[实用新型]两级复合抛物面聚光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能利用聚光器，特别是一种静态非成像聚光器，属于太阳能聚光技术领域。

背景技术

太阳能作为一种清洁、无污染的可再生能源，其开发和利用被认为世界能源战略的重要组成部分。

复合抛物面聚光器(Compound parabolic concentrator，简称为CPC)是根据边缘光学原理设计的非成像聚光器。在理论上，接收角范围内的入射光直接或经反射都最终到达接收器上，对于给定的接受角范围它可以实现最大的聚光比，因而被应用在太阳能光热、光伏系统中，非跟踪、跟踪(二级反射器)系统中。CPC模型的建立与发展起于七十年代末，大量学者做了相关研究。管状CPC在光热系统中的应用最为广泛，它具有最小的散热面积，无需跟踪装置而降低了成本，可以实现中高温集热的需求。在1977年，康宁玻璃研发实验室的奥塔巴斯(U.Ortabasi)提出了利用复合抛物面的热管式真空集热器，它采用了聚光板放置在玻璃管内部的方法，解决了外聚光方式存在的缝隙过大、聚光板难以保养、聚光效果差、结构不紧凑等缺点，但也存在着聚光比较小的限制而使得它的应用并不广泛。而较多的应用于在跟踪聚光系统中，作为二次聚光装置来弥补设计精度的误差，被利用在跟踪系统中则无法体现其作为静态聚光器的特点。

发明内容

技术问题：本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够实现更大聚光比的两级复合抛物面聚光器。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种两级复合抛物面聚光器，该两级复合抛物面聚光器包括一个支撑装置、摆放在支撑装置上的多列复合抛物面聚光集热管、与支撑装置的南北两边相连接的二级复合抛物面聚光板和与二级复合抛物面聚光板及支撑装置连接的固定支架，固定支架用于支撑和固定二级复合抛物面聚光板及支撑装置，通过固定支架的调节使得该两级复合抛物面聚光器在南北方向上倾斜；

复合抛物面聚光集热管包括一级复合抛物面聚光板、玻璃管、位于玻璃管内部的接收管，接收管与玻璃管之间是真空，一级复合抛物面聚光板安装在该真空中且与玻璃管接触，一级复合抛物面聚光板与接收管之间有缝隙。

优选的，接收管为直通式接收管。

优选的，接收管为热管式接收管。

优选的，一级复合抛物面聚光板与接收管之间有5mm-2cm的缝隙。

优选的，复合抛物面聚光集热管的摆放轴向为东西向或轴向为南北向。

优选的，一级复合抛物面聚光板最大接收角为90度，二级复合抛物面聚光板最大接收角为15度，二级复合抛物面聚光板高度为1.3米，二级复合抛物面聚光板的轴向为东西向，通过调整固定支架，使得支撑装置朝南倾斜约30度。

有益效果：

1)采用复合抛物面聚光器，可以将接收角范围内的入射光线全部收集到接收器上，并在该接收角下实现理论上的最大几何聚光比。可以实现无须跟踪的静态聚光器。

2)采用玻璃管内放置一级复合抛物面聚光板与外部放置二级复合抛物面聚光板结合的方式可以具有以下优点：采用了玻璃管内置复合抛物面板的真空集热管既具有复合抛物面聚光器静态聚光的特点，又减少了玻璃管与聚光板之间的缝隙大小，由于管内为真空而热损失显著降低，由于玻璃管的保护而使得复合抛物面板寿命久，并且这种聚光方式安装运输方便。在外部拓展放置二级复合抛物面聚光板，用便宜的聚光板来代替昂贵的真空集热管，可以实现更大的聚光比，并使得工质达到较高的温度。

3)采用的支撑结构，容易安装与更换、节省重量与材料、可以按照实际需求来调整高度和倾斜角度。

4)一级复合抛物面板的曲线采用的是奥塔巴斯(U.Ortabasi)等人推导出的公式曲线，这种曲线设计简单，并在聚光比、聚光器尺寸上具有优势。

5)该设计科学、简单、合理，聚光效果好，便于大规模工业化生产，成本低，易推广。

附图说明

图1是两级复合抛物面聚光器的剖面结构示意图(接收管为直通式接收管、东西向摆放)，

图中有：复合抛物面聚光集热管1、二级复合抛物面聚光板2、固定支架3、支撑装置4；

图2是复合抛物面聚光集热管的结构示意图，

图中有：接收管1-1、一级复合抛物面聚光板1-2、玻璃管1-3；

图3是两级复合抛物面聚光器的立体结构示意图(接收管为直通式接收管、东西向摆放)，

图中有：复合抛物面聚光集热管1、二级复合抛物面聚光板2、固定支架3；

图4是两级复合抛物面聚光器的立体结构示意图(接收管为热管式接收管、南北向摆放)，