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免跟踪太阳能聚光器.pdf

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跟踪 太阳能 聚光器
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摘要
申请专利号:

CN201510424028.2

申请日:

2015.07.20

公开号:

CN104990285A

公开日:

2015.10.21

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F24J 2/08申请日:20150720|||公开
IPC分类号: F24J2/08; F24J2/10; F24J2/06; F24J2/40; F24J2/46 主分类号: F24J2/08
申请人: 滕万圆
发明人: 滕万圆
地址: 150000黑龙江省哈尔滨市南岗区天悦国际M11号楼1503室
优先权:
专利代理机构: 哈尔滨龙科专利代理有限公司23206 代理人: 高媛
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201510424028.2

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

2017.12.08|||2015.11.18|||2015.10.21

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

免跟踪太阳能聚光器。本发明涉及一种免跟踪太阳能聚光器。由于一百五十套跟踪控制装置是彼此独立的,平均下来,每个星期都会有一套装置出现故障,需要维修,这将给使用者带来极大的不便,三、五年之后由于不可避免地出现机械老化和风雨侵蚀、生锈等现象,这些系统的故障率将会直线上升、维修和保养工作将会消耗大量的人力物力,对生产者和使用者来讲都是难以承受的。所述的框架(1)的一侧连接所述的聚光件(2),所述的框架(1)的另一侧连接所述的导光件(3),所述的导光件(3)具有所述的光线偏转开关(4),所述的导光件(3)的端部作为出光口(5)使用。

权利要求书

权利要求书
1.  一种免跟踪太阳能聚光器,其组成包括:聚光件(2)、框架(1)、导光件(3),光线偏转开关(4),其特征是:所述的框架(1)的一侧连接所述的聚光件(2),所述的框架(1)的另一侧连接所述的导光件(3),所述的导光件(3)具有所述的光线偏转开关(4),所述的导光件(3)的端部作为出光口(5)使用。

2.  根据权利要求1所述的免跟踪太阳能聚光器,其特征是:所述的聚光件(2)包括折光件或反光件,所述的折光件包括凸透镜或凸透镜壳体充透明液体A或柱面透镜或柱面透镜壳体充透明液体A或菲涅尔透镜;反光件包括凹面镜或柱面反射镜或菲涅尔反射镜或透明壳体充透明液体A内部封装有至少一个凹面镜或柱面反射镜或菲涅尔反射镜,透明固体内部封装有至少一个凹面镜或柱面反射镜或菲涅尔反射镜。

3.  根据权利要求1所述的免跟踪太阳能聚光器,其特征是:所述的导光件(3)由透明壳体充透明液体A或透明固体或高反射率物体围成柱形或板形,所述的导光件(3)可制成板状、膜状与条状;
所述的光线偏转开关(4)一号包括至少一个反光元件A类或折光元件A类,所述的反光元件A类和折光元件A类都包括偏光片壳体,所述的偏光片壳体为中空壳体,所述的偏光片壳体内充入液体B或液体B与其它液体混合液(液体B与其它液体混合液以5%~50%比例混合),所述的液体B配合黑色吸热粒或电热控制器使用,所述的液体B与其它液体混合液(液体B与其它液体混合液以5%~50%比例混合)配合吸热粒或电热控制器使用,所述的偏光片壳体连通弹性存液囊(7)或带复位弹簧的存液活塞;所述的光线偏转开关(4)一号配合折光元件B类使用,所述的折光元件B类还包括棱镜体或菲涅尔透镜,所述的折光元件配合所述的偏光片壳体使用;
所述的光线偏转开关(4)二号包括至少一个反光元件C类和一个壳体a或至少一个折光元件C类和一个壳体a,所述的壳体a为中空壳体,所述的中空壳体内装入分隔板,所述的分隔板的一端连接所述的中空壳体的内表面,所述的分隔板的另一端与所述的中空壳体的内表面的距离为0.01mm~1mm,所述的分隔板将中空壳体分成两个区域,所述的壳体a内充入液体C,所述的液体C配合黑色吸热粒或电热控制器使用;所述的反光元件C类包括反光膜,所述的折光元件B类包括棱镜体或菲涅尔透镜;
所述的光线偏转开关(4)三号包括至少一个反光元件D类,所述的反光元件D类包括带有永磁铁的反光膜或带有永磁铁的中空透明壳体配合电磁控制器使用;所述的反光元件D类还包括偏光密封板,所述的偏光密封板为透明板的顶面密封弹性膜,所述的偏光密封板内密封入液体B或液体B与其他液体混合(液体B与其他液体混合以10%~50%比例混合),所述的液体B配合黑色吸热粒或电热控制器使用,或所述的液体B与其他液体混合(液体B与其他液体混合以10%~50%比例混合)配合黑色吸热粒或电热控制器使用;所述的反光元件D类配合所述的折光元件B类使用,所述的折光元件B类包括菲涅尔透镜或棱镜体;
所述的光线偏转开关(4)四号为磁性开关,所述的磁性开关单独为光线偏转开关(4),或所述的磁性开关与折光元件B类互相搭配构成光线偏转开关(4);所述的光线偏转(4)四号开关包括永磁体(8)、双面为光面的带有热敏铁氧体的反射面(16)或带有热敏铁氧体的中空壳体组成,所述的双面为光面的带热敏铁氧体的反射面(16)的顶面或带有热敏铁氧体的中空壳体的顶面均为S(N)极,所述的双面为光面的带热敏铁氧体的反射面(16)或带有热敏铁氧体的中控壳体的下方设置有永磁铁(8),所述的永磁体(8)的顶面为N(S)极,所述的永磁体(8)的N(S)极配合双面为光面的带热敏铁氧体的反射面(16)的S(N)极使用;所述的折光元件B类包括菲涅尔透镜或棱镜体;
所述的光线偏转开关(4)五号包括构成或由带复位弹簧的活塞与反光膜连接构成,所述的弹性膜与反光膜之间带有复位弹簧的活塞内部均充有气体或液体B,气体配合吸热粒或电热控制器使用,或液体B配合吸热粒或电热控制器使用。

