专利名称：太阳集热器及其聚光单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能集热器及其聚光单元，且特别涉及一种太阳集热器及 其聚光单元。
背景技术：
太阳集热器主要包括一线性菲涅尔反射器(Linear FresnelReflector, LFR)系统 及一接收器，该线性菲涅尔反射器系统包括一线性反射器场，该线性反射器场由多个并排 平行设置的反射器组成，同时这些反射器可通过一跟踪装置驱动以跟踪太阳的运动。这些 反射器反射的太阳光被集中射向设置于这些反射器上方的接收器内，通过该接收器将太阳 能转换为热能。通常一个接收器可设置在多个反射器之间，以便接收该多个反射器反射的 太阳光。此相关的现有技术可参阅公开号为W02009/023063的PCT专利申请，该专利申请 所揭示的太阳集热器的吸收器在中间设有多个与反射器的反射镜平行的吸热管，而在该吸 收器的侧面设置反射元件，如此一部分经反射器反射的太阳光会经过该反射元件反射后再 照射至吸热管上，此种结构的不足之处是因吸热管贯穿整个接收器，部分吸热管可能因为 受辐射集中而令其内部的热传输流体加热充分，从而能够吸收最大容量的热能，而处于边 缘的吸热管因受辐射较少而令其内的热传输流体加热不充分，从而未能充分利用热传输流 体的吸热性能，从而不利于提高吸热效率。再者，由于部分吸热管受辐射集中，温度较高，相 应的热变形较大，而边缘的吸热管则变形较小，如此需在系统设计时考虑此种状况而做相 应的处理，从而增加系统设计的复杂度，特别是如果吸热管较长时，此种热变形不均的情况 将更加严重，另外，目前太阳能集热器的反射镜大多采用弧状反射镜，造价较高，不利于降 低成本。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种成本低且有利于提高吸热效率的集热器及其聚 光单元，解决现有技术中存在的聚光单元费用过高的问题。为了实现上述目的，本实用新型提供了一种太阳集热器的聚光单元，所述聚光单 元由五个平面镜组成，五个所述平面镜并列排开，且五个所述平面镜的中心点位于同一直 线上，五个所述平面镜均和旋转装置相连。为了实现上述目的，本实用新型还提供一种太阳集热器，包括接收器与聚光模块， 其中所述该聚光模块用以将太阳光反射至所述接收器，而该接收器通过支架设于聚光模块 的上方，所述聚光模块包括多个聚光单元，所述聚光单元由五个平面镜组成，五个所述平面 镜并列排开，且五个所述平面镜的中心点位于同一直线上，五个所述平面镜均和旋转装置 相连。可选的，所述接收器分为数段，每段之间通过一传输管连接，且所述接收器的每段 均包括一系列相互平行延伸的吸热管，所述吸热管的两端均与该段接收器两端的传输管连 接。[0007]可选的，所述吸热管表面依次镀有半导体吸收层与氧化物保护层。可选的，每段所述接收器的一系列相互平行延伸的所述吸热管共同形成一腔体， 并且所述腔体面对聚光模块的一端设有一开口，从聚光模块聚焦的太阳光从开口进入腔 体，并在腔体内多次反射并被吸收。可选的，所述接收器的腔体呈拱形或马蹄形结构。可选的，每段所述接收器两端设有固定法兰，固定法兰之间设有分流槽，该分流槽 一端与传输管连接，而另一端与所有吸热管端口连接。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点本实用新 型太阳集热器及其聚光单元可克服现有接收器吸热管中热传输流体受热不均的缺陷，从而 更利于提高吸热效率，同时也可克服吸热管受热变形不均的缺陷；利用多个平面镜组成圆 弧状的聚光面，达到聚光效果的同事，降低了成本。
图1为本实用新型太阳集热器及其聚光单元的聚光单元结构示意图。图2为本实用新型太阳集热器及其聚光单元的集热器结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做详细的说明。首先，请参考图1，图1为本实用新型太阳集热器及其聚光单元的聚光单元结构示 意图，所述聚光单元由五个平面镜20、11、12、13、15组成，五个所述平面镜并列排开，且五 个所述平面镜的中心点位于同一直线上，五个所述平面镜均和旋转装置相连。图1中可以 看到，五个平面镜的中心点A、B、C、D、E位于同一直线上，太阳平行光10射到五个平面镜上 被反射至集热器14。由于使用平面镜的成本远低于圆弧状的聚光镜，因此，该结构在保证聚 光效果的前提下，大大降低了成本。接着，请参考图2，图2为本实用新型太阳集热器及其聚光单元的集热器结构示意 图，该太阳集热器包括聚光模块100与接收器20。聚光模块100用支架20支撑，其中所述 该聚光模块100用以将太阳光反射至所述接收器20，而该接收器20通过支架设于聚光模 块100的上方，所述聚光模块100包括多个聚光单元，每个所述聚光单元均由多个平面镜组 成，所述聚光单元由五个平面镜组成，五个所述平面镜并列排开，且五个所述平面镜的中心 点位于同一直线上，五个所述平面镜均和旋转装置相连。此太阳跟踪结构在现有技术中多 有描述，此处不再详细说明。所述接收器20分为数段，每段之间通过一传输管连接，且所述接收器20的每段均 包括一系列相互平行延伸的吸热管，所述吸热管的两端均与该段接收器20两端的传输管 连接。所述吸热管表面依次镀有半导体吸收层与氧化物保护层。每段所述接收器20的一系 列相互平行延伸的所述吸热管共同形成一腔体，并且所述腔体面对聚光模块100的一端设 有一开口，从聚光模块100聚焦的太阳光从开口进入腔体，并在腔体内多次反射并被吸收。 