一种菲涅尔太阳能聚光集热器及CPC的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种菲涅尔太阳能聚光集热器，包括腔体，所述腔体内设有集热管组件和CPC(复合抛物面聚光器)，所述集热管组件的上方设有线性菲涅尔透镜，所述集热管组件的轴线设于所述线性菲涅尔透镜的焦线处，所述集热管组件设于所述CPC内以接收所述CPC反射的光线。应用本发明专利技术公开的菲涅尔太阳能聚光集热器及CPC的制造方法，光线通过线性菲涅尔透镜折射进入至CPC中，经CPC反射进集热管组件中，该装置通过线性菲涅尔透镜和CPC间的配合，实现高效聚光。

【技术实现步骤摘要】
一种菲涅尔太阳能聚光集热器及CPC的制造方法
本专利技术涉及太阳能利用设备领域，更具体地说，涉及一种菲涅尔太阳能聚光集热器，还涉及一种CPC的制造方法。
技术介绍
太阳能具有巨大、普遍、长久、无害等优点，由于这些优点，近年来人们对于探究太阳能的利用从未止步。但是太阳能也具有间歇性、分散性、随机性等缺点，这些缺点制约了太阳能的利用。菲涅尔透镜是一种应用十分广泛的光学器件，可以将太阳光折射在某一点或某一线上，使太阳光辐照强度增加几倍到几十倍，聚光效果好。菲涅尔透镜的应用极大的降低了太阳能聚光装置的成本。现有的太阳能聚光器按照结构主要分为两种：一种为跟踪类，一种为免跟踪类。跟踪类的太阳能聚光集热器随太阳光照射角度的变化而进行角度调节，精度要求高，结构复杂，成本昂贵；免跟踪类的太阳能聚光集热器不随太阳光照射角度的变化而变化，成本较低，结构简单，但聚光效果不理想，其太阳光能量吸收率和利用率较低。聚光型太阳能集热器能实现太阳能的中高温利用，满足生活和工业生产需求。综上所述，如何有效地解决太阳能聚光集热器聚光效果差、太阳能利用率低等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种菲涅尔太阳能聚光集热器，以解决太阳能聚光集热器聚光效果差、太阳能利用率低等问题。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种菲涅尔太阳能聚光集热器，包括腔体，所述腔体内设有集热管组件和CPC(复合抛物面聚光器)，所述集热管组件的上方设有线性菲涅尔透镜，所述集热管组件的轴线设于所述线性菲涅尔透镜的焦线处，所述集热管组件设于所述CPC内以接收所述CPC反射的光线。优选地，所述线性菲涅尔透镜设于所述腔体的上方，所述线性菲涅尔透镜与所述腔体滑动连接进行线性运动以根据纬度变化进行调节。优选地，所述腔体顶部的两端设置滑轨，所述线性菲涅尔透镜固设有直线轴承，所述直线轴承与所述滑轨配合。优选地，所述腔体为经有机玻璃板组成的密闭腔体。优选地，所述集热管组件经设其两端的集热管支架固定连接于所述腔体的底板上，所述集热管支架上分别垂直设有侧反光镜。优选地，集热管组件包括真空集热管和设于其内的集热支管，所述真空集热管为一侧开口的管体，所述集热支管为U型集热回路以在所述真空集热管的开口处进出。优选地，所述CPC设于所述腔体的底板上经CPC支架与所述底板固定连接。优选地，所述真空集热管的内壁表面设有选择性吸收涂层。优选地，所述集热支管突出于所述腔体的侧壁且与其经防水透气膜连接。基于上述的菲涅尔太阳能聚光集热器，本专利技术还提供了一种CPC的制造方法，包括：以真空集热管的内径为基圆，基圆的中心为O，以CPC水平方向为X轴，竖直方向为Y轴，构建直角X-Y直角坐标系；根据公式1)r为基圆半径，t为参数，t＝0～2π得到基圆渐开线A；根据公式2)θmax为经线性菲涅尔透镜进行模拟测量得到CPC的最大接收角，得到所述基圆渐开线A绕圆心O顺时针旋转角度θ；根据Y轴得到与所述基圆渐开线A对称的基圆渐开线B，绘制旋转渐开线和抛物面，截取得到所述CPC的反光面曲线。本专利技术提供的菲涅尔太阳能聚光集热器，包括腔体，腔体内设有集热管组件和CPC，集热管组件的上方设有线性菲涅尔透镜，集热管组件的轴线设于线性菲涅尔透镜的焦线处，集热管组件设于CPC内以接收CPC反射的光线。应用本专利技术提供的菲涅尔太阳能聚光集热器及CPC的制造方法，光线通过线性菲涅尔透镜折射进入至CPC中，经CPC反射进集热管组件中，该装置通过线性菲涅尔透镜和CPC间的配合，实现高效聚光。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的菲涅尔太阳能聚光集热器的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的菲涅尔太阳能聚光集热器的正视结构示意图；图3为图2的左视结构示意图；图4为图3的俯视结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的CPC的结构设计示意图。附图中标记如下：线性菲涅尔透镜1、滑轨2、铝型材支架3、直线轴承4、有机玻璃板5、侧反光镜6、集热支管7、防水透气膜8、真空集热管9、CPC支架10、CPC11、集热管支架12。具体实施方式本专利技术实施例公开了一种菲涅尔太阳能聚光集热器，以解决太阳能聚光集热器聚光效果差、太阳能利用率低等问题。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-图5，图1为本专利技术实施例提供的菲涅尔太阳能聚光集热器的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的菲涅尔太阳能聚光集热器的正视结构示意图；图3为图2的左视结构示意图；图4为图3的俯视结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的CPC的结构设计示意图。在一种具体的实施方式中，本专利技术提供的菲涅尔太阳能聚光集热器，包括腔体，腔体内设有集热管组件和CPC11(复合抛物面聚光器)，集热管组件的上方设有线性菲涅尔透镜1，集热管组件的轴线设于线性菲涅尔透镜1的焦线处，集热管组件设于CPC11内以接收CPC11反射的光线。腔体一般为密闭腔体，以防止腔体内进入杂物，腔体内设有CPC11，在CPC11内设有集热管组件，在集热管组件的上方设有线性菲涅尔透镜1，集热管组件的轴线设于线性菲涅尔透镜1的焦线处，二者共线。当光线垂直射入线性菲涅尔透镜1时，直接射入至集热管组件中，当光线偏斜射入时，通过CPC11对光线进行反射，以将光线射入至集热管组件中，可以理解的是，CPC11的设置需根据集热管组件的位置和内径大小进行设置。线性菲涅尔透镜1的安装倾角的大小根据当地的地理纬度位置确定。CPC11一般采用反射率不低于90％的镀膜塑料PC(聚碳酸酯)软镜压弯而成。线性菲涅尔透镜1采用透射率不低于93％的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)材料制成。应用本专利技术提供的菲涅尔太阳能聚光集热器，光线通过线性菲涅尔透镜1折射进入至CPC11中，经CPC11反射进集热管组件中，该装置通过线性菲涅尔透镜1和CPC11间的配合，使光线尽量多得反射在真空集热管9组件上，提高了太阳能的利用效率，实现高效聚光。具体的，线性菲涅尔透镜1设于腔体的上方，线性菲涅尔透镜1与腔体滑动连接进行线性运动以根据纬度变化进行调节。一般的，线性菲涅尔透镜1可设于腔体的顶板上，线性菲涅尔透镜1与墙体滑动连接，当太阳随纬度发送季节性变化时，焦线向南北方向偏移，通过滑动连接以调节线性菲涅尔透镜1的位置，使得焦线光线照射在CPC11内，通过CPC11反射回真空集热管9组件上，具体的调节时间可根据当地具体的地理位置、CPC11最大接收角和CPC11的开口大小确定，CPC11的安装开口方向朝向线性菲涅尔透镜1所在的滑移平面。进一步地，腔体顶部的两端设置滑轨2，线性菲涅尔透镜1固设有直线轴承4，直线轴承4与滑轨2配合。腔体顶部的相对应的两端设置直线滑轨2，一般的，可在腔体顶部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种菲涅尔太阳能聚光集热器，其特征在于，包括腔体，所述腔体内设有集热管组件和CPC(复合抛物面聚光器)，所述集热管组件的上方设有线性菲涅尔透镜，所述集热管组件的轴线设于所述线性菲涅尔透镜的焦线处，所述集热管组件设于所述CPC内以接收所述CPC反射的光线。