4.  根据权利要求3所述的免跟踪太阳能聚光器,其特征是:所述的电热控制器包括电源(15)、传感元件(8),所述的电源(15)的一端串联传感元件(8),所述的传感元件(8)串联一组透明加热丝(17),所述的透明加热丝(17)与所述的传感元件(8)串联成一个支路,多个所述的支路并联,所述的传感元件(8)包括光敏电阻或热控开关,所述的热控开关包括透明壳体,所述的透明壳体的左侧面是透明软质膜片,所述的透明壳体的内部填充有气体或液体C,所述的气体配合吸热粒使用,或所述的液体C配合吸热粒使用,所述的透明软质膜片的外表面连接电极I,所述的电极I与电极Ⅱ相对放置,所述的电极I配合所述的电极Ⅱ使用,所述的电极Ⅱ与所述的电极I分别连在电路的正负极上,所述的光敏电阻或所述的热控开关安装在一个平面内,所述的光敏电阻或热控开关的上方安装带有一个圆形孔(9)或长通口的遮光罩(10)。

5.  根据权利要求3所述的免跟踪太阳能聚光器,其特征是:所述的电磁控制器包括电源(15)、传感元件(8),所述的电源(15)的一端串联传感元件(8),所述的传感元件(8)串联一组电磁铁(11),所述的电磁铁(11)与所述的传感元件(8)串联成一个支路,多个所述的支路并联,所述的传感元件(8)包括光敏电阻或热控开关,所述的热控开关包括透明壳体,所述的透明壳体的左侧面是透明软质膜片,所述的透明壳体的内部填充有气体或液体C,所述的气体配合吸热粒使用,或所述的液体C配合吸热粒使用,所述的透明软质膜片的外表面连接电极I,所述的电极I与电极Ⅱ相对放置,所述的电极I配合所述的电极Ⅱ使用,所述的电极Ⅱ与所述的电极I分别连在电路的正负极上,所述的光敏电阻或所述的热控开关安装在一个平面内,所述的光敏电阻或热控开关的上方安装带有一个圆形孔(9)或长通口的遮光罩(10)。

6.   一种免跟踪太阳能聚光器,其组成包括:偏光层(13)、二次聚光元件、控制器(14),其特征是:所述的二次聚光元件的上方设置至少一个所述的偏光层(13),所述的偏光层(13)还连接所述的控制器(14)。

7.  根据权利要求6所述的免跟踪太阳能聚光器,其特征是:所述的偏光层(13)包括一个平面和至少两层折光面,所述的平面与所述的折光面均由透明材料制成,一个所述的平面与一个所述的折光面密封构成折光面中空壳体一号,两个所述的折光面组成折光面中空壳体二号,所述的折光面中空壳体一号与所述的折光面中空壳体二号公用相邻面,所述的折光面中空壳体一号的顶端为平面,所述的折光面包括垂直折光面与倾斜折光面,所述的垂直折光面之间连接所述的倾斜折光面,所述的倾斜折光面之间连接所述的垂直折光面,所述的折光面中空壳体一号与所述的折光面中空壳体二号均充满液体B,所述的倾斜面与所述的偏光层(13)所在平面的夹角相等的偏光层(13)为偏光层A类,所述的倾斜面与所述的偏光层(13)所在平面的夹角沿某一个方向逐渐增大或沿某一个方向逐渐减小的偏光层(13)为偏光层B类,所述的偏光层A类或所述的偏光层B类中的每相邻两层折光面的相对位置上的倾斜面均与偏光层(13)所在平面的夹角成逐渐增加或夹角成逐渐减小;所述的控制器(14)包括气动控制器与电热控制器,每两个相邻的所述的折光面之间的液体B分别与弹性存液囊(7)或带有复位弹簧的存液活塞相通,每个相邻的所述的折光面之间的液体B分别连接所述的电热控制器上的一组电热丝或所述的相邻的所述的折光面之间的液体B分别连通所述的气动控制器的一组导管,所述的气动控制器包括一组导管,所述的导管并列排在所述的折光元件的焦平面上,所述的导管内装入吸热粒和液体B。

8.  根据权利要求6或7所述的免跟踪太阳能聚光器,其特征是:所述的二次聚光件(2)包括折光件、楔形体、复合抛物面(cpc)、球面反射镜;所述的折光元件包括凸透镜或凸透镜壳体充透明液体A或柱面透镜或柱面透镜壳体充透明液体A或菲涅尔透镜。

9.  根据权利要求1或6所述的免跟踪太阳能聚光器,其特征是:出光口(5)连接光传导器件,所述的光传导器件包括菲涅尔透镜或凹面镜或菲涅尔反射镜。

10.  利用权利要求1所述的免跟踪太阳能聚光器的使用方法,其特征是:聚光件(2)将太阳光汇聚成光斑,导光件(3)位于焦平面上用于接收光斑,导光部件中装入并列排列的一组光线偏转开关(4),当光斑照射在光线偏转开关(4)上时,使光线偏转开关(4)打开,让光线发生偏转,进入导光件中传导后,从出光口(5)导出,完成聚光,也可以在出光口(5)连接分光器(6)对采集到的太阳能进行分光,将分开的光线按光波频率收集。

