一种太阳能聚光器的制作方法

本文描述的创新涉及可用于对辐射传输进行整形的装置，并且特别涉及一种可作为电磁辐射接收器和/或发射器操作的装置，例如可作为收集太阳能的聚光器操作的装置。

背景技术：

1、太阳能集热器可以利用反射表面作为集热器的一部分以将太阳光线集中到目标上。然而，现有的抛物面或其它碟形太阳能集热器，以及用于其它形式的电磁辐射收集、接收或传输的类似碟形结构，可以具有深度与其宽度基本相同的形状因数。这会带来许多问题，因为这些碟形结构通常以高仰角安装在专用塔上。因为这些结构的空气动力学轮廓可能使其暴露于高阻力，所以对这些碟形聚集、接收和/或传输结构以及支撑它们的结构的布置和设计存在显著的限制。

技术实现思路

1、在一个广泛的方面，提供了一种太阳能集热器，包括主反射器，所述主反射器包括关于所述太阳能集热器的中心轴线对称的凹锥面并且被配置为通过关于所述中心轴线旋转对称的环形区域基本上重定向所有平行于所述中心轴线的入射日光，以及次级反射器，被配置为将从第一主反射器重定向的所有平行入射日光基本上重定向到靠近所述主反射器的顶点的集热器区域。

2、所述环形区域可以是凹形或凸形之一。所述环形区域可以是抛物线、圆形、圆柱形或斜锥形中的一种。

3、所述次级反射器可以包括面朝所述主反射器的旋转对称凹形反射表面，所述反射表面在形状上与面朝所述主反射器的环形区域的边界基本相同。所述次级反射器可以包括面朝所述主反射器的旋转对称凸形反射表面，所述反射表面在形状上与面朝所述主反射器的环形区域的边界基本相同。

4、所述次级反射器可位于所述主反射器的径向外侧。所述次级反射器可以由在所述次级反射器和所述主反射器之间延伸的多个支撑部件支撑，所述多个支撑部件中的至少一些相互间隔开以使得空气从其间流动。

5、所述环形区域的半径可以显著大于所述环形区域的厚度，或者大于所述环形区域厚度的4倍。

6、从所述次级反射器重定向到所述集热器区域的所述平行入射日光可以基本上平行于正交于所述太阳能集热器中心轴线的平面。从所述次级反射器重定向到所述集热器区域的所述平行入射日光可以以平行于或稍微向下朝向所述主反射器的角度重定向

7、所述太阳能集热器还可以包括定位在靠近所述主反射器顶点的集热器区域内的热机。所述热机可包括蒸发器区域，并且从所述次级反射器重定向的相当大百分比所述平行入射日光可入射到所述热机的蒸发器区域上。

8、所述太阳能集热器可以包括布置在所述主反射器与所述凹锥面相对一侧上的空气动力学整流罩。所述主反射器和空气动力学整流罩可以限定空气动力学稳定结构。

9、所述太阳能集热器还可以包括配置为能够调节所述主反射器仰角的仰角轴支架。所述太阳能集热器还可以包括方位电机，该方位电机被配置成能够调节所述主反射器的旋转位置。所述太阳能集热器可以由地面安装支架支撑，并且其中所述太阳能集热器还包括径向延伸的整流罩支撑轨道，当调节所述主反射器的仰角时，所述地面安装支架可以沿着该轨道平移。

10、在另一个广泛的方面，提供了一种反射聚光器，包括具有旋转对称的凹锥形反射表面的主反射器，所述凹锥形反射表面的每个径向部分包括具有第一焦距和所述主反射器径向外侧的焦点的离轴抛物线部分；以及次级反射器，该次级反射器包括旋转对称的反射表面，至少部分地位于所述主反射器的径向外侧。

11、所述次级反射器可包括面朝所述主反射器的凹面。所述反射聚光器可包括面朝所述主反射器的凸面。所述次级反射器可包括再准直结构，被配置为将所述主反射器反射的光重定向回位于所述主反射器中心附近的目标。

12、在另一个广泛的方面，提供了一种与辐射传输整形组件一起使用的跟踪器，包括第一圆柱形基部；第二圆柱形基部，与所述第一圆柱形基部轴向对齐；第一旋转轴承，设置在所述第一圆柱形基部和第二圆柱形基部之间；圆柱形中间部分，具有彼此成一定角度的第一端和第二端；第二旋转轴承，设置在所述第二圆柱形基部和所述第一圆柱形中间部分之间，所述第二旋转轴承设置成相对于所述第一旋转轴承成固定的第一角度；圆柱形支撑部分，具有用于支撑辐射传输整形组件的远端；以及第三旋转轴承，设置在所述圆柱形中间部分和所述圆柱形支撑部分之间，所述第三旋转轴承设置成相对于所述第二旋转轴承成固定的第二角度。

13、所述第一旋转轴承可使得所述第二圆柱形基部相对于所述第一圆柱形基部旋转，同时保持与所述第一圆柱形基部轴向对齐。所述第一圆柱形基部可具有第一端和第二端，平行于与所述第一圆柱形基部中心轴线正交的平面。所述第二圆柱形基部可具有第一端和第二端，所述第一端邻近所述第一旋转轴承并平行于与所述第一圆柱形基部中心轴线正交的平面，所述第二端邻近所述第二旋转轴承并与正交于所述第一圆柱形基部中心轴线的平面以一定角度倾斜。