【技术特征摘要】
1.一种菲涅尔太阳能聚光集热器，其特征在于，包括腔体，所述腔体内设有集热管组件和CPC(复合抛物面聚光器)，所述集热管组件的上方设有线性菲涅尔透镜，所述集热管组件的轴线设于所述线性菲涅尔透镜的焦线处，所述集热管组件设于所述CPC内以接收所述CPC反射的光线。2.根据权利要求1所述的菲涅尔太阳能聚光集热器，其特征在于，所述线性菲涅尔透镜设于所述腔体的上方，所述线性菲涅尔透镜与所述腔体滑动连接进行线性运动以根据纬度变化进行调节。3.根据权利要求2所述的菲涅尔太阳能聚光集热器，其特征在于，所述腔体顶部的两端设置滑轨，所述线性菲涅尔透镜固设有直线轴承，所述直线轴承与所述滑轨配合。4.根据权利要求1所述的菲涅尔太阳能聚光集热器，其特征在于，所述腔体为经有机玻璃板组成的密闭腔体。5.根据权利要求1-4任一项所述的菲涅尔太阳能聚光集热器，其特征在于，所述集热管组件经设其两端的集热管支架固定连接于所述腔体的底板上，所述集热管支架上分别垂直设有侧反光镜。6.根据权利要求5所述的菲涅尔太阳能聚光集热器，其特征在于，集热管组件包括真空集热管和设于其...

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