太阳能高温二次组合聚焦与能量转移传输系统技术方案

一种太阳能高温二次组合聚焦与能量转移传输系统，属于新能源技术领域，直接开发利用太阳光能的技术方案。本实用新型专利技术包括透镜折射聚焦和旋转抛物面反射镜反射聚焦组成形成的平行定向能量光柱的二次组合聚焦光学系统和用双层真空镀银镀铝玻璃管道组成的能量转移传输光学系统两个部分，利用太阳能光波的电磁波传播能量的特性分时区布置组合聚焦光学系统和能量传输光学系统，组成太阳能传输能量的双层真空镀银镀铝玻璃管道网，形成高温热电实用能源，对城镇居民可以冬季供暖，夏季降温，通入民居进行采光、灶用等多种用途。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术方案属于能源领域中可再生能源开发应用太阳能技术，涉及应用几何光学和物理光学对阳光处理技术的指导和应用。
技术介绍
现在成型的太阳能利用装置和设施，存在设计粗放，工艺单一，效率低下等特点。例如1、多采用单一平面反射聚焦，(I)光线入射和反射两次通过镜面其损耗为透光率的两倍，(2)定日镜点阵排列平面中有60-70%为非全息反射，存在固定能量损耗，(3)光线传射在空气中，存在气体热分子辐射损耗，阻尼损耗约为20-30%，不能消除阳光在空气中分子团的传导热损耗和对流损耗，这三种损耗是成败与否的决定性关键损耗，例如2、聚焦光学系统与能量热交换器距离太近，限制和制约着广泛使用太阳能源应用的方便性，以上种种都限制太阳能作为产业生产的大型实用能源进行应用。而在现时企业用电的科学性，经济性也存着不可克服技术偏见和误区，例如城市的夜间照明，冬季供暖、电光、电热逆转使用，夏季城市热岛效应等都耗费着巨量的电能，并见附图4能源形成与使用流程对比图。
技术实现思路
为了解决太阳能高温热电巨型实用能源与多种太阳能实用能源的产业应用问题，就是解决太阳能高温度大功率，太阳能连续使用克服断续性两个问题。本技术技术方案包括透镜折射聚焦和旋转抛物面反射镜反射聚焦组成形成的平行定向能量光柱的二次组合聚焦光学系统和用双层真空镀银镀铝玻璃管道组成的能量转移传输光学系统两个部分。形成平行定向能量光柱的透镜和旋转抛物面反射镜组成的组合聚焦光学系统，D为直径大于3m的光学玻璃球面和非球面透镜或者塑壳、玻壳充水球面和非球面透镜、以及菲湟尔透镜，P为旋转抛物面反射镜，这两者的焦点重合为F，O为抛物面反射镜P的顶点，光线由透镜D聚焦于F，经F直射在旋转抛物面反射镜P，由旋转抛物面P反射成平行定向能量光柱至锅炉B处，DF为透镜D到焦点F的焦距DF的中轴光路，F到抛物面反射镜P的顶点O为抛物面反射镜P的焦距，透镜D和抛物面反射镜P分别精密固定于由复合材料制成的筒状的容器仓E的顶部和底部0，其距离DO = DF+F0为透镜D的焦距DF和抛物面反射镜P的焦距FO之和并带有距离微调螺丝，以控制温差变化而引起的距离误差，DF为聚能单元，其透镜D的平面中垂线自始至终动态指向太阳，应用N-S支柱上的轴承座b-b1;固定同轴心同焦点的透镜D和以F为焦点的旋转抛物面反射镜复合材料制成筒状容器仓的中箍m, b处轴承为向心推力轴承，h1处轴承为一般单列向心轴承，内虚线S8为以F为焦点，以O为顶点的旋转抛物面反射镜P，并和反射光出口的光椎L连接并吻合，使由透镜D处，聚焦阳光于F，再经过同焦点F抛物面反射镜P的反射，光椎L作辅助光学处理，由固定在N柱上的筒状滑道S5射出至锅炉B，连接b-h轴心线和DO相交于C，CO为容器仓旋转半径，S7为此圆弧状齿条轨道，g为扭簧钟控齿箱G. b的引出动力齿轮和S7齿条轨道啮合于O点，由O点至S6的固定架或容器仓，与齿条S7等高，由金属组成，并固定轨道齿条S7与旋转抛物面S8形成滑面，使固定跟踪日光运转时，其透镜D焦点和抛物面反射镜P焦点始终重合于F，b3、b2为N柱和S柱的平衡铰接结构，S4为螺丝S1的滑道，S2为N柱地脚固定螺丝，S3为升降调节螺丝，S4为升机调节丝杠，在固定架容器仓E结构中，抛物面反射镜P和P下滑道S6呈抛物面状，两个焦点的与透镜D的焦点，皆重合于F，当固定架容器仓动态跟踪日光运动时，抛物面反射镜P和滑轨S6,作反向滑动。