[发明专利]平行光的平行压缩与平行放大方法及其太阳能发电应用

说明书

所属技术领域

本方法涉及平行光和太阳光的控制与利用，主要应用于太阳能发电厂，太阳 能供暖，可见光高温切割等领域。

背景技术

目前，平行光(如太阳光)尚没有技术设备能对其进行平行压缩或平行放大。 太阳能作为能源，也主要用于家用热水器和太阳能电池板等。由于技术原因， 太阳能利用效率低，成本高，尤其不能实现大规模和大功率的低成本太阳能发 电，难以从根本上解决人类面临的能源短缺和环境污染等问题。

发明内容

为了解决目前太阳能利用效率低，成本高，不能实现大规模大功率低成本太 阳能发电难题，本方法在提出新的物理概念——“平行光平行压缩和平行放大 “的基础上，设计了三种平行光平行压缩和平行放大的实用新型装置，并给出 利用这些装置实现大规模大功率发电的技术方案。

本方法提出的技术方案包括：1、创设新物理概念——平行光的平行压缩与 平行放大，经平行压缩或平行放大的平行光，其亮度和强度比平行光光源的亮 度和强度增强或减弱，且仍然保持光线的平行特性。2、平行光双凹镜同焦缩放 器，一种平行光平行压缩与平行放大装置，由一个大凹镜和一个小凹镜组成， 两者的最大弦分别与各自的焦点同直线，大凹镜反光面与小凹镜反光面相对设 置，两者的聚焦点重合，大凹镜的中心位置有一个圆形通光孔，孔的直径与小 凹镜直径大小相等，当外光源平行光射向大凹镜，缩放器起压缩作用，经压缩 后的平行光由小凹镜从通光孔反射出缩放器外，当外光源平行光穿过通光孔射 向小凹镜，缩放器起放大作用，经放大后的平行光由大凹镜反射出缩放器外。3、 平行光凹凸镜同焦缩放器，一种平行光平行压缩与平行放大装置，由一个大凹 镜和一个小凸镜组成，两者的最大弦分别与各自的焦点同直线，大凹镜反光面 与小凸镜反光面相对设置，大凹镜的聚焦点与小凸镜虚焦(位于反光面的背面) 重合，大凹镜的中心位置有一个圆形通光孔，孔的直径与小凸镜直径相等，平 行光凹凸镜同焦缩放器工作原理与平行光双凹镜同焦缩放器的工作原理相同。 4、平行光四镜同焦复式缩放器，一种平行光平行压缩与平行放大装置，由一个 大凹镜、一个小凹镜和一个超薄的球面双面反光镜组成，它们的最大弦分别与 各自的焦点同直线，四镜焦点重合(其中双面镜凹面或凸面的焦点存在微小偏 差)，大凹镜和双面反光镜的中心位置分别有一个圆形的通光孔，大凹镜上通光 孔的直径与双面镜直径相等，双面镜上的通光孔与大凹镜通光孔在双面镜凸面 上的映像大小相等，小凹镜直径则与双面镜通光孔直径相等，大凹镜反光面与 小凹镜反光面相对设置，双面镜置于大凹镜与小凹镜之间，且双面镜凸面与大 凹镜反光面相对，双面镜凹面则与小凹镜反光面相对，当外光源平行光射向大 凹镜和双面镜凹面，缩放器起压缩作用，经压缩后的平行光分别由双面镜凸面 从大凹镜通光孔和由小凹镜从双面镜通光孔及大凹镜通光孔反射出缩放器外， 当外光源平行光穿过大凹镜通光孔射向双面镜凸面上，同时有小部分再穿过双 面镜通光孔射向小凹镜，缩放器起放大作用，经放大后的平行光分别由大凹镜 和双面镜凹面反射出缩放器外。5、高效大功率太阳能发电，用2-4项所列任何 一种缩放器作为前段缩放器接收并压缩太阳光，压缩光以照射方式穿过通光管 (其作用是防止发生意外事故，任何类型管均可)以及平面反光镜折射转向， 异地传输至电厂锅炉房射在锅炉底部(底部最好是100％吸光表面)，锅炉吸收高 密度太阳光加热水产生蒸汽，蒸汽涡轮机带动发电机(组)发电。

采用本方法进行太阳能(或太阳能火力混合)发电，其太阳能的利用率高， 成本低，可实现大功率和规模化生产，从根本上解决当前人类所面临的环境污 染和能源短缺等问题。

为了更好地说明，另附《平行光的平行压缩与平行放大方法及其太阳能发电 应用》原文全文(正文共12页)。

附图说明

图1是平行光平行压缩与平行放大概念示意图

图2是平行光双凹镜同焦缩放器构造与工作原理示意图

图3是平行光凹凸镜同焦缩放器构造与工作原理示意图

图4是平行光四镜同焦复式缩放器构造与工作原理示意图

图5是多重组合压缩输出光束的光分布例图

图6是太阳能发电厂发电流程图

图7是跟踪太阳的机械构造原理示意图

在图1中a为压缩系统，b为放大系统。经过压缩或放大后的平行光仍是平行 光，且进入系统的平行光总量与经系统输出的平行光总量相等。