專利名稱：陣列式反射鏡的高聚光太陽能系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能聚光系統(tǒng)，為一種以薄膜作為反射鏡弧面，再加二次 光學的聚光系統(tǒng)，搭配之后，整體上能將太陽光的聚焦比提高到約1500倍以上，為一種經(jīng) 濟型的太陽光系統(tǒng)設計。
背景技術：
欲取用太陽的光熱能量，一般使用太陽能系統(tǒng)來達成，首先要將廣泛的日光聚集， 這需要良好的反射鏡來執(zhí)行，一般的反射鏡在設計上主要有二種，第一是以金屬制大型的 反射鏡，但由于鏡面具有較大的直徑，又為金屬材質(zhì)，因此在制造上成本很高，組設于地面 上時架起較高，不但較重、體積大、具有較大的風阻，是主要的缺點；另外一種反射鏡，將反 射鏡以多數(shù)個長方形的反射鏡，以矩陣式排列組成整體的反射鏡，這種型式雖然解決了設 置大體積的反射鏡，但是制作鏡面所產(chǎn)生的成本仍無法有效的降低。后來又有以使用塑膠薄膜貼置于反射鏡的正表面，再于該塑膠薄膜上擠壓出反射 鏡面的弧形，但實際制作時，由于在擠壓時該材料會多方向產(chǎn)生大量的形變，因此使完美的 弧形產(chǎn)生較大的誤差，精密度不夠，品質(zhì)未臻完善，是現(xiàn)有反射鏡最常見的缺點。另外，對于太陽能系統(tǒng)中將反射鏡的光線予以聚集的方式，如美國專利第 7109461B6號及第5153780號專利里，揭示了以大反射鏡將光線集中后，于焦點附近放置多 面排成矩陣陳列的太陽板，以提供能量的收集，但這種單純的將太陽光線反射，能將廣大面 積的日光聚集起來，但聚焦比并不高，一般只能有600-500倍之間，對于昂貴的太陽能板而 言，付出的成本仍為太高；再如美國專利公開第2009/0277498A1號利用一個玻璃球放在大 反射面鏡焦點上，后方再放置角錐導光體及太陽能板，但由于玻璃球本身并無聚焦作用，而 平面角錐體聚焦比很小，故整體的聚焦比雖略有提升，但并無法大幅提升，是諸現(xiàn)有案件的 缺點因此，現(xiàn)有在反射鏡及聚光系統(tǒng)上都未有適切的整體設計，故收集太陽光熱的效 率不高，且制造成本太高，是現(xiàn)有主要的缺點。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種陣列式反射鏡的高聚光 太陽能系統(tǒng)，提高聚光效率，降低制作成本。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案是一種陣列式反射鏡的高聚光太陽能系統(tǒng)，其特征在于，至少包含有一組反射鏡，由多數(shù)個單元反射體拼排組成凹弧鏡面，且該單元反射體設有一中 空支架，且該支架在一側(cè)覆設有薄膜，該薄膜的外側(cè)形成凹弧，且在該反射鏡上諸薄膜的凹 弧構(gòu)成一整面的反射弧面，并具有共同的焦點，而在單元反射體的薄膜與中空支架間充填 有發(fā)泡材質(zhì)；一外覆殼體，完整包覆于諸單元反射體的外側(cè)后方，且在該外覆殼體的內(nèi)部充填有發(fā)泡材質(zhì)，并與諸單元反射體結(jié)合形成一體；一聚光系統(tǒng)，由多個單元體所組成，且該每一個單元體包含有一凸透鏡部及一角 錐部；數(shù)個太陽能板，分別固定于聚光系統(tǒng)的角錐部底端；一散熱系統(tǒng)，設于諸太陽能板的后方。其中在該支架的適當位置至少設有一個注口。其中該外覆殼體一側(cè)設有注口。其中該單元反射體的形狀為正方形、正六角形、正八角形的其中之一。其中該聚光系統(tǒng)由一體成型的方式設置多數(shù)個單元體。其中該多數(shù)個單元體以緊密排列構(gòu)成一聚光系統(tǒng)。