说明书

说明书免跟踪太阳能聚光器
技术领域
本发明涉及一种免跟踪太阳能聚光器。
背景技术
太阳能光热产业的主要产品就是太阳能真空管热水器。但这一产业的发展也遇到了明显的技术瓶颈,就是其产水温度无法达到百度以上,使其应用范围受到了极大的限制,只能应用于家庭淋浴系统,难以扩展更大的市场,百度以上的热水和热蒸汽还可以广泛地应用于食品饮料、农产品加工,太阳能热发电等工农业生产的各个领域,所以太阳能下一步的发展的关键就在于太阳能中高温技术的突破,而太阳能中高温技术的核心又在于太阳能聚光跟踪技术发展。
太阳能光伏产业的主要产品就是光伏电池,它所遇到的主要问题就是太阳能光伏电池的成本较高,无力和传统能源进行竞争,虽然最近两三年太阳能电池板的价格有了显著的降低,但这种成本的降低主要是由太阳能产业牺牲自己的利润实现的,这种成本降低也到了极限,但是其发电成本仍然还是比火电高出一至两倍,其发展依然需要依赖财政补贴,降低光伏发电成本是发展太阳能聚光技术,减少硅电池的使用量的根本问题。
到目前为止,人们所采用的聚光跟踪装置大致可分为三类: 一)塔式聚光装置 ;二)槽形抛物镜聚光装置;三)盘式抛物镜聚光装置;这三类装置有一个共同的特点,都是通过转动反射镜来跟踪太阳的,如果我们需要一千千瓦的太阳能,就需要大约一千五百平方米的聚光镜来聚光(因为太阳能的密度平时平均只有七八百瓦左右),即需要每面十平方米的聚光镜一百五十面左右,每一面反射镜都需要一套独立的跟踪控制装置来跟踪太阳光,由于这些装置要在室外运行,要承受风雨的侵蚀,所以必须能够抵御八级以上的大风,在风中反射镜所承受的作用力是很大的,通过杠杆作用原理这种作用力将在支撑点或支撑轴上放大几十倍,具有相当大的破坏作用,要想使整个系统稳定运行数年,其机械支撑转动部分必须十分坚固,因此这样一套有使用价值的机械跟踪装置通常需要一、两万元,单一百五十套的跟踪装置就需要二、三百万元,再加上其他的配套系统,整个系统的造价十分高昂,在经济上往往得不偿失,再有,任何一个机械系统都需要考虑到其出现故障后的维修问题,我们假定平均每一套跟踪控制系统可以稳定工作三年,由于一百五十套跟踪控制装置是彼此独立的,平均下来,每个星期都会有一套装置出现故障,需要维修,这将给使用者带来极大的不便,三、五年之后由于不可避免地出现机械老化和风雨侵蚀、生锈等现象,这些系统的故障率将会直线上升、维修和保养工作将会消耗大量的人力物力,对生产者和使用者来讲都是难以承受的。
发明内容
本发明的目的是提供一种不使用跟踪器或只使用简易控制器的方式实现太阳光的聚集,若用于光伏发电则可以节省大量昂贵的光电池的,若用于聚热可以得到高温的,若应用于白天建筑物内照明,则可以代替灯具,节约大量电能的免跟踪太阳能聚光器。
上述的目的通过以下的技术方案实现:
一种免跟踪太阳能聚光器,其组成包括:聚光件2、框架1、导光件3,光线偏转开关4,所述的框架1的一侧连接所述的聚光件2,所述的框架1的另一侧连接所述的导光件3,所述的导光件3具有所述的光线偏转开关4,所述的导光件3的端部作为出光口5使用。
所述的免跟踪太阳能聚光器,所述的聚光件2包括折光件或反光件,所述的折光件包括凸透镜或凸透镜壳体充透明液体A或柱面透镜或柱面透镜壳体充透明液体A或菲涅尔透镜;反光件包括凹面镜或柱面反射镜或菲涅尔反射镜或透明壳体充透明液体A内部封装有至少一个凹面镜或柱面反射镜或菲涅尔反射镜,透明固体内部封装有至少一个凹面镜或柱面反射镜或菲涅尔反射镜。
所述的免跟踪太阳能聚光器,所述的导光件3由透明壳体充透明液体A或透明固体或高反射率物体围成柱形或板形,所述的导光件3可制成板状、膜状与条状;
所述的光线偏转开关4一号包括至少一个反光元件A类或折光元件A类,所述的反光元件A类和折光元件A类都包括偏光片壳体,所述的偏光片壳体为中空壳体,所述的偏光片壳体内充入液体B或液体B与其它液体混合液(液体B与其它液体混合液以5%~50%比例混合),所述的液体B配合黑色吸热粒或电热控制器使用,所述的液体B与其它液体混合液(液体B与其它液体混合液以5%~50%比例混合)配合吸热粒或电热控制器使用,所述的偏光片壳体连通弹性存液囊7或带复位弹簧的存液活塞;所述的光线偏转开关4一号配合折光元件B类使用,所述的折光元件B类还包括棱镜体或菲涅尔透镜,所述的折光元件配合所述的偏光片壳体使用;
所述的光线偏转开关4二号包括至少一个反光元件C类和一个壳体a或至少一个折光元件C类和一个壳体a,所述的壳体a为中空壳体,所述的中空壳体内装入分隔板,所述的分隔板的一端连接所述的中空壳体的内表面,所述的分隔板的另一端与所述的中空壳体的内表面的距离为0.01mm~1mm,所述的分隔板将中空壳体分成两个区域,所述的壳体a内充入液体C,所述的液体C配合黑色吸热粒或电热控制器使用;所述的反光元件C类包括反光膜,所述的折光元件B类包括棱镜体或菲涅尔透镜;
