本发明涉及一种太阳能聚光系统， 特别涉及一种利用锥形反射面对太阳光进 行汇聚，并对所汇聚太阳能加以适当利用的锥 形聚光系统，属于太阳能技术领域。 背景技术

既有的太阳能聚光技术可以分为折射式与反射 式两种。

折射式聚光是利用凸透镜或是菲涅尔透镜来汇 聚太阳光， 由于凸透镜生产和 制造成本较高， 因此在太阳能工业领域迄今无人应用； 制造菲涅尔透镜需要较高 的的技术要求， 由于玻璃材料无法压制菲涅尔透镜， 所以目前都采用有机玻璃或 是透明的尼龙塑料来制造。 这类高分子材料本身会吸收紫外线而导致老化 ， 因此 菲涅尔透镜应用在太阳能聚光工业领域， 必须每隔一段时间就更换镜片， 维护成 本过高。

反射式聚光大部分是利用平面反射镜或是抛物 面反射镜来汇聚太阳光，其中 抛物面反射镜容易获得较高倍率的聚光效果， 但是制造成本与工艺要求较高， 生 产安装的速度较慢。 利用平面反射镜聚光虽然成本低廉， 但是不易获得较高的聚 光倍率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用 锥形反射面对太阳光进行汇 聚， 并对所汇聚太阳能加以适当利用的锥形聚光系 统。 该锥形聚光系统利用一个 锥形反射面， 将太阳光汇聚到锥形反射面的中心轴线处， 在该中心轴线处设置一 个集光柱， 来实现汇聚太阳光和加以利用的目的。

为实现上述的发明目的， 本发明采用下述的技术方案；

一种锥形聚光系统， 其由至少一个呈圆锥形或圆台形的反光板和设 于该圆锥 形或圆台形反光板的轴线处的集光柱构成； 在该反光板的内侧面设有反光层； 该 反光板的较大口侧为该聚光系统的入光口。

其中较优地， 所述集光柱的横截面为多边形； 在该集光柱的外表面贴附有光 伏电池和 /或温差发电片。

其中较优地， 在所述光伏电池和 /或温差发电片的周边还设有聚光板。

其中较优地， 在所述集光柱的底侧或顶部设有温差发电片； 在该温差发电片 的另一侧设有散热装置。 其中较优地， 在所述集光柱的底侧设有传热基座； 在该传热基座中贯穿设有 导热管或水管， 通过该导热管或水管将热能导出。

其中较优地， 在所述集光柱中贯穿设有导热管或水管。

其中较优地， 在所述导热管或水管线路上串接有蒸汽涡轮发 电机。

其中较优地， 所述集光柱采用真空管集光柱。

其中较优地， 所述反光板与其轴线的夹角为 45° 。

其中较优地， 在所述反光层处镀有全反射镀膜， 在所述集光柱表面镀有减反 射镀膜。

其中较优地， 在该锥形聚光系统上还加装太阳能跟踪器， 以使聚光系统跟踪 太阳光。

其中较优地， 在所述聚光系统的入光口处设有密封罩， 以使聚光系统的受光 设备处于密封保护状态。

其中较优地， 所述反光板的入光口为多边形。

其中较优地， 在所述集光柱的顶部设置有光伏电池或温差发 电片。

其中较优地， 在所述集光柱的上方设有至少一个凸透镜或菲 涅尔透镜； 该至 少一个凸透镜或菲涅尔透镜将光线汇聚在所述 光伏电池或温差发电片上。

本发明的有益效果是： 该锥形聚光系统汇聚光能的强度与反光板的面 积相 关， 易于设计调节。 该锥形聚光系统还具有生产制造快速、 制造和安装维护的成 本低廉等优点。

