一种定向传光太阳能聚光装置制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种定向传光太阳能聚光装置，本申请的菲涅尔透镜在水平旋转台的作用下，能够实现对太阳光线方位角的调整，在旋转固定件的作用下，能够实现对太阳光线高度角的调整，将菲涅尔透镜的聚光焦点与定向调节器的焦点重合，通过定向调节器和导光管对太阳光线进行聚光和传输，实现了太阳能的聚光集热，不需要使用输油管道进行热传输，也不需要大功率油泵等动力装置，解决了现有的聚光装置需要用到数量多、管程长的输油管道，容易增加整个集热系统的热损失，和使用大功率油泵动力装置造成系统的损耗增加的技术问题。

A Solar Concentrator with Directional Light Transfer

The embodiment of this application discloses a directional transmission solar energy concentrating device. The Fresnel lens of this application can adjust the azimuth angle of the solar ray under the action of a horizontal rotary table. Under the action of a rotating fixture, it can adjust the altitude angle of the solar ray and coincide the focus of the Fresnel lens with the focus of the directional regulator through a directional regulator. And the light guide tube concentrates and transmits the solar light, realizes the solar energy concentrating heat, does not need to use the oil pipeline to carry on the heat transmission, also does not need the high-power oil pump and other power devices, solves the existing concentrating device needs to use a large number of oil pipelines with long pipeline length, easy to increase the heat loss of the whole heat collection system, and uses the high-power oil pump power device to cause the system. Technical problems of increasing system loss.

