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CN203433180U - 局部镀膜实体复合抛物面型聚光器 - Google Patents

局部镀膜实体复合抛物面型聚光器 Download PDF

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CN203433180U
CN203433180U CN201320556223.7U CN201320556223U CN203433180U CN 203433180 U CN203433180 U CN 203433180U CN 201320556223 U CN201320556223 U CN 201320556223U CN 203433180 U CN203433180 U CN 203433180U
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CN
China
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concentrator
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condenser
type condenser
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CN201320556223.7U
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Inventor
李桂强
季杰
苏跃红
裴刚
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University of Science and Technology of China USTC
Original Assignee
University of Science and Technology of China USTC
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Abstract

本实用新型涉及局部镀膜实体复合抛物面型聚光器。其聚光器本体为横截面呈梯形的六面体，所述梯形的两侧腰部对应着聚光器本体的两侧面；聚光器本体的两侧面为复合抛物面，顶面和底面均为平面；聚光器本体的材料为透明材料；聚光器本体两侧的复合抛物面的下部分别镀有反射膜，且每一侧反射膜的下端边缘止于实体复合抛物面型聚光器的底面边缘处。以聚光器本体的底面为基准，反射膜的高度为实体复合抛物面型聚光器高度的1/6～1/7。本实用新型的聚光器本体上未镀膜部分可发生全反射作用，大大减少了由镜面反射损失导致的光学效率下降；镀膜部分可将入射角接近聚光器接收角的光线反射至聚光器底部，在接受角范围内性能更加稳定。

