Зеркальный концентратор солнечных лучей Советский патент 1985 года по МПК G02B5/09 

Изобретение относится к оптическ устройствам,.предназначенным для концентрации солнечного излучения в линейном фокусе. Известен солнечньш концентратор, выполненный на основе отражателей, образующих-поверхность Френеля у Однако данный концентратор имеет небольшую апертуру относительно фо кусного расстояния отражателя, Известен зеркальный концентратор солнечных лучей, содержащий плоское основание и ряд отражающих плоских элементов, каждый из которых расположен под соответствующим углом |i к основанию 2J , Недостатком известного устройства является то, что при увеличении его апертуры часть лучей, отразившихся от плоских элементов, блокиру етсявертикальными гранями соседних ступенек плоских элементов, что сни жает эффективность конп ентрации лучей в фокусе устройства. Целью изобретения является тговышение эффективности концентрации. Указанная цель достигается тем, что в зеркальном концентраторе солнечных лучей, содержащем плоское ос нование и ряд отражающих плоских . элементов, каждый из которых распол жен под соответствующим углом к плоскому основанию, плоское основание расположено под углом Q , большим 0 , но меньшим 90, к нормали к направлению излучения, а уплы В и выбираются из соотношений ft tf-ci , где. od - угол между плоским отражающим элементом и нормалью к направлению излучения. Кроме того, угол наклона плоског основания Cf больше или равен полови не угла | , образованного прямыми, соединяющими фокус концентратора и крайние точки основания. На фиг.1 представлен вертикальны разрез, концентратор; на фиг.2 - схе ма, определяющая геометрические параметры устройства; на фиг.З - вариант устройства с внутренними отрйжающими элементами , на фиг.4 пример исполнения зеркального концентратора. Устройство содержит плоское осно вание 1 и расположенные на нем плос кие отражающие зленгиты 2, выполненные в виде ступенек с перпендику лярной к основанию гранью 3. Ппоские отражающие элементы наклонены по от-ношению к основанию на угол , а по отношению к перпендикулярук излучению - на угол о( . Плоское основание наклонено по отношению к перпендикуляру к излучению под углом , Устройство работает следующим образом. Солнечные лучи попадают на плоские элеме нты 2, и поскольку каждый из них наклонен под соответствующим углом Л к основанию, отражаются в общий линейный фокус 4. Благодаря наклону плоского основания и приведенных соотношений углом оС, f, , падающие на концентратор лучи не блокируются гранями 3 элементов 2. и .все собираются в общем фокусе. Кроме того, такой наклон уменьшает среднее расстояние от отражающих элементов 2 до фокуса 4, в результате чего в даннйм устройстве обеспечива-|ется меньшая расфокусировка отраженных лучей. Солнечный концентрафор может быть выполнен и с внутренней отражающей поверхностью (фиг.З, В этом случае плоские отражающие поверхности 2 образованы на нижней стороне прозрачного полимерного диета 5 с помощью отражающего покрытия 6, Полученная таким образом отражающая панель 7 укрепляется на шгоском основании 1. При такой, конструкции концентратора отражающие плоские элементы 2 защищены от воздействия окружающей среды. В собранном виде концентратор представляет собой жесткую опорную конструкцию 8 -образ-ной формы, на которой расположены плоские отражающие элементы 2 (фиг.4). В линейном фокусе 4 Располагаются фотоприемники. Угол Jj , образованный прямыми, соединяющими фокус концентратора и крайние точки основания, выбирается в зависимости от типа фотоприемника (фиг.2}. Если этот угол определен, то минимальный угол наклона основания ( , при котором не происходит блокировка излучения ступеньками отражателей, равен (р J /2. Требуемая длина основания PL вычисляется по формуле sjny

где FD - расстояние от фокуса до;ниж ней точки основания.

Эффективная апертура всего зеркального концентратора солнечных лучей равна ЕА PL-cbsCf.

. Предлагаемое устройство по сравнению с концентраторами с горизонтальным расположением основания при одинаковых апертуре и фокусном расстоянии позволяет повысить эффективность концентрации приблизительно на 9%.

1. ЗЕРКАЛЬНЫЙ КОНЦЕНТРАТОР СОЛНЕЧНЫХ ЛУЧЕЙ, содержащий плоское основание и ряд отража1ощих плоских элементов, каждый из которых расположен под соответствующим углом к плоскому основанию, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности концентрации, плоское основание расположено под углом Cj , большим о, но меньшим 90 , к нормали к направлению излучения, а углы В и (|| выбираются из соотношений /I Cf -oi. 0° f}/Cf, где 0 - угол между плоским отражающим элементом и нормалью к направлению излучения. 2. Концентратор по п. 1, отi личающийся тем, что угол наклона плоского основания Cf больше СО или равен половине угла у , образованного прямыми, соединяющими фокус концентратора и крайние точки основания .

Ui, I