附图说明

图 1为锥形聚光系统第一实施例结构示意图一；

图 2为锥形聚光系统第一实施例结构示意图二；

图 3为锥形聚光系统第二实施例多边形集光柱俯� �图；

图 4为锥形聚光系统第三实施例结构示意图；

图 5为锥形聚光系统第四实施例结构示意图；

图 6为锥形聚光系统第五实施例结构示意图一；

图 7为锥形聚光系统第五实施例结构示意图二；

图 8为锥形聚光系统第八实施例群组实施俯视图� �

图 9为锥形聚光系统第二实施例改进结构示意图� �

图 10为锥形聚光系统第九实施例结构示意图一；

图 11为锥形聚光系统第九实施例结构示意图二。 附图标号： 圆锥形或圆台形的反光板 1、 集光柱 2、 温差发电片 3、 散热装置 4、 传热基座 5、 聚光板 6

具体实施方式

有关于本发明的结构组成、 技术手段及功效达成方面， 配合附图再结合具体 实施例进一步说明于后：

实施例一：

如图 1、 图 2所示， 该锥形聚光系统由至少一个呈圆锥形或圆台形 的反光板 1和设于该圆锥形或圆台形反光板 1的轴线处的集光柱 2构成。 在该反光板 1的 内侧面设有反光层。 该反光板 1的较大口侧为聚光系统的入光口。

照射在反光板 1上的太阳光经反光层反射后汇聚于该集光柱 2处， 从而加以 利用。

该锥形聚光系统相较于现有聚光装置的好处在 于， 其结构简单、 加工方便， 且汇聚光能的强度与反光板的面积相关， 易于设计调节。

不难看出， 该聚光系统的正常工作有赖于太阳光线始终保 持以平行于该反光 板 1的轴线方向入射。 只有这样才能保证太阳光经反射后 1集光柱 2处。 因此， 在该锥形聚光系统上还应加装一个太阳能跟踪 器， 以保证聚光系统始终跟踪太阳 光。 由于， 市场上已有多种不同形式的太阳能跟踪器， 本发明在此就不再对其具 体结构加以限定。

根据光线反射原理我们不难看出， 该反光板与其轴线的最佳夹角为 45° 。这 样， 集光柱 2与反光板 1的设计高度持平， 易于安装。

还有， 为了进一步增加集光柱 2处的聚光效果， 减小光线在反射面上的光能 损失。 本发明还在所述反光层处镀有全反射镀膜， 在集光柱 2表面镀有减反射镀 膜。

另外， 我们还可以在所述聚光系统的入光口处设有密 封罩， 以使聚光系统的 受光设备处于密封保护状态， 防止反光层及集光柱受到损害。

实施例二：

光能的主要利用途径可以是通过光伏电池将光 能转换为电能， 或是通过温差 发电片 （温差发电片可以基于其两侧温度差产生电能 ）将光能所引起的热能转换 为电能。 而光伏电池和温差发电片多以平面片状形式生 产。 基于此点考量， 如图 3所示， 本实施例在上述第一实施例的基础上进一步限 定， 所述集光柱 2的横截 面为多边形结构， 在该多边形集光柱 2 的外表面贴附有光伏电池和 /或温差发电 片。

另外， 应当指出， 本实施例仅针对目前常见的平面片状光伏电池 所设计。 但 是， 随着太阳能电池技术的发展， 现已出现薄膜太阳能电池等可以卷曲的柔性太 阳能电池。 对于这种特殊的柔性太阳能电池板， 可直接贴附于任意截面形状的集 光柱 2上， 而不受本实施例多边形集光柱的限制。

再有， 由于任何光伏电池和温差发电片在封装的时候 ， 在其四周都会留有间 隙， 因此在利用锥形聚光系统聚光的时候， 会有部分汇聚光线未能照射在电池片 上， 造成光能浪费。 鉴于此， 如图 9所示， 我们在光伏电池或温差发电片的周边 还设有聚光板 6， 以解决这样的问题。