所述的光线偏转开关4三号包括至少一个反光元件D类,所述的反光元件D类包括带有永磁铁的反光膜或带有永磁铁的中空透明壳体配合电磁控制器使用;所述的反光元件D类还包括偏光密封板,所述的偏光密封板为透明板的顶面密封弹性膜,所述的偏光密封板内密封入液体B或液体B与其他液体混合(液体B与其他液体混合以10%~50%比例混合),所述的液体B配合黑色吸热粒或电热控制器使用,或所述的液体B与其他液体混合(液体B与其他液体混合以10%~50%比例混合)配合黑色吸热粒或电热控制器使用;所述的反光元件D类配合所述的折光元件B类使用,所述的折光元件B类包括菲涅尔透镜或棱镜体;
所述的光线偏转开关4四号为磁性开关,所述的磁性开关单独为光线偏转开关4,或所述的磁性开关与折光元件B类互相搭配构成光线偏转开关4;所述的光线偏转4四号开关包括永磁体8、双面为光面的带有热敏铁氧体的反射面16或带有热敏铁氧体的中空壳体组成,所述的双面为光面的带热敏铁氧体的反射面16的顶面或带有热敏铁氧体的中空壳体的顶面均为S(N)极,所述的双面为光面的带热敏铁氧体的反射面16或带有热敏铁氧体的中控壳体的下方设置有永磁铁8,所述的永磁体8的顶面为N(S)极,所述的永磁体8的N(S)极配合双面为光面的带热敏铁氧体的反射面16的S(N)极使用;所述的折光元件B类包括菲涅尔透镜或棱镜体;
所述的光线偏转开关4五号包括构成或由带复位弹簧的活塞与反光膜连接构成,所述的弹性膜与反光膜之间带有复位弹簧的活塞内部均充有气体或液体B,气体配合吸热粒或电热控制器使用,或液体B配合吸热粒或电热控制器使用;
所述的免跟踪太阳能聚光器,所述的电热控制器包括电源15、传感元件8,所述的电源15的一端串联传感元件8,所述的传感元件8串联一组透明加热丝17,所述的透明加热丝17与所述的传感元件8串联成一个支路,多个所述的支路并联,所述的传感元件8包括光敏电阻或热控开关,所述的热控开关包括透明壳体,所述的透明壳体的左侧面是透明软质膜片,所述的透明壳体的内部填充有气体或液体C,所述的气体配合吸热粒使用,或所述的液体C配合吸热粒使用,所述的透明软质膜片的外表面连接电极I,所述的电极I与电极Ⅱ相对放置,所述的电极I配合所述的电极Ⅱ使用,所述的电极Ⅱ与所述的电极I分别连在电路的正负极上,所述的光敏电阻或所述的热控开关安装在一个平面内,所述的光敏电阻或热控开关的上方安装带有一个圆形孔9或长通口的遮光罩10。
所述的免跟踪太阳能聚光器,所述的电磁控制器包括电源15、传感元件8,所述的电源15的一端串联传感元件8,所述的传感元件8串联一组电磁铁11,所述的电磁铁11与所述的传感元件8串联成一个支路,多个所述的支路并联,所述的传感元件8包括光敏电阻或热控开关,所述的热控开关包括透明壳体,所述的透明壳体的左侧面是透明软质膜片,所述的透明壳体的内部填充有气体或液体C,所述的气体配合吸热粒使用,或所述的液体C配合吸热粒使用,所述的透明软质膜片的外表面连接电极I,所述的电极I与电极Ⅱ相对放置,所述的电极I配合所述的电极Ⅱ使用,所述的电极Ⅱ与所述的电极I分别连在电路的正负极上,所述的光敏电阻或所述的热控开关安装在一个平面内,所述的光敏电阻或热控开关的上方安装带有一个圆形孔9或长通口的遮光罩10。
一种免跟踪太阳能聚光器,其组成包括:偏光层13、二次聚光元件、控制器14,所述的二次聚光元件的上方设置至少一个所述的偏光层13,所述的偏光层13还连接所述的控制器14。
 所述的免跟踪太阳能聚光器,所述的偏光层13包括一个平面和至少两层折光面,所述的平面与所述的折光面均由透明材料制成,一个所述的平面与一个所述的折光面密封构成折光面中空壳体一号,两个所述的折光面组成折光面中空壳体二号,所述的折光面中空壳体一号与所述的折光面中空壳体二号公用相邻面,所述的折光面中空壳体一号的顶端为平面,所述的折光面包括垂直折光面与倾斜折光面,所述的垂直折光面之间连接所述的倾斜折光面,所述的倾斜折光面之间连接所述的垂直折光面,所述的折光面中空壳体一号与所述的折光面中空壳体二号均充满液体B,所述的倾斜面与所述的偏光层13所在平面的夹角相等的偏光层13为偏光层A类,所述的倾斜面与所述的偏光层13所在平面的夹角沿某一个方向逐渐增大或沿某一个方向逐渐减小的偏光层13为偏光层B类,所述的偏光层A类或所述的偏光层B类中的每相邻两层折光面的相对位置上的倾斜面均与偏光层13所在平面的夹角成逐渐增加或夹角成逐渐减小;所述的控制器14包括气动控制器与电热控制器,每两个相邻的所述的折光面之间的液体B分别与弹性存液囊7或带有复位弹簧的存液活塞相通,每个相邻的所述的折光面之间的液体B分别连接所述的电热控制器上的一组电热丝或所述的相邻的所述的折光面之间的液体B分别连通所述的气动控制器的一组导管,所述的气动控制器包括一组导管,所述的导管并列排在所述的折光元件的焦平面上,所述的导管内装入吸热粒和液体B。
所述的免跟踪太阳能聚光器,出光口5连接光传导器件,所述的光传导器件包括菲涅尔透镜或凹面镜或菲涅尔反射镜。