Description

局部镀膜实体复合抛物面型聚光器
技术领域
本实用新型涉及太阳能利用领域，确切地说是实体复合抛物面型低倍聚焦下的太阳能聚光器。
背景技术
复合抛物面型聚光器CPC（Welford and Winston, 1978）是一种依据边缘光线原理设计的低聚光比非成像聚光器，可将接受角范围内的入射光线按理想聚光比收集到吸收体上。尤其在低倍聚焦的情况下，CPC不需要跟踪系统，可以固定安装。实体复合抛物面型聚光器作为复合抛物面型聚光器的一种，不同于槽式的镜面反射结构，它采用折射率大于1的透明的材料制成。入射光线由于透明材料的折射作用，进入聚光器后入射角度变小，从而等效于扩大了聚光器的接收角。相关研究表明光线在实体复合抛物面型聚光器两侧曲面与空气接触时可发生全反射，从而可以避免镜面反射带来的反射损失，有利于进一步提高聚光器的光学性能。经过模拟研究，当光线入射角接近实体复合抛物面型聚光器接受角的时候，并不是所有的光线都发生全反射，主要体现在聚光器两侧表面的底部区域。并且随着光线入射角的逐渐变大，不发生全反射的区域在一定范围内逐渐变大，导致光学效率在一定范围内的下降，从而致使系统性能在整个光学接受角范围内不够稳定。
实用新型内容
为了解决聚光器接收角较小，入射光线接近接受角时光学损失明显增加，安装需要跟踪系统等问题，本实用新型提供一种新型的局部镀反射膜的实体复合抛物面型聚光器。
具体结构改进技术方案如下：
局部镀膜实体复合抛物面型聚光器包括聚光器本体，所述聚光器本体为横截面呈梯形的六面体，所述梯形的两侧腰部对应着聚光器本体的两侧面；聚光器本体的两侧面为复合抛物面，顶面和底面均为平面；聚光器本体的材料为透明材料；聚光器本体两侧的复合抛物面的下部分别镀有反射膜，且每一侧反射膜的下端边缘止于实体复合抛物面型聚光器的底面边缘处。
以聚光器本体的底面为基准，反射膜的高度为实体复合抛物面型聚光器高度的1/6～1/7。
所述反射膜材料为高反射铝或银或者其他反射材料,反射膜厚度为05毫米以下。
所述透明材料折射率大于                                               
Figure DEST_PATH_IMAGE002
小于2。
本实用新型与现有技术相比的有益技术效果体现在以下方面：
（1）采用透明材料制成实体复合抛物面型聚光器，利用折射作用，与槽型复合抛物面型聚光器相比增加了聚光器接收角，不需要跟踪，节约了大量跟踪成本；
（2）本实用新型中涉及的实体复合抛物面型聚光器未镀膜部分可发生全反射作用，与现有的槽型复合抛物面型聚光器相比大大减少了由镜面反射损失导致的光学效率下降；
（3）本实用新型中涉及的实体复合抛物面型聚光器镀膜部分可将入射角接近聚光器接收角的光线反射至聚光器底部，较非镀膜实体复合抛物面型聚光器而言在接受角范围内性能更加稳定；
（4）局部镀膜实体复合抛物面型聚光器由一定硬度透明材料所制，结构稳定，不需要支架。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为图1的局部放大图。
图3为本实用新型工作原理图。
上图中序号：聚光器本体1、反射膜2、复合抛物面3、顶面4、底面5。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。
实施例1
参见图1，局部镀膜实体复合抛物面型聚光器包括聚光器本体1，聚光器本体1为横截面呈梯形的六面体，所述梯形的两侧腰部分别对应着聚光器本体1的两侧面；聚光器本体1的两侧面为复合抛物面3，顶面4和底面5均为平面；聚光器本体1的材料为透明材料，透明材料折射率取值范围大于
Figure 910855DEST_PATH_IMAGE002
小于2。
聚光器本体1两侧的复合抛物面3的下部分别镀有反射膜2，反射膜材料为高反射铝，厚度为0.4mm。每一侧反射膜2的下端边缘止于局部镀膜实体复合抛物面型聚光器的底面边缘处，以聚光器本体1的底面5为基准，反射膜2的高度为实体复合抛物面型聚光器高度的1/7。
本实用新型的工作原理如下：如图3所示，光线经过聚光器本体1的顶面4发生折射现象，一部分照射在非镀膜的区域，由于全反射作用最终到达底面5，一部分照射在镀膜的区域，由于反射膜2的镜面反射作用同样最终到达底面5。
本实用新型利用光线经过透明材料发生折射的特点，进一步扩大了聚光器的接收角，同时利用实体复合抛物面型聚光器的全反射效应和局部镀膜的方法，在聚光器接受角以内保证了光学性能的稳定性。
实施例2
 反射膜材料为银，厚度为0.2mm，反射膜的高度为实体复合抛物面型聚光器高度的1/6。 
其它同实施例1。

Claims (4)

1.局部镀膜实体复合抛物面型聚光器，包括聚光器本体，所述聚光器本体为横截面呈梯形的六面体，所述梯形的两侧腰部对应着聚光器本体的两侧面；聚光器本体的两侧面为复合抛物面，顶面和底面均为平面；聚光器本体的材料为透明材料；其特征在于：聚光器本体两侧的复合抛物面的下部分别镀有反射膜，且每一侧反射膜的下端边缘止于实体复合抛物面型聚光器的底面边缘处。 
2.根据权利要求1所述的局部镀膜实体复合抛物面型聚光器，其特征在于：以聚光器本体的底面为基准，反射膜的高度为实体复合抛物面型聚光器高度的1/6～1/7。 
3.根据权利要求1或2所述的局部镀膜实体复合抛物面型聚光器，其特征在于：所述反射膜材料为高反射铝或银，反射膜厚度为0.5mm以下。 
4.根据权利要求1或2所述的局部镀膜实体复合抛物面型聚光器，其特征在于：所述透明材料折射率大于
Figure DEST_PATH_FDA0000437782630000011
小于2。 
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103941394A (zh) * 2014-04-18 2014-07-23 西安交通大学 一种平板接收型复合抛物面聚光器的截取方法
CN105204150A (zh) * 2014-06-17 2015-12-30 北京大学深圳研究生院 一种复合抛物面聚光器

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