实施例三：

由于， 温差发电片的发电原理是在其两侧受热面存在 温度差即可产生电能。 因此， 针对温差发电片的这一特点， 我们还可设计本实施例的应用方式。 如图 4 所示， 本实施例在第一实施例的基础上， 在所述集光柱 2的底侧或顶部设有温差 发电片 3。 在该温差发电片 3的另一侧设有散热装置 4。

这样， 在温差发电片 3的两个受热面， 一侧与集光柱 2相接温度较高， 另一 侧与散热装置 4相接温度较低， 从而形成温度差， 产生电能。

实施例四：

如图 5所示， 本实施例在第一实施例的基础上， 在所述集光柱 2的底侧设有 传热基座 5。 在该传热基座 5中贯穿设有导热管或水管， 通过该导热管或水管将 热能导出， 加以利用。 该传热基座 5由金属制成。

所述集光柱 2由于受到高强度太阳能照射而产生高温。 该热能经传热基座 5 传导由导热管或水管导出。

实施例五：

如图 6所示， 与实施例四相类似， 本实施例在第一实施例的基础上， 在所述 集光柱 2中贯穿设有导热管或水管。 如前所述， 集光柱 2由于受到高强度太阳能 照射而产生高温， 通过贯穿其中的导热管或水管将热能导出。

如图 7所示， 若该锥形聚光系统由多个反光板 1及集光柱 2所构成的聚光装 置个体构成。 则各个聚光装置个体可通过该导热管或水管串 联在一起。

实施例六：

本实施例在上述第四、 五实施例的基础上， 在所述导热管或水管线路上还可 串接有蒸汽涡轮发电机， 利用加热后的高温蒸汽发电。 实施例七：

如前所述， 所述集光柱 2由于受到高强度太阳能照射会产生高温。 这使得集 光柱 2容易与周围空气产生对流， 从而降低本装置的能量转换效率。 针对这一问 题， 所述集光柱 2可采用透明真空管集光柱来实现， 在该透明真空管内部是集光 柱 2， 由于空气被该透明真空管隔绝了， 因此空气不会与高温的集光柱 2的表面 接触， 如此可以减少集光柱 2的热能损失。 由于这是既有技术， 目前市面上销售 的太阳能热水器的真空管集热器就是使用这种 技术， 在此就不做深入的描述。

实施例八：

由于由单个反光板 1 及集光柱 2所构成的聚光装置个体所能汇聚的能量有 限， 因此在实际使用中往往会以群组实施方式出现 。 但是， 由于圆形入光口会在 各个聚光装置个体之间留有孔隙， 从而损失对部分光能的利用。 鉴于此， 如图 8 所示， 本实施例将各个聚光装置的入光口改造为多边 形结构， 以使各个聚光装置 在群组实施时可相互紧密结合。

实施例九：

在利用本发明所设计的锥形聚光系统时， 如果聚光比太小则显然没有实际的 经济效益。 因此在通过圆台形反光板进行聚光时， 一般反光板会远离集光柱一段 距离才能获得较高的聚光比。 如此在圆台形反光板中间部分的阳光就会无法 利 用。 为了对这部分阳光加以合理利用， 如图 10所示， 本实施例还可在集光柱 2 的顶部设置有光伏电池或温差发电片， 通过该光伏电池或温差发电片将这部分光 能转换为电能。

不过， 如果上述中间部分的面积较大， 全部使用光伏电池板覆盖这部分会花 费较大成本。 鉴于此， 我们对上述方案进行了一定改进。 如图 11 所示， 我们在 集光柱 2的上方设有至少一个凸透镜或菲涅尔透镜， 将该部分的阳光汇聚到集光 柱顶部的较窄区域内， 在集光柱顶部该区域内设置光伏电池或温差发 电片， 进而 提高阳光的利用率。

综上所述， 本发明通过圆锥形或圆台形的反光板实现了一 种结构简单、 便于 加工的太阳能聚光系统。 并针对该系统设计了一系列太阳能应用结构。 本领域一 般技术人员在此设计思想之下所做任何不具有 创造性的改造均应视为在本发明 的保护范围之内。