所述的免跟踪太阳能聚光器,所述的二次聚光件包括折光件、楔形体、复合抛物面、球面反射镜;所述的折光元件包括凸透镜或凸透镜壳体充透明液体A或柱面透镜或柱面透镜壳体充透明液体A或菲涅尔透镜。
所述的免跟踪太阳能聚光器,出光口连接光传导器件,所述的光传导器件包括菲涅尔透镜或凹面镜或菲涅尔反射镜。
所述的免跟踪太阳能聚光器的使用方法,聚光件2将太阳光汇聚成光斑,导光件3位于焦平面上用于接收光斑,导光部件中装入并列排列的一组光线偏转开关4,当光斑照射在光线偏转开关4上时,使光线偏转开关4打开,让光线发生偏转,进入导光件中传导后,从出光口5导出,完成聚光,也可以在出光口5连接分光器6对采集到的太阳能进行分光,将分开的光线按光波频率收集。
有益效果:
1.本发明具有简单 低成本,高可靠性,高效率,高聚光比,不仅可以应用于大型光伏发电站,还由于其成本低,又可以被家庭所使用。
2.本发明的采用价格较低,重量轻的菲涅尔透镜或反射镜,导光结构和光线偏转开关也主要由玻璃或有机玻璃构成,即使有的方案中会用到控制器,但也不是精密的跟踪器,只是使用普通的的电子元件与简单的电路便可以达到控制要求,所以有更高的性价比与可靠性。
3.本发明的只含有少量的活动部件,聚光部件也是固定不动的,大大增加其可靠性,甚至可以实现免维护,当每个聚光部件小型化时,每个部件均可以做的十分纤薄,甚至可以薄至1cm以下,相比较传统聚光器应用更方便。
附图说明:
附图1是免跟踪太阳能聚光器的的结构示意图。
附图2是带有电热控制器的免跟踪太阳能聚光器示意图。
附图3是带有弹性存液囊的免跟踪太阳能聚光器的结构示意图。
附图4是带有偏光层的免跟踪太阳能聚光器示意图。
附图5是电磁性光线偏转开关的示意图
附图6是球面反射聚光器示意图。
附图7是电热控制器的原理图。
具体实施方式:
实施例1
结合附图1说明,一种免跟踪太阳能聚光器,其组成包括:聚光件2、框架1、导光件3,光线偏转开关4,所述的框架1的一侧连接所述的聚光件2,所述的框架1的另一侧连接所述的导光件3,所述的导光件3具有所述的光线偏转开关4,所述的导光件3的端部作为出光口5使用。
实施例2
实施例1所述的免跟踪太阳能聚光器,所述的聚光件2包括折光件或反光件,所述的折光件包括凸透镜或凸透镜壳体充透明液体A或柱面透镜或柱面透镜壳体充透明液体A或菲涅尔透镜;反光件包括凹面镜或柱面反射镜或菲涅尔反射镜或透明壳体充透明液体A内部封装有至少一个凹面镜或柱面反射镜或菲涅尔反射镜,透明固体内部封装有至少一个凹面镜或柱面反射镜或菲涅尔反射镜。
实施例3
实施例1所述的免跟踪太阳能聚光器,所述的导光件3由透明壳体充透明液体A或透明固体或高反射率物体围成柱形或板形,所述的导光件3可制成板状、膜状与条状;
所述的光线偏转开关4一号包括至少一个反光元件A类或折光元件A类,所述的反光元件A类和折光元件A类都包括偏光片壳体,所述的偏光片壳体为中空壳体,所述的偏光片壳体内充入液体B或液体B与其它液体混合液(液体B与其它液体混合液以5%~50%比例混合),所述的液体B配合黑色吸热粒或电热控制器使用,所述的液体B与其它液体混合液(液体B与其它液体混合液以5%~50%比例混合)配合吸热粒或电热控制器使用,所述的偏光片壳体连通弹性存液囊7或带复位弹簧的存液活塞;所述的光线偏转开关4一号配合折光元件B类使用,所述的折光元件B类还包括棱镜体或菲涅尔透镜,所述的折光元件配合所述的偏光片壳体使用;
所述的光线偏转开关4二号包括至少一个反光元件C类和一个壳体a或至少一个折光元件C类和一个壳体a,所述的壳体a为中空壳体,所述的中空壳体内装入分隔板,所述的分隔板的一端连接所述的中空壳体的内表面,所述的分隔板的另一端与所述的中空壳体的内表面的距离为0.01mm~1mm,所述的分隔板将中空壳体分成两个区域,所述的壳体a内充入液体C,所述的液体C配合黑色吸热粒或电热控制器使用;所述的反光元件C类包括反光膜,所述的折光元件B类包括棱镜体或菲涅尔透镜;
所述的光线偏转开关4三号包括至少一个反光元件D类,所述的反光元件D类包括带有永磁铁的反光膜或带有永磁铁的中空透明壳体配合电磁控制器使用;所述的反光元件D类还包括偏光密封板,所述的偏光密封板为透明板的顶面密封弹性膜,所述的偏光密封板内密封入液体B或液体B与其他液体混合(液体B与其他液体混合以10%~50%比例混合),所述的液体B配合黑色吸热粒或电热控制器使用,或所述的液体B与其他液体混合(液体B与其他液体混合以10%~50%比例混合)配合黑色吸热粒或电热控制器使用;所述的反光元件D类配合所述的折光元件B类使用,所述的折光元件B类包括菲涅尔透镜或棱镜体;
所述的光线偏转开关4四号为磁性开关,所述的磁性开关单独为光线偏转开关4,或所述的磁性开关与折光元件B类互相搭配构成光线偏转开关4;所述的光线偏转4四号开关包括永磁体8、双面为光面的带有热敏铁氧体的反射面16或带有热敏铁氧体的中空壳体组成,所述的双面为光面的带热敏铁氧体的反射面16的顶面或带有热敏铁氧体的中空壳体的顶面均为S(N)极,所述的双面为光面的带热敏铁氧体的反射面16或带有热敏铁氧体的中控壳体的下方设置有永磁铁8,所述的永磁体8的顶面为N(S)极,所述的永磁体8的N(S)极配合双面为光面的带热敏铁氧体的反射面16的S(N)极使用;所述的折光元件B类包括菲涅尔透镜或棱镜体;
