[其他]高效线聚焦非跟踪式太阳能集能器

说明书

本发明属于太阳能利用装置。

在太阳能利用技术中，为了得到较高的温度或较集中的能量常采用聚焦型集能器或集热器，但常需要有复杂的跟踪太阳方向的装置。为了免去跟踪装置，目前一般多使用焦线方向为东西向的线聚光（一维聚光）非跟踪式集能器，该集能器的接收器位于聚光镜的焦线或焦线及其延长线上，这样太阳在东西方向上移动时，聚焦的阳光仍能被利用。

但是，这种装置有明显缺点：为了使太阳偏离子午线方向时被聚焦的阳光仍能被利用，接收器的长度必须比聚光镜或其焦线长很多，否则将降低光利用率。但是增加接收器的长度，势必增加了接收器散热损失，也增加了制造成本。为了避免或削弱这个缺点，几乎所有的这种类型的集能器都被设计得很长（沿焦线方向）同时宽度小得多（以使焦距变小）。而长宽比这样大，又使这种线聚焦集能器几乎仅能使用长管状的或细长条状的接收器，大大限制了线聚焦非跟踪式集能器的应用范围。

本发明的目的在于：在保持线聚焦非跟踪式集能器有较大集光面积的前提下，通过新颍的设计，使集能器长度大大缩小，同时不出现前述接收器较长的缺点。

本发明的要点在于：在线聚焦非跟踪式集能器的聚光镜焦线的两端各增加一片与焦线垂直并与聚光镜两端相连接的侧反光板，该侧反光板的内表面具有反光能力。这样，接收器的长度可以大致与聚光镜及其焦线相同，并可保证在太阳位置沿焦线方向移动的情况下，落入两片侧反光板之间的阳光基本上都会被反射到接收器表面。

这样，所发明的聚能器沿焦线方向的长度以及接收器的长度可以大为缩短，其聚光镜的长宽比甚至可以缩小到1.5以下，最小可达0.2。

本发明所用的聚光镜可以是曲面反光镜，其曲面可以是抛物面或复合抛物面，也可以是渐开线曲面或是渐开线曲面与抛物面的复合曲面，或是上述几种曲面的近似曲面。曲面反光镜与侧反光板所围成的槽形的开口处，可加盖透明的防尘保温外罩或薄膜。

本发明所用的聚光镜也可以是菲涅耳透镜;在该透镜焦线上的接收器的后面可加装一个双渐开线曲面的反光板，以收集偏离焦线的光。

本发明所用的聚光镜也可以是菲涅耳反光镜。

在本发明所用的接收器表面上都可涂一层太阳能非选择性深色吸收涂层或选择性吸收涂层（太阳幅射吸收率明显高于常温热发射率）或太阳能选择性透过涂层。

本发明上的接收器可采取一般的热传输管譬如导水管、导气管或热管，管上可带有加大受光面积的金属肋片，也可套有透明的套管，以减少热损失。

由于本发明使聚光镜和接收器的长度可以大大缩短，这样，接收器也可以是一个水箱，该水箱可以兼有贮存热水的功能。该水箱可为圆柱形也可为长方体形;水箱的受光部分的壳体可以是深色不透明的，但也可以制成透明的，特别是在聚光镜为菲涅耳透镜的情况下，水箱受光的上部为透明盖板对水的均匀加热十分有利。水箱的非受光部分可加衬绝热材料层。水箱的周围可套有一透明套筒或罩上一层透明隔热罩，可用玻璃或塑料等材料制成，这样水箱的水温能够达到沸点。水箱上可开有注水口和放水口，也可接导水管。

本发明接收器也可设计为灶箱（或烘箱及干燥箱），这时本发明就相当于一架非跟踪式太阳灶（或太阳能干燥箱），其聚光比和效能远高于目前在国内和印度试制的非跟踪式箱式太阳灶。本发明所给出的线聚焦非跟踪式太阳灶的灶箱（或干燥箱或烤箱）可以制成圆筒形或长方体形，其外壳可以是透明的或部分透明的或不透明的，透明外壳有助于阳光直接加热食品或其他物品的表面。外壳的某一部分（如上部或侧部）为可以打开的箱盖（或箱门）。灶箱内部可以设有托盘或托架，以便摆放食品或其他待加热的东西。灶箱外可套有透明套筒或罩有透明隔热罩。这种灶箱内的温度可达200℃以上，很适于日照条件好的广大农牧区居民使用。