其中該多數(shù)個單元體之間以同一材質(zhì)的連接盤體所聯(lián)結(jié)。其中諸單元體的凸透鏡部頂面排列為一凸出弧面。其中諸單元體的凸透鏡部頂面排列為一凹弧面。與現(xiàn)有技術相比較，采用上述技術方案的本實用新型具有的優(yōu)點在于本實用新型在太陽能系統(tǒng)中，設有一低成本、高效能的反射鏡，該反射鏡由一組以 上的陣列式排列的反射鏡所構(gòu)成，每一反射鏡又以多數(shù)個單元反射體所組成，而該單元反 射體的一側(cè)設有具凹弧的薄膜，另一側(cè)則以相對的支架予以封合，并在內(nèi)部充填有發(fā)泡材 質(zhì)；而諸單元反射體的后方又以一外覆殼體罩合，同時在該外覆殼體及單元反射體的內(nèi)部 充填發(fā)泡材質(zhì)，由于該單元反射體上的薄膜面積較小，因此在精密模具上成型時變形量小， 且成型時的精密度十分良好，為主要優(yōu)點，且由薄膜形成鏡面，而且內(nèi)部為發(fā)泡材質(zhì)，不但 造價成本降低，重量也較輕，并且可適用各種造形的太陽能反射鏡上，使用范圍更為廣泛， 為本案主要優(yōu)點。本實用新型在太陽能系統(tǒng)中，設有高聚光比的聚光系統(tǒng)，即在反射鏡前方的焦點 附近，再放置由凸透鏡部結(jié)合角錐部共同組成的聚光系統(tǒng)，能第二次的收束光線，將光的聚 焦比提高到1500倍左右，則在聚光系統(tǒng)的角錐部底部放置太陽能板，可以十分有效率的將 光能收集，轉(zhuǎn)換成其他的功(例如電能)輸出，為本實用新型的特色。由上述揭示的反射鏡及聚光系統(tǒng)的搭配，即可選用較符經(jīng)濟成本的小太陽能板， 再加上散熱系統(tǒng)，即可構(gòu)成一全方位的太陽能系統(tǒng)。
圖1是本實用新型的系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖2是本實用新型的反射鏡與聚光系統(tǒng)配置圖；圖3是本實用新型的聚光系統(tǒng)立體外觀圖；圖4是本實用新型反射鏡的單元反射體制作示意圖。附圖標記說明1反射鏡；10外覆殼體；11注口；20單元反射體；21支架；210注 口 ；22薄膜；220凹??；30聚光系統(tǒng)；31單元體；310凸透鏡部；311角錐部；312連接盤體； 40發(fā)泡材質(zhì)；50精密模具；51凸面；60太陽能板；70散熱系統(tǒng)；L光線。
具體實施方式
為使貴審查委員能清楚了解本實用新型的內(nèi)容，僅以下列說明搭配圖式，說明如后。請參看圖1、圖2所示，本實用新型至少包含有一組反射鏡1，由多數(shù)個單元反射體20拼排組成凹弧鏡面，且該單元反射體20設 有一中空支架21，在該支架21的適當位置至少設有一個注口 210，且在該支架21的一側(cè)覆 設有薄膜22，該薄膜22的外側(cè)形成凹弧220，且在該反射鏡1上諸薄膜22的凹弧220構(gòu)成 一整面的反射弧面，如圖1所示，該諸凹弧220所構(gòu)成的整面反射弧面具一焦點，能將光線 L)投射于聚光系統(tǒng)30上；而在單元反射體20的薄膜22與中空支架21間充填有發(fā)泡材質(zhì) 40。前述的多數(shù)個薄膜22的凹弧220構(gòu)成一整面的反射弧面，是確實可行的，請參看 圖4所示，預先制作一精密模具50，該精密模具50于一側(cè)形成有凸面51，且該凸面51為太 陽能反射鏡最佳聚光凹弧的相對形狀，請配合參看圖1、圖4所示，將諸單元反射體20的薄 膜22抵于該精密模具50的凸面51處，則在單元反射體20內(nèi)充填發(fā)泡材質(zhì)40，使該薄膜 22受到支架21內(nèi)部發(fā)泡材質(zhì)40膨脹的張力，推抵著薄膜22更緊密的貼緊而形成所需的反 射弧面。