所述的光线偏转开关4五号包括构成或由带复位弹簧的活塞与反光膜连接构成,所述的弹性膜与反光膜之间带有复位弹簧的活塞内部均充有气体或液体B,气体配合吸热粒或电热控制器使用,或液体B配合吸热粒或电热控制器使用;
实施例4
结合附图7说明,实施例3所述的免跟踪太阳能聚光器,所述的电热控制器包括电源15、传感元件8,所述的电源15的一端串联传感元件8,所述的传感元件8串联一组透明加热丝(17),所述的透明加热丝(17)与所述的传感元件8串联成一个支路,多个所述的支路并联,所述的传感元件8包括光敏电阻或热控开关,所述的热控开关包括透明壳体,所述的透明壳体的左侧面是透明软质膜片,所述的透明壳体的内部填充有气体或液体C,所述的气体配合吸热粒使用,或所述的液体C配合吸热粒使用,所述的透明软质膜片的外表面连接电极I,所述的电极I与电极Ⅱ相对放置,所述的电极I配合所述的电极Ⅱ使用,所述的电极Ⅱ与所述的电极I分别连在电路的正负极上,所述的光敏电阻或所述的热控开关安装在一个平面内,所述的光敏电阻或热控开关的上方安装带有一个圆形孔9或长通口的遮光罩10。
实施例5
结合附图5说明,实施例3所述的免跟踪太阳能聚光器,所述的电磁控制器包括电源15、传感元件8,所述的电源15的一端串联传感元件8,所述的传感元件8串联一组电磁铁11,所述的电磁铁11与所述的传感元件8串联成一个支路,多个所述的支路并联,所述的传感元件8包括光敏电阻或热控开关,所述的热控开关包括透明壳体,所述的透明壳体的左侧面是透明软质膜片,所述的透明壳体的内部填充有气体或液体C,所述的气体配合吸热粒使用,或所述的液体C配合吸热粒使用,所述的透明软质膜片的外表面连接电极I,所述的电极I与电极Ⅱ相对放置,所述的电极I配合所述的电极Ⅱ使用,所述的电极Ⅱ与所述的电极I分别连在电路的正负极上,所述的光敏电阻或所述的热控开关安装在一个平面内,所述的光敏电阻或热控开关的上方安装带有一个圆形孔9或长通口的遮光罩10。
实施例6
结合附图2说明,实施例3所述的免跟踪太阳能聚光器,所述的框架的顶端连接所述的聚光件,所述的聚光件选用菲涅尔透镜,所述的框架的下方连接所述的导光件,所述的导光件选用透明亚克力板,所述的导光件位于所述的聚光件的焦平面处,所述的导光件内具有所述的光线偏转开关,所述的光线偏转开关选用光线偏转开关一号,所述的光线偏转开关一号的优选组合为一个反光元件A类和一个棱镜体配合使用,所述的反光元件A类优选偏光片壳体,所述的偏光片壳体倾斜放置在所述的透明亚克力板的内部,所述的棱镜体放置在所述的透明亚克力板的上方,所述的偏光片壳体与所述的透明亚克力板的表面倾角为:光线所处在透明亚克力板中的临界角的余角,所述的导光件的端部的出光口分别连接分光器,所述的分光器组成为一个衍射光栅或一组平行放置反射特定波长的膜,所述的每个偏光片壳体连接一个弹性存液囊或存液活塞,所述的光线偏转开关一号连接导线的一端,所述的导线的另一端连接电热控制器。
当阳光经过菲涅尔透镜被汇聚成光斑1,光斑1汇聚在光线偏转开关一号处,阳光透过遮光板上的小孔或长缝被过滤成光斑2,光斑2照射在光敏电阻或热控开关上,使电路接通,使光斑1所在的光线偏转开关一号的内部加热丝被加热,使液体B气化用以推动未气化的液体B进入弹性存液囊或带复位弹簧的存液活塞,此时,光斑1所在的光线偏转开关一号的偏光片壳体内部充满了气化的液体B,折射率远低于透明亚克力板,经过棱镜体偏折后的光斑1的光线照射在偏光片壳体时就会发生全反射,光斑1的光线再次发生偏折,偏折后的光斑1的光线在透明亚克力板内部全反射传输至导光件边缘即出光口。
实施例7
结合附图1说明,实施例3所述的免跟踪太阳能聚光器,所述的框架的顶端连接所述的聚光件,所述的聚光件选用菲涅尔透镜,所述的框架的底端连接所述的导光件,所述的导光件选用透明亚克力板,所述的导光件位于所述的聚光件的焦平面处,所述的透明亚克力板顶面上并列连接所述的光线偏转开关,所述的光线偏转开关选用光线偏转开关二号,所述的光线偏转开关二号的优选组合为一个壳体a和一个棱镜体配合使用,所述的棱镜体连接在所述的壳体a的顶面上,所述的壳体a的底面连接在亚克力透明板的顶面上,所述的壳体a为中空壳体,所述的中空壳体内装入分隔板,所述的分隔板的一端连接所述的中空壳体的内表面,所述的分隔板的另一端与所述的中空壳体的内表面的距离为0.01mm~1mm,所述的分隔板将中空壳体分成两个区域,所述的壳体a内充入液体C,所述的液体C配合黑色吸热粒使用,,所述的液体C优选酒精,所述的导光件的端部作为出光口使用,所述的出光口连接分光器。