【技术实现步骤摘要】
一种定向传光太阳能聚光装置
本申请涉及太阳能
，尤其涉及一种定向传光太阳能聚光装置。
技术介绍
太阳能聚光技术是一种通过聚光的方式把一定面积上的太阳光通过聚光系统汇聚在一个狭小的区域，用电池板或集热部件接收能量并加以利用的技术。在太阳能聚光领域最常用的聚光装置是反射式聚光器，其优点在于简单高效，但是传统的反射式聚光装置在应用在太阳能热利用系统中时，需要将吸热装置布置在其上方，容易导致吸热装置对反射式聚光器产生遮挡，影响整个热利用系统的聚光效果和吸收效率。利用菲涅尔透射聚光装置可以解决反射式聚光装置存在的以上缺陷，能够将太阳光线汇聚于菲涅尔透镜的下方，从而实现将吸热装置布置在聚光装置下方的效果。传统的菲涅尔透射装置为实现吸热装置的大型化和多功能化，通常在聚光焦点处加载导热油等导热介质以吸收热量，再通过输油管道和油泵等装置将热量传递给吸热装置，从而实现聚光装置和吸热装置的分离，进而实现吸热装置的大型化和多功能化。但是，这种方式需要用到数量多、管程长的输油管道，容易增加整个集热系统的热损失，大功率油泵等动力装置的投入使用，也将明显增加系统的额外损耗。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种定向传光太阳能聚光装置，解决了现有的聚光装置需要用到数量多、管程长的输油管道，容易增加整个集热系统的热损失，和使用大功率油泵动力装置造成系统的损耗增加的技术问题。有鉴于此，本申请提供了一种定向传光太阳能聚光装置，所述装置包括：底座、菲涅尔透镜、透镜支架、水平旋转台和定向准直器；所述水平旋转台为环状结构，且安装在所述底座上；所述菲涅尔透镜安装在所述透镜支架上；所述透镜支架通过旋转固定件固定在所述水平旋转台的支柱上；所述定向准直器包括：导光管和定向调节器；所述导光管和所述定向调节器一体化连接；所述定向调节器为旋转抛物面结构；所述菲涅尔透镜的聚光焦点与所述定向调节器的焦点重合。优选地，所述装置还包括：步进电机；所述步进电机与所述水平旋转台电连接，用于控制所述水平旋转台水平转动和控制所述透镜支架绕所述旋转固定件转动。优选地，所述定向调节器和/或所述导光管内表面涂覆高反射铝膜。优选地，所述装置还包括：固定台；所述固定台设置在所述水平旋转台的中空位置；所述固定台上设置有竖轴，所述竖轴上设置有安装孔，所述安装孔用于与所述定向调节器的固定支座连接。优选地，所述装置还包括：配重负载；所述配重负载安装于所述透镜支架上，用于平衡所述透镜支架。优选地，所述装置还包括：转轴；所述转轴安装在所述支柱上，用于调节所述旋转固定件的扭矩，辅助所述步进电机驱动所述旋转固定件。优选地，所述定向准直器还包括：导光管支架；所述导光管支架与所述导光管可拆卸连接，用于支撑所述导光管。优选地，所述菲涅尔透镜的法线与所述定向调节器的横截面所成的夹角，等于太阳高度角。优选地，所述导光管的最小半径为所述定向调节器的焦准距为其中，Δs为太阳光发散角，f1为菲涅尔透镜焦距，hmin为最小太阳高度角，R为菲涅尔透镜半径。优选地，所述导光管的最小半径大于等于所述定向调节器的出光口的最大半径。从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：本申请实施例中，提供了一种定向传光太阳能聚光装置，包括：底座、菲涅尔透镜、透镜支架、水平旋转台和定向准直器；水平旋转台为环状结构，且安装在底座上；菲涅尔透镜安装在透镜支架上；透镜支架通过旋转固定件固定在水平旋转台的支柱上；定向准直器包括：导光管和定向调节器；导光管和定向调节器一体化连接；定向调节器为旋转抛物面结构；菲涅尔透镜的聚光焦点与定向调节器的焦点重合。本申请提供的装置，菲涅尔透镜在水平旋转台的作用下，能够实现对太阳光线方位角的调整，在旋转固定件的作用下，能够实现对太阳光线高度角的调整，将菲涅尔透镜的聚光焦点与定向调节器的焦点重合，通过定向调节器和导光管对太阳光线进行聚光和传输，实现了太阳能的聚光集热，不需要使用输油管道进行热传输，也不需要大功率油泵的动力装置，解决了现有的聚光装置需要用到数量多、管程长的输油管道，容易增加整个集热系统的热损失，和使用大功率油泵动力装置造成系统的损耗增加的技术问题。附图说明图1为本申请实施例中一种定向传光太阳能聚光装置的结构示意图；图2为本申请实施例中太阳光线经过菲涅尔透镜和定向调节器时的几何关系示意图；图3为本申请实施例中菲涅尔透镜的第一种光斑投影示意图；图4为本申请实施例中菲涅尔透镜的第二种光斑投影示意图；其中，附图标记为：1、底座；2、菲涅尔透镜；3、透镜支架；4、水平旋转台；5、定向调节器；6、旋转固定件；7、转轴；8、导光管；导光管支架；10、竖轴；11、配重负载。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。应理解，本申请应用于太阳能聚光系统，请参阅图1，图1为本申请实施例中一种定向传光太阳能聚光装置的结构示意图，如图1所示，图1中包括底座1、菲涅尔透镜2、透镜支架3、水平旋转台4和定向准直器；水平旋转台4为环状结构，且安装在底座1上；菲涅尔透镜2安装在透镜支架3上；透镜支架3通过旋转固定件6固定在水平旋转台4的支柱上；定向准直器包括：导光管8和定向调节器5；导光管8和定向调节器5一体化连接；定向调节器5为旋转抛物面结构；菲涅尔透镜2的聚光焦点与定向调节器5的焦点重合。需要说明的是，本申请实施例中，定向传光太阳能聚光装置所采用的太阳光线跟踪方式为高度角-方位角式跟踪方式，应当理解的是，本领域技术人员在本申请实施例的基础上，还可以使用极轴式跟踪方式。本申请实施例中的聚光装置，通过水平旋转台4和旋转固定件6对菲涅尔透镜2的调整结果为太阳光线始终与菲涅尔透镜2垂直，本申请实施例的装置的聚光焦点与定向调节器5的焦点重合，焦点在菲涅尔透镜2跟踪太阳光线的过程中相对地面静止，旋转固定件6可以是转轴。在本申请实施例中，理想情况下，由于菲涅尔透镜2的聚光焦点与定向调节器5的焦点重合，因此，菲涅尔透镜2所汇聚的光线在经过定向调节器5反射后会从定向调节器5的开口处平行射出。在非理想情况下，太阳光不是绝对的平行光，具有一定地太阳光发散角，因此，太阳光线经过菲涅尔透镜2后会在定向调节器5上形成有一定大小的弥散斑，另外，由于菲涅尔透镜的跟踪误差、加工误差以及在安装、运输或使用过程中所造成的损坏或变形等，也会导致太阳光在经过菲涅尔透镜2折射后，得不到一个理想的汇聚点，而是具有一定区域面积的光斑，因此，实际聚光过程中，定向调节器5开口出射出的太阳光线具有一定的发散角度。为了约束经定向调节器5反射后的太阳光线，设置有与定向调节器5一体化连接的导光管8，通过导光管8将从定向调节器5开口处射出的具有一定发散角度的太阳光线约束在特定通光面积的管道内，实现对太阳光线的定向聚光。本申请实施例中的定向传光太阳能聚光装置上，可以设置有用于自动跟踪太阳光线的自动跟踪器，自动跟踪器的控制端控制器可以设置在底座1上，自动跟踪器的检测头设置在菲涅尔透镜2上方。自动跟踪器跟踪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定向传光太阳能聚光装置，其特征在于，包括：底座、菲涅尔透镜、透镜支架、水平旋转台和定向准直器；所述水平旋转台为环状结构，且安装在所述底座上；所述菲涅尔透镜安装在所述透镜支架上；所述透镜支架通过旋转固定件固定在所述水平旋转台的支柱上；所述定向准直器包括：导光管和定向调节器；所述导光管和所述定向调节器一体化连接；所述定向调节器为旋转抛物面结构；所述菲涅尔透镜的聚光焦点与所述定向调节器的焦点重合。

【技术特征摘要】
1.一种定向传光太阳能聚光装置，其特征在于，包括：底座、菲涅尔透镜、透镜支架、水平旋转台和定向准直器；所述水平旋转台为环状结构，且安装在所述底座上；所述菲涅尔透镜安装在所述透镜支架上；所述透镜支架通过旋转固定件固定在所述水平旋转台的支柱上；所述定向准直器包括：导光管和定向调节器；所述导光管和所述定向调节器一体化连接；所述定向调节器为旋转抛物面结构；所述菲涅尔透镜的聚光焦点与所述定向调节器的焦点重合。2.根据权利要求1所述的定向传光太阳能聚光装置，其特征在于，所述装置还包括：步进电机；所述步进电机与所述水平旋转台电连接，用于控制所述水平旋转台水平转动和控制所述透镜支架绕所述旋转固定件转动。3.根据权利要求1所述的定向传光太阳能聚光装置，其特征在于，所述定向调节器和/或所述导光管内表面涂覆高反射铝膜。4.根据权利要求1所述的定向传光太阳能聚光装置，其特征在于，所述装置还包括：固定台；所述固定台设置在所述水平旋转台的中空位置；所述固定台上设置有竖轴，所述竖轴上设置有安装孔，所述安装孔用于与所述定向调节器的固定支座连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩腾，王海，黄金，陈木生，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44