[发明专利]聚光太阳能应用平台

说明书

该发明涉及一种太阳能应用平台装置。

太阳能是无穷的清洁能源，取之不尽用之不竭。然而当前对太阳能的应用在民用领域，主要以太阳能热水器、太阳灶、光伏发电等为主。但是这几种应用方式是彼此独立互不相干的，用户如果想要同时应用这几种装置就要购置多种太阳能器具，总成本巨大使用时操作不方便，安装时占地面积大，使用效率低，更麻烦的是所有的装置不能进入到室内，给使用和维护带来极大的不便，基于这种状态用户对太阳能有一个统一的应用平台要求急切，对于该平台的基本设计和应用的方式，要类似于电网或自来水管网这样的平台，使用该装置就像打开电器开关或者就像打开水龙头一样方便，具体这是一个什么样的装置，且看以下阐述。

该发明主要由向阳装置（主要功能是实时追踪太阳的方向并带动整个平台绕主轴1旋转迎向着太阳）、太阳能收集装置（主要功能是收集太阳能，并把太阳光变成平行的集中光束）、导光装置（主要功能是将集中的平行光束，按照设计送到用户希望的地方）、后置模块（主要是太阳能能量应用的器具由用户自主决定）。请参看图1，图1是聚光式太阳能平台。其工作原理如下：向阳装置会自动、主动的找到太阳的位置，并带动太阳能收集装置主动的绕主轴1旋转迎向太阳，收集太阳能，把收集到的太阳能转变成为集中的平行光束，传递给导光装置，导光装置便按照设定的路径，把太阳能量传递到用户指定的地方，比如厨房或者其他地方。之后接上后置模块便可以应用，如果后置模块是保温水箱则变成太阳能热水器，如果后置模块是炒菜锅则变成太阳灶，如果是蒸笼则变成蒸锅等等。但是前面的太阳能应用平台不会变化。

下面主要说明向阳装置。请参看图2，图2是向阳装置。该装置的主要功能是自动的、主动的找到，并带动其自身和太阳能收集装置实时指向太阳的方向。它的工作原理是这样的，当太阳处于主轴3的正上方时，整个平台不会转动，聚光镜的焦点位于气罐P1、P2之间的中点区域，如图2所示。当太阳位于主轴3的东面时，聚光镜的焦点位于气罐P1上，汇集的阳光加热气罐P1，使其内部的空气温度升高，P1内部的压强便增大，并大于P2的压强，水罐C1的水在P1压强的作用下向C2流动，这样C2罐里的水便多余C1罐的水，二者所受的重力也如此，C2罐的重力对中心点A的力矩大于C1罐的重力对中心点A的力矩，整个向阳装置向东旋转，并使主轴3与太阳光的夹角逐渐减小直至平行，如果向阳装置转动的角度太大，使太阳的位置出现在主轴3的西面，则聚光镜的焦点位于气罐P2上，汇集的阳光加热P2，使其内部的气温升高，P2内部的压强增大，C2里的水便经过管3流向C1，这样C1、C2罐里的水的重量又再次的发生变化，C1多余C2，所受的重力也一样C1大于C2，对于中心点A的力矩C1也大于C2，向阳装置向西旋转，这样反复的调整逐渐趋向于平衡，并使主轴3始终指向太阳的方向，并于太阳光保持平行。当没有太阳时向阳装置由于P1、P2的气压相同，C1、C2的重量相同的缘故自动恢复到竖直方向的状态，迎接下一次太阳的照射，并重复的工作。在图2中P1与C1由管1连通；P2与C2由管2连通；C1与C2由管3连通；C1与C2分别悬挂于平衡杆的两端，平衡杆与整个平台刚性连接；中心点A是主轴1（图1）上的一个点，通过这样的方式，向阳装置实现了自动、主动的追踪太阳的轨迹的功能。

下面主要说明太阳能收集装置，参看图4，图4是太阳能收集装置。该装置由向阳装置带动，并随向阳装置一起转动，它的主要的功能是收集太阳光，并将太阳光转变为集中的平行光束，朝设定的方向传送。结合图四它的工作过程是：大镜正对向太阳，并接收阳光汇集到焦点o,穿过焦点o的光线变成发散的光线，射向小镜，小镜再将发散的光线转变成平行的汇集光线，射向设定的方向，如图中的OA方向，以便进入到导光装置。在图4中大镜、小镜均为凹球面镜，它们的球面半径分别为R、r。大镜、小镜共焦点，而且它们的反光面正面相对。

下面主要说明导光装置，参看图3，图3是导光装置。导光装置的主要功能是将集中的平行光束，按照设计送到用户希望的地方，并保持汇集光束稳定的投射，以备用户使用。导光装置由A镜、B镜、C镜、D镜、E镜组成，由太阳能收集装置收集并集中的平行光束，首先射向A镜，再由A镜反射到B镜，再由B镜反射到C镜，再由C镜反射到D、E镜，最后进入使用。整个光路系统中：当B、C两点的位置不重合时，CD段与图1中的主轴1同轴，而整个平台又绕主轴1旋转，这样不管整个平台处于何种方向，投射到用户的汇集光线位置始终不变；当B、C两点的位置重合时，整个光路系统是一条线，即A、B、C、D、E共线，这一条线与图1中的主轴1同轴重合，而整个平台又绕主轴1旋转，这样不管整个平台处于何种方向，投射到用户的汇集光线位置也始终不变。在投射过程中A、B、C处的反光镜会随着向阳装置和太阳能收集装置一起绕主轴1转动,当A、B、C、D、E共线时B、C镜不在导光装置中出现。图3中A、B、C、D、E处的镜子均为全反射镜，其中D镜可以用来切换整个平台的使用方式。汇集光线是由太阳能收集装置传送过来的。