当菲涅尔透镜将太阳光汇聚成光斑,光斑随着太阳的移动而运动,当光斑运动到其中一个光线偏转开关二号处,壳体a内的第一区域里的黑色吸热粒吸收了少量太阳能,黑色吸热粒的热量传给酒精,使酒精膨胀,充满了壳体a的第二区域,此时,被汇聚成光斑的光线经过棱镜体的偏折再通过充满酒精的壳体a进入到亚克力透明板,由于酒精与亚克力材料的折射率相差不太大,所以光线在进入亚克力透明板时,大部分光线的入射角大于临界角,所以光线会在亚克力透明板中全反射从而传输至亚克力边缘,当光斑运动到下一个光线偏转开关处时,重复上述过程。
实施例8
结合附图1与6说明,实施例3所述的免跟踪太阳能聚光器,所述的框架的顶端连接所述的聚光件,所述的聚光件选用菲涅尔透镜,所述的框架的底端连接所述的导光件,所述的导光件选用透明亚克力壳体充透明液体A,所述的导光件位于所述的聚光件的焦平面处,所述的透明亚克力壳体充透明液体A内具有所述的光线偏转开关,所述的光线偏转开关选用光线偏转开关三号,所述的光线偏转开关三号的优选组合为一个反光元件D类,所述的反光元件D类优选带有永磁铁的中空透明壳体或带有永磁铁的反光膜,所述的带有永磁铁的中空透明壳体或带有永磁铁的反光膜弹性连接在透明亚克力壳体的内表面,所述的透明亚克力壳体与电磁控制器在同一平面内,所述的电磁控制器包括带有圆孔或长通口的遮光罩,所述的遮光罩内并排排列光敏电阻或热控开关,所述的光敏电阻或热控开关串联电磁铁,所述的光敏电阻或热控开关与所述的电磁铁组成支路,多个所述的支路并联,多个所述的支路并联后串联所述的电源,所述的电磁铁11的上方放置永磁铁12,每个所述的永磁铁12的上方均对应放置一个所述的光线偏转开关三号。
阳光经过菲涅尔透镜被汇聚成光斑1,光斑1汇聚在光线偏转开关三号处,阳光透过遮光板上的圆孔或长通口,被过滤成光斑2,光斑2照射在光敏电阻或热控开关上使电路接通,则光斑1所在的光线偏转开关三号下方的电磁铁具有了磁性,吸引带有永磁铁的反光膜或带有永磁铁的中控透明壳体,使其表面发生倾斜,光斑1照在倾斜的反光膜或中空透明壳体上发生偏折,偏折后的光线在透明亚克力壳体充透明液体A的内部全反射传输至导光件边缘即出光口,当光斑1移开光线偏转开关三号时,电磁铁失去磁性,电磁铁的上方放置的永磁铁与中控壳体或反光膜上的永磁铁相排斥,中控壳体或反光膜恢复原位。
实施例9
结合附图3说明,实施例3所述的免跟踪太阳能聚光器,所述的框架的底端连接所述的聚光件,所述的聚光件选用被封在透明板型固体中的菲涅尔反射镜,所述的菲涅尔反射镜不仅包括铝反射镀层,还包括反射特定波长的反射镀层,所述的框架的顶端连接所述的导光件,所述的导光件选用透明亚克力壳体充透明液体A,导光件位于聚光件的焦平面处,所述的导光件内具有所述的光线偏转开关,所述的光线偏转开关选用光线偏转开关三号,所述的光线偏转开关三号的优选组合为一个反光元件D类,所述的反光元件D类优选偏光密封板,所述的偏光密封板为透明板的顶面密封弹性膜,所述的偏光密封板内密封入液体B或液体B与其他液体混合(液体B与其他液体混合以10%~50%比例混合),所述的液体B配合黑色吸热粒使用,或所述的液体B与其他液体混合(液体B与其他液体混合以10%~50%比例混合)配合黑色吸热粒使用,所述的偏光密封板放置在透明亚克力壳体充透明液体A内部,所述的偏光密封板与导光件表面的倾角为:光线所处在透明亚克力壳体充透明液体A中的临界角的余角,所述的透明亚克力壳体充透明液体A的底端连通弹性存液囊或带复位弹簧的存液活塞,所述的导光件的端部作为出光口使用,所述的出光口连接分光器。
阳光经过被封在透明板型固体中的菲涅尔反射镜汇聚成光斑1,光斑1汇聚在光线偏转开关三号处,偏光密封板内的吸热粒吸收光斑1的热量,使其中的液体B气化,偏光密封板略有膨胀,此时偏光密封板内充满了气化后的液体B,其折射率远低于导光件,光斑1照射在偏光密封板时就会发生全反射,光线发生偏折,偏折后的光线在透明亚克力壳体充透明液体A内部全反射传输至导光件边缘即出光口。
实施例10
结合附图5说明,实施例3所述的免跟踪太阳能聚光器,所述的框架的顶端连接聚光件,所述聚光件选用菲涅尔透镜,所述的菲涅尔透镜上方具有偏光层,所述的偏光层由气动控制器控制,所述的框架的底端连接导光件,所述的导光件选用板形高反射率物品,所述的导光件位于所述的聚光件的焦平面处,所述的导光件的上表面连接所述的光线偏转开关,所述的光线偏转开关选用光线偏转开关五号,所述的光线偏转开关五号优选由带复位弹簧的活塞与反光膜连接构成,所述的带有复位弹簧的活塞内部充入气体加入吸热粒,所述的带有复位弹簧的活塞连接在所述的反光膜的上方,所述的反光膜与板形高反射率物品上表面一体化,即把反光膜制成可双面皆反光的板形反光膜,数个反光膜并排安装在同一个平面上,代替板形高反射率物品的上表面,
阳光经过偏光层的偏折,再次通过菲涅尔透镜被汇聚成光斑1,光斑1汇聚在光线偏转开关五号处,所述的活塞内的吸热粒吸收光斑1的热量,使活塞内的气体膨胀,推动活塞运动,从而推动反光膜发生倾斜,光斑1照在倾斜的反光膜上发生偏折,偏折后的光线进入导光件内部,反射传输至导光件边缘即出光口。
实施例11