前述的薄膜22，是塑膠層表面鍍上銀，并在外表層覆設一層保護膜的膠膜為主體， 但這種薄膜在市面上可以直接取用，且該材料的配方并非本案的內(nèi)容，即本案可取用現(xiàn)有 的材料來完成實用新型，故關于該薄膜22的材料即不予贅述，合先陳明。一外覆殼體10，完整包覆于諸單元反射體20的外側(cè)后方，該外覆殼體10 —側(cè)設有 注口 11，且在該外覆殼體10的內(nèi)部充填有發(fā)泡材質(zhì)40，并與諸單元反射體20結(jié)合形成一體。在該反射鏡1的下方可組設有追日系統(tǒng)(圖中未示)，用以追蹤太陽的位移；但該 追日系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向設計，為另一專利案中所述，也可由現(xiàn)有組件直接放置，故本實用新型對此 不另作贅述。上述的單元反射體20并不局限于任何形狀，但為配合排列的密合性及制造的方 便性，該單元反射體20以正方形為最佳實施例，但也仍可設為六角形、四方形或其他造型 等，只要是能夠組并成一適當大小面積作為反射鏡的單元面積即可。請配合參看圖1、圖2、圖3所示，一聚光系統(tǒng)30，設于反射鏡20的弧形鏡面焦點之 前附近，該聚光系統(tǒng)30由多個單元體31所組成，且該每一個單元體31包含有一凸透鏡部 310及一角錐部311，該凸透鏡部310可以將前方區(qū)域由反射鏡20的鏡面所反射回來的光 線L全部收集，并由角錐部311導引再集中收束至底部。為使該聚光系統(tǒng)30在制造及組裝上更為方便，可由一體成型的方式設置聚光系 統(tǒng)30，即由一連接盤體312為基材，在該連接盤體312上直接成型多數(shù)個單元體31，同時在 連接盤體312 —側(cè)設有凸透鏡部310，而另一側(cè)則相對各設有角錐部311，此種一體成型的 方式，在設置上更為方便而直接。請參看圖1所示，數(shù)個太陽能板60，分別固定于聚光系統(tǒng)30的角錐部311底端，能 接收由凸透鏡部310收集，并由角錐部311聚集的光線L，以儲存廣大面積的太陽能。一散熱系統(tǒng)50，設于諸太陽能板60的后方，能有利于光與熱的儲存。本實用新型在使用時，如圖1所示，當太陽光照射時，該光線L經(jīng)反射鏡1的鏡面凹弧220反射后，即射入聚光系統(tǒng)30，由每一個獨立單元體31的凸透鏡部310將前方區(qū)域 內(nèi)的光線L收集，并由角錐部311導引再集中收束至底部的太陽能板60，使小面積的太陽能 板60接收極大面積的日光，達到高聚光比的目的，不但能收集更多的日光能源，同時能節(jié) 省很多的太陽能板60，為一種經(jīng)濟效益高，且進步性佳的新型。然而，本實用新型的聚光系統(tǒng)30，諸單元體31的凸透鏡部310頂面可排列為一凸 出弧面而置于反射鏡1焦點的前，但另一實際例使用時，可將該凸透鏡部310的頂端排列形 成一凹弧面，將其放置于反射鏡1焦點的后仍能有效聚光達到本實用新型的效果。這個聚光系統(tǒng)30搭配了反射鏡1的后將具有如下的優(yōu)點由于本案陣列式排列的反射鏡，由多數(shù)個單元反射體拼排組成凹弧鏡面，且該凹 弧由覆設的薄膜所構(gòu)成，每一個薄膜分別成型，尺寸更為精密而無變形的缺點，且在反射鏡 內(nèi)部充填有發(fā)泡材質(zhì)，故質(zhì)地較輕，制作更為簡單而且成本較低，為本案的主要特色。本案的太陽能系統(tǒng)中，于反射鏡的前方，再增設有二次聚光系統(tǒng)，使得聚光比計算 可以達到1500倍，較現(xiàn)有的600至500倍而言，整整多了三倍，因此不但使收集大陽的能 量比率更高，而且將更多的光源注入小塊的太陽能板里，使得太陽能系統(tǒng)中最昂貴的成本 (太陽能板)予以降低，能使太陽能的產(chǎn)業(yè)更提升一大步，為本實用新型的主要優(yōu)點。