[实用新型]一种聚光式太阳能转换系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能转换系统，具体涉及一种包括抛物面镜、导光柱和受光装置的聚光式太阳能转换系统。

背景技术

太阳能是一种比较理想的能源，被广泛使用，由于太阳与地球的体积比，以及太阳与地球的距离，人们使用的太阳光可以被视为平行光束，如果直接利用此平行光束进行太阳能转换，则效果一般，最好能把平行的太阳光束聚集，则会提高太阳能转换效率。

抛物面镜可以用来聚焦平行光束(太阳光)，当入射的平行光束平行于抛物面镜的主轴时，平行光束会被聚焦在抛物面镜的焦点。故抛物面镜被广泛使用。

经抛物面镜聚焦后的聚焦光束有时候不能被直接应用，需要通过导光柱来传输给受光装置，从而使平行光束最终聚集于受光装置。

导光柱就是将光以最小的损耗从一个光源传输到距离该光源一定距离的另一个点的装置。光线是依靠全内反射在导光柱内部传输的。

导光柱一般包括接收入射光线的光线输入端，以及输出光线的光线输出端。光线输入端一般包括入射面，光线输出端一般包括出射面。导光柱还包括用于内部传输光线的反射面。

入射光通过入射面进入导光柱，一般会发生折射。特别是对于聚焦光束，光束中的各光线在入射面的入射角度不同，光束在进入导光柱时，会在入射面发生复杂的折射，不利于光线在导光柱内的传播。严重时，甚至光束中某些光线会在入射面形成全反射，无法进入导光柱，从而丢失该部分光线所携带的信息和能量。

而且当导光柱用于传输白光(特别是太阳光)时，由于白光(太阳光)是有多种单色光组成，即使各种单色光在入射面的入射角相同，但折射角一般会不同，会引起色散；严重时，甚至某些单色光会在入射面形成全反射，无法进入导光柱，从而丢失该单色光所携带的信息和能量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种聚光式太阳能转换系统，其能聚焦平行的太阳光束，使平行光束形成聚焦光束，且防止或减少聚焦光束在导光柱的入射面发生复杂的折射，进而使聚焦光束完整进入导光柱，防止聚焦光束中某些光线在导光柱的光线输入端被全反射而丢失，保证聚焦光束所携带的信息和能量能有效进入导光柱，并在导光柱内有效传导，并最终传输给受光装置，从而提高受光装置的太阳能转换效率。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种聚光式太阳能转换系统，包括抛物面镜、导光柱和受光装置；

导光柱包括具有相同折射率的第一导光块和第二导光块；

第一导光块，其几何形状为一正四棱锥被第一平面所截后留下的位于截面和底面间的部分，该底面为正四棱锥底面；所述第一平面与底面的一边平行，且第一平面与底面的夹角为35-55度；所述截面中心至底面的距离为底面边长的3-15倍；所述正四棱锥的各侧面与底面的夹角大于等于89度；

所述截面包括与底面平行的截面第一边和截面第二边，且截面第一边至底面的距离比截面第二边至底面的距离大；

所述正四棱锥包括四个侧面：包括截面第一边的第一侧面，包括截面第二边的第二侧面，以及第三侧面和第四侧面；

第二导光块，其几何体由如下五个面包围形成：所述截面、第二平面、圆柱面、第三侧面所在平面，以及第四侧面所在平面；所述第二平面与所述截面垂直，并包含截面第一边；所述圆柱面以第二平面与第三平面的交线为轴线，圆柱面包含截面第二边；所述第三平面垂直于底面，并包含正四棱锥顶点和底面中心，且与截面第一边平行；

第一导光块和第二导光块以所述截面为结合面；

第一导光块和第二导光块固定连接，或者第一导光块和第二导光块一体成型；

所述抛物面镜的反光面与圆柱面相对，抛物面镜的焦点位于圆柱面的轴线上；所述抛物面镜的主轴与第二平面的夹角为24度；

所述受光装置的受光面与第一导光块的底面接触；

受光装置包括光电转换装置和光热转换装置。

更详细的说，圆柱面是一个圆柱体的侧面，该圆柱体以垂直于底面、并包含正四棱锥顶点和底面中心、且与截面第一边平行的面与第二平面的交线为轴线，圆柱体的侧面包含截面第二边。

导光柱以第二导光块的圆柱面(位于截面与第二平面间)为入射面，以第一导光块的底面(即正四棱锥底面)为出射面。第一导光块的四个侧面(包括截面第一边的第一侧面，包括截面第二边的第二侧面，以及第三侧面和第四侧面)、第二导光块的第二平面(位于截面与圆柱面间)为导光柱主要的反射面。