阳光入射一侧的所有反射圆锥环1端面位于同一平面上。
20.所述多锥环式太阳光会聚装置，具有多个反射圆锥环1，所述反射圆锥环1均为薄壁圆锥环，其指向阳光入射的一面具有非常平滑的表面质量，并镀有高反射率的膜，例如铝模、银膜等。装置所包含的多个反射圆锥环1，具有不同的锥度角和不同的锥环高度，所有反射圆锥环1同轴布置，阳光入射一侧的所有反射圆锥环1端面位于同一平面上。
21.所述多锥环式太阳光会聚装置的多个反射圆锥环1，根据其直径大小和在装置中位置的不同，其锥度角和锥环的高度由以下原则确定：1.每一个反射圆锥环1能够将垂直于锥环端面入射的，分布于该反射圆锥环1与内侧相邻的反射圆锥环1之间的光线全部反射到聚光面上。2.最内侧的反射圆锥环1中间的和聚光面光斑相同截面的光直接通过，仅反射入口圆截面与出口圆截面之间的光线。3.反射圆锥环1的高度取决于所需的聚光面光斑的大小，如需较小的聚光光斑，则需减小锥环的高度，对于一定的集光面积，则需增加锥环的数量。
22.所述多锥环式太阳光会聚装置，具有锥环保持架2，锥环保持架2为薄板结构，在90度方向上，通过焊接、粘接的方式固定所有的反射圆锥环，保持每个锥环的形状和各环之间的相对位置，并在光线射入的方向，具有极小的截面积，减小对入射光的遮挡。
23.所述多锥环式太阳光会聚装置，在使用时必须保证太阳光线垂直于锥环端面入射，需将装置安放在具备追踪太阳运动的支架上以实现连续的聚光工作。
24.本发明的具体工作过程为：
25.所述多锥环式太阳光会聚装置在用于会聚太阳光时，需安放在额外的带有追踪太阳运动轨迹的平台上，并保持装置的入射端面始终与入射光线方向垂直。
26.如图1中所示，当太阳光线垂直射入装置时，由多个反射圆锥环1同轴布置的结构，将太阳光线分成多个环形截面入射到不同的反射圆锥环1表面，不同的反射圆锥环1对光线的反射角度不同，最终会聚到聚光面上形成一个较小的光斑。


技术特征：
1.一种多锥环式太阳光会聚装置，其特征在于，包括反射圆锥环(1)和锥环保持架(2)；所述反射圆锥环(1)设置有多个且同轴布置，所有反射圆锥环(1)面向阳光入射一侧的端面位于同一平面上，相邻反射圆锥环(1)端面之间通过锥环保持架(2)连接，所述反射圆锥环(1)用于将太阳光线聚集在位于反射圆锥环阳光出射侧轴线上的一个与反射圆锥环轴线相垂直的平面上，并形成一个聚光光斑。2.根据权利要求1所述的一种多锥环式太阳光会聚装置，其特征在于，所述锥环保持架(2)为薄板结构，设置2片，2片薄板较宽的侧面，以互相垂直的方式形成一个十字结构，并通过焊接、粘接的方式固定反射圆锥环(1)。3.根据权利要求1所述的一种多锥环式太阳光会聚装置，其特征在于，所述反射圆锥环(1)均为薄壁圆锥环，指向阳光入射的一面结构平滑，且镀有高反射率的膜。4.根据权利要求1所述的一种多锥环式太阳光会聚装置，其特征在于，所述反射圆锥环(1)具有不同的锥度角和不同的锥环高度。5.根据权利要求1所述的一种多锥环式太阳光会聚装置，其特征在于，所述反射圆锥环(1)面向阳光入射的端面与太阳光线垂直。6.根据权利要求1所述的一种多锥环式太阳光会聚装置，其特征在于，所述反射圆锥环(1)用于将垂直于锥环端面入射的，分布于该反射圆锥环1与内侧相邻的反射圆锥环(1)之间的光线全部反射到聚光面上。7.根据权利要求1所述的一种多锥环式太阳光会聚装置，其特征在于，所述最内侧的反射圆锥环(1)中间和聚光面光斑相同截面的光直接通过，仅反射入口圆截面与出口圆截面之间的光线。

技术总结
本发明公开了一种多锥环式太阳光会聚装置，包括反射圆锥环和锥环保持架；所述反射圆锥环设置有多个且反射圆锥环同轴布置，所述反射圆锥环面向阳光入射一侧的所有反射圆锥环端面位于同一平面上，所述反射圆锥环端面之间通过锥环保持架连接，所述反射圆锥环用于将太阳光线聚集在聚光面上。本发明利用多个圆锥环面，反射太阳光，并会聚在装置后面的聚焦面上。并会聚在装置后面的聚焦面上。并会聚在装置后面的聚焦面上。


技术研发人员：顾正萌 张一帆 白文刚 高炜 张磊 张纯 吴帅帅
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：2021.08.11
技术公布日：2021/11/8