一种免跟踪太阳能聚光器,其组成包括:偏光层13、二次聚光元件、控制器14,所述的二次聚光元件的上方设置至少一个所述的偏光层13,所述的偏光层13还连接所述的控制器14。二次聚光元件可连接框架用以稳定支撑。
  实施例12
实施例11所述的免跟踪太阳能聚光器,所述的偏光层13包括一个平面和至少两层折光面,所述的平面与所述的折光面均由透明材料制成,一个所述的平面与一个所述的折光面密封构成折光面中空壳体一号,两个所述的折光面组成折光面中空壳体二号,所述的折光面中空壳体一号与所述的折光面中空壳体二号公用相邻面,所述的折光面中空壳体一号的顶端为平面,所述的折光面包括垂直折光面与倾斜折光面,所述的垂直折光面之间连接所述的倾斜折光面,所述的倾斜折光面之间连接所述的垂直折光面,所述的折光面中空壳体一号与所述的折光面中空壳体二号均充满液体B,所述的倾斜面与所述的偏光层13所在平面的夹角相等的偏光层13为偏光层A类,所述的倾斜面与所述的偏光层13所在平面的夹角沿某一个方向逐渐增大或沿某一个方向逐渐减小的偏光层13为偏光层B类,所述的偏光层A类或所述的偏光层B类中的每相邻两层折光面的相对位置上的倾斜面均与偏光层13所在平面的夹角成逐渐增加或夹角成逐渐减小;所述的控制器14包括气动控制器与电热控制器,每两个相邻的所述的折光面之间的液体B分别与弹性存液囊7或带有复位弹簧的存液活塞相通,每个相邻的所述的折光面之间的液体B分别连接所述的电热控制器上的一组电热丝或所述的相邻的所述的折光面之间的液体B分别连通所述的气动控制器的一组导管,所述的气动控制器包括一组导管,所述的导管并列排在所述的折光元件的焦平面上,所述的导管内装入吸热粒和液体B。偏光层可用于权利要求1中的聚光器,聚光器的聚光件连接偏光层,偏光层的应用会大大提高聚光器的聚光效果。
实施例13
实施例11或12所述的免跟踪太阳能聚光器,出光口5连接光传导器件,所述的光传导器件包括菲涅尔透镜或凹面镜或菲涅尔反射镜。
实施例14
结合附图6说明,实施例6或7所述的免跟踪太阳能聚光器,所述的二次聚光件包括折光件、楔形体、复合抛物面(cpc)、球面反射镜;所述的折光元件包括凸透镜或凸透镜壳体充透明液体A或柱面透镜或柱面透镜壳体充透明液体A或菲涅尔透镜。
实施例15
实施例1或11所述的免跟踪太阳能聚光器,其特征是:出光口连接光传导器件,所述的光传导器件包括菲涅尔透镜或凹面镜或菲涅尔反射镜。光导管的一端位于菲涅尔透镜焦点处,光导光的另一端连接出光口,菲涅尔透镜将出光口光线都汇聚在一处或菲涅尔透镜配合至少一个平面镜传输到应用处,光传导器件可应用于所有出光口。
实施例16
结合附图1~3说明,实施例1所述的免跟踪太阳能聚光器的使用方法,聚光件2将太阳光汇聚成光斑,导光件3位于焦平面上用于接收光斑,导光部件中装入并列排列的一组光线偏转开关4,当光斑照射在光线偏转开关4上时,使光线偏转开关4打开,让光线发生偏转,进入导光件中传导后,从出光口5导出,完成聚光,也可以在出光口5连接分光器6对采集到的太阳能进行分光,将分开的光线按光波频率收集。
实施例17
结合附图6说明,实施例11~15一种免跟踪太阳能聚光器:一个所述的偏光层A类位于球面反射镜的上方,气动控制器控制偏光层A类,每相邻两层折光面之间的液体B分别与气动控制器的多根导管相连通,每相邻两层折光面之间的的液体B皆与带有复位弹簧的活塞相通。
阳光被气动控制器上的折光元件凸透镜汇聚成光斑,随着太阳的运动,光斑会照射在不同的导管上,使导管内的吸热粒吸收热量,使液体B气化,推动未气化的液体B,使与导管相对应的折光面之间的液体B进入带有复位弹簧的存液活塞,使折光面之间成为空腔,从而改变偏光层A类的偏光能力,使偏光层A类偏折后的平行光线与球面反射镜轴向的夹角在小范围内变动,配合球面反射镜的光学性质,达到聚光目的。
实施例18
结合附图5与图7说明,实施例11~15一种免跟踪太阳能聚光器:一个偏光层B类位于折光元件菲涅尔反射镜的上方,电热控制器控制偏光层B类,每相邻两层折光面之间的液体B分别与电热控制器的一组电热丝相连通,每相邻两层折光面之间的的液体B分别与一组带有复位弹簧的活塞相通。
随着太阳的运动,与每相邻两层折光面之间的的液体B相对应的电热丝被加热,使液体B气化,推动与电热丝相对应的折光面之间未气化的液体B进入带有复位弹簧的存液活塞,使相应折光面之间成为空腔,从而改变偏光层B类的偏光能力,使偏光层B类汇聚后的光线与菲涅尔透镜轴向的夹角在小范围内变动,使被菲涅尔透镜汇聚后的光斑在小范围内移动。实施例中添加偏光层B类与A类的区别:偏光层A类将阳光偏折后,仍是平行光,没有汇聚功能,而偏光层B类具有汇聚功能。
液体B:沸点为5~150度液体;
液体C:膨胀系数较高的液体。
太阳城集团当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。

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