以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員 理解，在不脫離權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，如 附加各種現(xiàn)有既有的相關機件，或略為改變本實用新型聚光系統(tǒng)的形狀、變化反射鏡前的 薄膜材料等，但都將落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種陣列式反射鏡的高聚光太陽能系統(tǒng)，其特征在于，至少包含有一組反射鏡，由多數(shù)個單元反射體拼排組成凹弧鏡面，且該單元反射體設有一中空支 架，且該支架在一側(cè)覆設有薄膜，該薄膜的外側(cè)形成凹弧，且在該反射鏡上諸薄膜的凹弧構(gòu) 成一整面的反射弧面，并具有共同的焦點，而在單元反射體的薄膜與中空支架間充填有發(fā) 泡材質(zhì)；一外覆殼體，完整包覆于諸單元反射體的外側(cè)后方，且在該外覆殼體的內(nèi)部充填有發(fā) 泡材質(zhì)，并與諸單元反射體結(jié)合形成一體；一聚光系統(tǒng)，由多個單元體所組成，且該每一個單元體包含有一凸透鏡部及一角錐部；數(shù)個太陽能板，分別固定于聚光系統(tǒng)的角錐部底端；一散熱系統(tǒng)，設于諸太陽能板的后方。
2.根據(jù)權利要求1所述的陣列式反射鏡的高聚光太陽能系統(tǒng)，其特征在于在該支架 的適當位置至少設有一個注口。
3.根據(jù)權利要求1所述的陣列式反射鏡的高聚光太陽能系統(tǒng)，其特征在于該外覆殼 體一側(cè)設有注口。
4.根據(jù)權利要求1所述的陣列式反射鏡的高聚光太陽能系統(tǒng)，其特征在于該單元反 射體的形狀為正方形、正六角形、正八角形的其中之一。
5.根據(jù)權利要求1所述的陣列式反射鏡的高聚光太陽能系統(tǒng)，其特征在于該聚光系 統(tǒng)由一體成型的方式設置多數(shù)個單元體。
6.根據(jù)權利要求1所述的陣列式反射鏡的高聚光太陽能系統(tǒng)，其特征在于該多數(shù)個 單元體以緊密排列構(gòu)成一聚光系統(tǒng)。
7.根據(jù)權利要求1所述的陣列式反射鏡的高聚光太陽能系統(tǒng)，其特征在于該多數(shù)個 單元體之間以同一材質(zhì)的連接盤體所聯(lián)結(jié)。
8.根據(jù)權利要求1所述的陣列式反射鏡的高聚光太陽能系統(tǒng)，其特征在于諸單元體 的凸透鏡部頂面排列為一凸出弧面。
9.根據(jù)權利要求1所述的陣列式反射鏡的高聚光太陽能系統(tǒng)，其特征在于諸單元體 的凸透鏡部頂面排列為一凹弧面。
專利摘要本實用新型是一種陣列式反射鏡的高聚光太陽能系統(tǒng)，至少設一陣列式反射鏡、一聚光系統(tǒng)、數(shù)片太陽能板及散熱系統(tǒng)所組成；且該反射鏡的鏡面以多數(shù)個具塑膠薄膜的單元反射體所組成，并由一外覆殼體所包覆，而內(nèi)部充填發(fā)泡材質(zhì)；又在反射鏡的前方，設有由多個單元體所組成的聚光系統(tǒng)，每一個單元體又包含有一凸透鏡部及一角錐部；則由反射鏡集中的光線，經(jīng)聚光系統(tǒng)的二次聚焦，可將太陽光的聚焦比提高到約1500倍以上，但成本卻相對低廉。
文檔編號G02B7/182GK201781435SQ20102026391
公開日2011年3月30日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權日2010年7月16日
發(fā)明者劉克迅, 謝世豪 申請人:茂杰光電有限公司