所述接收器20的腔体呈拱形或马蹄形结构。每段所述接收器20两端设有固定法兰，固定 法兰之间设有分流槽，该分流槽一端与传输管连接，而另一端与所有吸热管端口连接。由于达45%的太阳辐射能量主要集中于波长为(0. 3-0. 7 μ m)的可见光的光谱范围内，因此可以在吸热管表面依次涂覆有半导体涂层与氧化物保护层，该半导体涂层是作 为选择性吸收涂层，在太阳能利用领域，理想的选择性吸收材料是对太阳光的可见光部分 完全吸收，即对可见光波段的光线吸收率高，而对红外波段具有很高的反射率，同时也利用 基底金属材料(金属吸热管)的低红外发射率而提高整个吸热管的红外反射率，即尽可能 降低红外区域的发射率，以减小接收器的黑体辐射。由于半导体材料中存在禁带宽度Eg， 它只能吸收能量大于Eg的波长，所以存在一个截止波长XcUc(Pm) = 1.24/Eg(eV)), 即只有波长λ < Xc的可见、紫外光等，才能使半导体中电子发生跃迁进入导带，引起电子 与晶格中质点碰撞，将光能转化为热能；而对于波长λ > λ c的红外光因为能量低不被吸 收而透过此半导体涂层，并利用金属吸热管(通常为铜或铁)的高反射特性反射出来，从而 构成了半导体涂层的光谱选择性吸收作用。通常Ge、Si、GaAs的禁带宽度在室温下分别为 0. 66eV、l. UeV、1.42eV，即其对应的截止波长λ c ( μ m)相应为1. 88,1. 11、0. 87，因此波长 为(0.3-0.7μπι)的可见光均可很好的被上述半导体材料的涂层吸收。而该氧化物保护层主要是消光系数很小的电介质，如Al2O3，SiO2等，厚度通常是四 分之一可见光波长范围内，可以起到增透可见光的作用，同时该氧化物保护层具有较强的 抗腐蚀能力和热稳定性，从而也可保护半导体涂层与金属吸热管，防止氧化及腐蚀。与现有技术相比较，本实用新型通过将接收器分为数段，每段之间通过一传输管 连接，而接收器的每段均包括一系列相互平行延伸的吸热管，这些吸热管的两端均与该段 接收器两端的传输管连接，通过如此设置，从每段接收器的吸热管流出的热传输流体流入 传输管中进行混合，交换热量，之后再流入下一段接收器中吸收热量，如此可以充分利用热 交换流体的吸热性能，并克服现有接收器吸热管中热传输流体受热不均的缺陷，从而更利 于提高吸热与传热效率，同时也可克服吸热管受热变形不均的缺陷。同时将透明盖体与密 封盖体之间设为真空，从而可以有效的减少对流热损失，提高接收器的吸热效率，并且通过 在吸热管表面设置半导体涂层与氧化物保护层，可也以更好的吸收太阳光，并且不对外辐 射红外光，从而令该接收器腔体的热平衡温度较小，以降低接收器的黑体辐射及提高提高 光能-热能转换效率，同时利用氧化物保护层可以令半导体涂层与金属吸热管与空气隔 离，从而避免半导体涂层与金属吸热管氧化，从而增加接收器的使用寿命。虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本 领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用 新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求1.一种太阳集热器的聚光单元，其特征在于所述聚光单元由五个平面镜组成，五个 所述平面镜并列排开，且五个所述平面镜的中心点位于同一直线上，五个所述平面镜均和 旋转装置相连。
2.一种太阳集热器，包括接收器与聚光模块，其中所述该聚光模块用以将太阳光反射 至所述接收器，而该接收器通过支架设于聚光模块的上方，所述聚光模块包括多个聚光单 元，其特征在于所述聚光单元由五个平面镜组成，五个所述平面镜并列排开，且五个所述 平面镜的中心点位于同一直线上，五个所述平面镜均和旋转装置相连。
3.如权利要求2所述的太阳集热器，其特征在于所述接收器分为数段，每段之间通过 一传输管连接，且所述接收器的每段均包括一系列相互平行延伸的吸热管，所述吸热管的 两端均与该段接收器两端的传输管连接。
4.如权利要求3所述的太阳集热器，其特征在于所述吸热管表面依次镀有半导体吸 收层与氧化物保护层。
5.如权利要求3所述的太阳集热器，其特征在于每段所述接收器的一系列相互平行 延伸的所述吸热管共同形成一腔体，并且所述腔体面对聚光模块的一端设有一开口，从聚 光模块聚焦的太阳光从开口进入腔体，并在腔体内多次反射并被吸收。
6.如权利要求2所述的太阳集热器，其特征在于所述接收器的腔体呈拱形或马蹄形 结构。
7.如权利要求2所述的太阳集热器，其特征在于每段所述接收器两端设有固定法兰， 固定法兰之间设有分流槽，该分流槽一端与传输管连接，而另一端与所有吸热管端口连接。
专利摘要本实用新型提供一种太阳集热器及其聚光单元，太阳集热器包括接收器与聚光模块，其中所述该聚光模块用以将太阳光反射至所述接收器，而该接收器通过支架设于聚光模块的上方，所述聚光模块包括多个聚光单元，其特征在于所述聚光单元由五个平面镜组成，五个所述平面镜并列排开，且五个所述平面镜的中心点位于同一直线上，五个所述平面镜均和旋转装置相连。本实用新型太阳集热器及其聚光单元使用平面镜作为聚光模块，节约了成本；本实用新型能够克服现有接收器吸热管中热传输流体受热不均的缺陷，从而更利于提高吸热效率。
文档编号F24J2/46GK201828705SQ20102057802
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者任松林, 项晓东 申请人:益科博能源科技(上海)有限公司