14、所述第一旋转轴承的旋转可以调节太阳能跟踪器的方位角，而无需调节所述辐射传输整形组件的仰角。所述第二和第三旋转轴承的旋转可以改变所述第三旋转轴承的平面和所述第一旋转轴承的平面之间的角度。所述第二和第三旋转轴承的旋转可以改变所述辐射传输整形组件的远端的仰角。所述跟踪器的横截面直径可以与em收发器的大直径基本相同，其中所述跟踪器用作住宅结构的墙，所述em收发器用作屋顶。

技术特征：

1.一种太阳能集热器，包括：

2.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其中所述环形区域是凹形或凸形之一。

3.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其中所述环形区域是抛物线形、圆形、圆柱形或斜锥形中的一种。

4.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其中所述次级反射器包括面朝所述主反射器的旋转对称凹形反射表面，所述凹形反射表面在形状上与面朝所述主反射器的所述环形区域的边界基本相同。

5.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其中所述次级反射器包括面朝所述主反射器的旋转对称凸形反射表面，所述凸形反射表面在形状上与面朝所述主反射器的所述环形区域的边界基本相同。

6.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其中所述次级反射器位于所述主反射器的径向外侧。

7.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其中所述次级反射器由在所述次级反射器和所述主反射器之间延伸的多个支撑部件支撑，所述多个支撑部件中的至少一些彼此间隔开以允许其间的气流。

8.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其中所述环形区域的半径显著大于所述环形区域的厚度，或者其中所述环形区域的半径大于所述环形区域厚度的4倍。

9.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其中从所述次级反射器重定向到所述集热器区域的平行入射日光基本上平行于正交于所述太阳能集热器的中心轴线的平面。

10.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其中从所述次级反射器重定向到所述集热器区域的平行入射日光以平行于所述主反射器或略微向下朝向所述主反射器的角度被重定向。

11.根据权利要求1所述的太阳能集热器，还包括定位在靠近所述主反射器的顶点的所述集热器区域内的热机。

12.根据权利要求11所述的太阳能集热器，其中所述热机包括蒸发器区域，并且其中相当大百分比从所述次级反射器重定向的平行入射日光入射到所述热机的蒸发器区域上。

13.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其中所述太阳能集热器包括设置在所述主反射器的与所述凹锥面相对的一侧上的空气动力学整流罩。

14.根据权利要求13所述的太阳能集热器，其中所述主反射器和空气动力学整流罩限定空气动力学稳定结构。

15.根据权利要求14所述的太阳能集热器，还包括配置为能够调节所述主反射器的仰角的仰角轴支架。

16.根据权利要求14所述的太阳能集热器，还包括配置为能够调节所述主反射器的旋转位置的方位电机。

17.根据权利要求14所述的太阳能集热器，其中所述太阳能集热器由地面安装支架支撑，并且其中所述太阳能集热器还包括径向延伸的整流罩支撑轨道，当调节所述主反射器的仰角时，所述地面安装支架可以沿着所述轨道平移。

18.一种反射聚光器，包括：

19.根据权利要求18所述的反射聚光器，其中所述次级反射器包括面朝所述主反射器的凹形表面。

20.根据权利要求18所述的反射聚光器，其中所述次级反射器包括面朝所述主反射器的凸形表面。

21.根据权利要求18所述的反射聚光器，其中所述次级反射器包括再准直结构，所述再准直结构被配置为将由所述主反射器反射的光重定向回位于所述主反射器的中心附近的目标。

22.一种与辐射传输整形组件一起使用的跟踪器，包括：

23.根据权利要求22所述的太阳能跟踪器，其中所述第一旋转轴承允许所述第二圆柱形基部相对于所述第一圆柱形基部旋转，同时保持与所述第一圆柱形基部轴向对齐。

24.根据权利要求22所述的太阳能跟踪器，其中所述第一圆柱形基部具有平行于与所述第一圆柱形基部中心轴线正交的平面的第一端和第二端。

25.根据权利要求22所述的太阳能跟踪器，其中所述第二圆柱形基部具有邻近所述第一旋转轴承并平行于与所述第一圆柱形基部中心轴线正交的平面的第一端，以及邻近所述第二旋转轴承并且与正交于所述第一圆柱形基部中心轴线的平面成一定角度倾斜的第二端。

26.根据权利要求22所述的跟踪器，其中所述第一旋转轴承的旋转调节所述太阳能跟踪器的方位角而不调节所述辐射传输整形组件的仰角。

27.根据权利要求22所述的跟踪器，其中所述第二和第三旋转轴承的旋转改变所述第三旋转轴承的平面和所述第一旋转轴承的平面之间的角度。

28.根据权利要求22所述的跟踪器，其中所述第二和第三旋转轴承的旋转改变所述辐射传输整形组件的远端的仰角。

29.根据权利要求22所述的跟踪器，其中所述跟踪器的横截面直径基本上与em收发器的大直径相同，所述跟踪器充当住宅结构的墙，所述em收发器充当屋顶。

技术总结
本发明公开了一种反射聚光器，可以包括主反射器和位于所述主反射器径向外侧的次级反射器。所述主反射器可以是旋转对称的凸锥形，其径向部分可以包括焦点在所述主反射器径向外侧的离轴抛物面反射器。所述次级反射器可以位于所述主反射器的径向外侧，并且可以包括围绕所述主反射器的环形空间的旋转对称部分。在一些实施方案中，所述次级反射器可以是凸面的或凹面的。通常与所述主反射器的旋转对称轴线对齐的入射日光可以被所述主反射器、所述次级反射器反射并返回到所述主反射器的中心顶点附近的点。所述反射聚光器可以是空气动力学稳定的，并且可以在其后侧包括空气动力学整流罩以进一步提高结构的空气动力学稳定性。

技术研发人员：M·C·米勒
受保护的技术使用者：纳提福斯有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11