[发明专利]一种太阳能聚光器

摘要

一种太阳能聚光器，包括费涅尔透镜以及设置在该费涅尔透镜光路中的用于安装光导纤维的聚光接口器，所述的光导纤维包括接收太阳能的渐缩结构的倒锥形变径段和等直径段，且接收太阳能的变径段的端面为凹面旋转面。本发明利用石英光导纤维接受太阳光特殊的变径段结构作为接收端来有效解决费涅尔透镜高倍点聚光后光斑分散在比较大区域与输送的石英光纤直径有限之间的这一矛盾的。而且将变径段接收太阳光的端部设置成凹形曲面直接作为接收面，有效解决了因为增加双凹透镜引起太阳光传输效率下降问题。

主权项

一种太阳能聚光器，包括设置在同一光轴上的费涅尔透镜(1)以及设置在该费涅尔透镜(1)光路中的用于安装光导纤维(3)的聚光接口器(2)，其特征在于：所述的光导纤维(3)包括接收太阳能的渐缩结构的倒锥形变径段(31)和等直径段(32)，其中变径段(31)固定在聚光接口器(2)内，且接收太阳能的变径段(31)的端面为凹面旋转面；所述的费涅尔透镜(1)的焦距L其与费涅尔透镜(1)的最大半径R满足式(1)入射角度要求：arctg(R/L)＝α＜(α0‑γ)               (1)；其中α为太阳光从费涅尔透镜透射进入光导纤维的入射角度，α。为等直径光纤允许的最大光线接收角，γ为光导纤维变径段的变径角度；其中等直径光纤的太阳能最大允许接收角α0由下3式决定：Ymin＝arcsin(n3/n1)Xmax＝π/2‑Yminα0＝arcsin(n1sinXmax/n0)其中X为入射光线由空气到光导纤维玻璃芯折射后的出射角，Y为该光线由光导纤维玻璃芯到光导纤维玻璃包层发生折射时的入射角，Z为该光线二次折射后的出射角，Ymin为入射光线发生全反射时的临界角，当Y＞Ymin时，均可发生全反射，Xmax为对应Ymin和α0的一次折射出射角，n0为空气折射率，n1为光导纤维折高折射率玻璃芯的折射率，n3为光导纤维低折射率玻璃包层折射率；渐缩结构的锥形变径段(31)端部凹面旋转面的横截面积等于入射太阳光透过费涅尔透镜(1)的太阳实际聚光光斑区域的面积。