[发明专利]太阳光点聚焦后转变为任意方向高密度传输的平行光系统

说明书

技术领域：

太阳能，能源，能量转化

背景技术：

目前世界上太阳能的利用主要以采用太阳能电池板为主。因为其价格昂贵且转化率低下所以发展缓慢。而太阳灶技术因为其技术含量不高在它50多年的发展历史中也是步履艰难。本发明则巧妙地利用太阳灶的原始聚光技术，将太阳灶的聚光焦点转移到室内的任何一个位置，不仅能在室内开灶且功率几倍几十倍提升，能充分利用太阳能烧水，取暖，制冷，发电。不用电池板将太阳能转化为电能，开创将太阳能转为热能、热能转为机械能、机械能转为电能的先河。而所用技术则是旋转抛物面的聚光原理和镜面反射原理。

发明内容：

设想：将目前市面上的太阳灶(以下称聚光旋转抛物镜)用支架固定于城市楼房的楼顶(如图1图2)。在抛物镜的焦点处(即阳光汇集处)安装一个光线转化头(本发明称作2分之一抛物镜凹面转光头，简称凹面转光头)，将由镜面聚集的通过焦点的射向四面八方的光线聚集成直径小于2厘米平行线光束，在短距离内，通过90度平行光转光头转向楼下，到达适合的位置再用90度平行光转光头将光束转向室内，在室内合适的位置再用90度转光头将光束掉头向上，此光束就是室内太阳灶的雏形。此功率因经过多次反射和在空气中传播了一段距离，能量有所消耗，因此要求反光头的反射率要达到95％以上，理想是99％以上。目前的技术能够达到这一点。在空气中远距离传输，要消耗光能量，因此可用真空反光管取代光在空气中的传输。那么怎样提高这种室内“太阳灶”的功率呢？原理很简单，我们重新返回城市楼房的楼顶，安置3-5个同功率的聚光旋转抛物镜(即传统的太阳灶)，每一个经抛物镜转光头转成平行光后分别聚向“集光器”，有集光器聚集且转光90度(垂直转向楼下即可)，然后光线在真空反光管中传输，达到居民家中，此时的功率已达到3000瓦-5000瓦的功率。根据需要可随时调节聚光面积。从而调整聚光后的功率。

因为功率的提高，这种“太阳灶”就可以做任何炊事。其余时间则将光线通入吸光性能较好的热水箱内，可将水烧开，可饮用、洗澡、取暖、制冷，这样可完全代替目前流行的太阳能真空集热管热水器，完成“太阳灶”事业由农村向城市的转变。

这是发明的第一步，在此基础上，就有了以下的内容：

热水箱(或称太阳能锅炉)：内置吸光性能较好的多层多面(面要粗糙)由合金制成的光吸收管或内空的板，光由下开口处向上射入，从多种角度反射、散射到管状物内腔，以期达到光的充分和快速吸收。

将这种所述热水箱安置固定于墙壁上，因其有烧水的功能，所以称“壁挂式锅炉”。

太阳能高压蒸汽锅炉：

设计锅炉为多层多壁式，即增加锅炉壁的层数，每层之间有足够大的空隙(类似箱子套箱子模式)，每层都能承受5个气压以上(承受压力能力越大越好)，层与层之间有压力阀门，最外层再加一层真空层，且内壁以镜面做反射层，以期保温。锅炉最内部的蒸汽冲破压力阀门后在它的下一层(即平衡层)内积聚。平衡层内部的压力不断升高，达到一定压力后蒸汽冲破平衡层的压力阀门再冲向下一个平衡层且在层内积聚，依次类催，因为层与层之间都有“平衡层”来平衡内一层的高压，所以当第五层达到5个气压时，最内层已达到25个气压，并且温度很高。这也就是分箱分层式压力保温容器，也就是我们要求的太阳能高压蒸汽锅炉。因为它有了保温性能，因此可称为太阳能储存系统。

太阳能发电机：

以上所述，当太阳能的能量在高压锅炉中各个层内积聚。需要发电时，逐级打开外一层的阀门，因为每一层之间都存在压力差，使内一层蒸汽快速向外层喷射，喷口处安装旋转涡轮，这样喷射的气体就能推动涡轮旋转，涡轮旋转带动磁极旋转，此时值一导线于磁场内部，导线就有电压功率输出。这就是太阳能发电机的雏形。蒸汽在箱与箱之间喷射，能提高能量转化率和循环使用次数。

附图说明

图1、图2都是聚光旋转抛物镜在楼顶的分布图。A，B，C，是聚光旋转抛物镜，O1，O2，O3分别是交点处的凹面转光头(其直径小于2厘米)E为集光器，F处为真空反光管G处为90度转光头，H处设有90度转光头及上面开口处设有炉灶。图1图2分别代表楼顶两种聚光旋转抛物镜的分布图，其相对应的集光器有所区别。

图3。是集光器，有三块平面镜以一定角度(120度)组合而成。

图4。是90度转光头平面切图。内置平面镜面与垂直方向成45度角。

图5。是真空反光管，管内壁涂有高反射率的反光材料。管壁为合金材料。两口均为平面薄透镜。