由双层真空镀银镀铝玻璃管道组成的能量转移传输光学系统，输光能管道由同心圆形内管道和外管道组成，夹层和内管道皆为真空，其管网分为支管和由支管汇聚的主管组成，其形状成为树状。技术效果1、利用太阳能，形成高温热电巨型实用能源，经过组合聚焦光学系统的多次聚焦作用，在半径为5km的范围内的阳光作用于锅炉B，其温度在春、夏、秋三季不低于1300°C，冬季温度在800°C —1000 °C左右，功率不低于20万KW，不光可作为热电能源，也可以用作其他多种能源使用。2、利用太阳能光波的电磁波传播能量的特性分时区布置组合聚焦光学系统和能量传输光学系统，各时区互相支持和传输能量至各热电厂，打破太阳能因地球自转形成的阳光断续性，组成太阳能传输能量的双层真空镀银镀铝玻璃管道网，夜间、阴天可以利用其它时区传输太阳能，形成太阳能的产业化生产和应用。3、利用二次组合聚焦光学系统的聚能性和覆盖性、能源的传输性，对城镇居民可以冬季供暖，夏季降温，消除城市夏季热岛效应，使输光管道代替供电设施，通入民居进行采光、灶用等能量，进行光通信，消除电光、电热的逆转损耗，大幅度节约能量。附图说明图1是原理示意图，图2是导光管道截面图，图3是构造示意图，图4是能源生成和运用流程对比图。D为塑壳充水球面透镜，光学玻璃球面透镜，非球面透镜和菲湟尔透镜，B为机组锅炉或其他热负截，1.为太阳光自然光线和调节运动和平衡趋向，2.为定向平行能量光柱，3.往复滑动趋向，4.为复合材料制成固定架和容器结构，5.金属制造滑体及固定架容器，6.金属带轴中箍，b为推力向心轴承及轴承座，Id1为单列向心轴承及轴承座,7.为齿条轨道,8.为动力齿轮,9.内虚线圆表示抛物面反射镜界面，O为抛物面顶点，F为焦点，L为反射出口光椎，S3为升降制动螺栓，S9为升降调节丝杠，b2、b3为平衡铰链，S4-S1为螺栓固定滑道，S2为地脚螺栓，S、N为升降柱，Gb为钟控发条齿轮箱，10. PL双弧同心滑轨，F1, F2为S5方箍固定点，11.化石能源流程走向，12.太阳能现有技术生成能源流程走向，13.太阳能申请技术生成能源流程走向。具体实施方式太阳能作为核放射能，经1. 5亿公里的长距离和半径为1. 5亿公里的大球面的放射光线球面辐射光线耗散，到地球上的阳光能量密度为1000W/m2，要在产业中形成应用必须高温度和大功率，要使耗散运动的阳光能得到应用，必须反向思维，只有改变阳光光线方向，进行大面积，长距离的持续作用，才有可能达到聚能目的。光学理论，原理定律和光学元件仪器，各有千秋，改变光线方向只有反射和折射，采用折射和反射聚焦组合，两者皆取其优，用球面透镜聚焦和抛物面反射镜组合，形成结构严紧不漏光，反射出平行方向强的光线。球面透镜聚焦，在焦点可获得能流密度很高的太阳实象，两者焦点在F重合，即可生成平行定向能量光柱。根据用旋转抛物面反射镜制成的军用防空探照灯的作用在2万米以上的例子，可以使组合聚焦中的抛物面反射镜远距离传输能量，形成远距离传送的平行定向能量光柱，并能使转移传输光线能量的效率提高80-50% (见中国科学技大学出版社09年版由胡玉禧编的中科院指定考研参考书，应用光学200页第30行)。对于地球因自转而形成背对太阳的阳光断续性，解决途径有三1、同步卫星反射太阳能。2、利用阳光电磁波特征，每秒30万公里的速度传导输送。3、对原子核反应进行光控，取得光能。I和3的技术难度和耗费的人力物力资源很难很大。两害相衡取其轻，两利相衡取其重，采用第二种方法，可以发挥我国地缘地域的地理技术优势和社会制度优势等各种优势，又可交插使用，扩散效能，利用大面积沙漠来进行大面积聚集，长距离输送，形成树状网络，在聚焦中传输，在传输中聚焦，对生态环境资源充分利用，利用聚能系统和传输系统的各种性质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能高温二次组合聚焦与能量转移传输系统，其特征在于：形成平行定向能量光柱的透镜和旋转抛物面反射镜组成的组合聚焦光学系统，D为直径大于3m的光学玻璃球面和非球面透镜或者塑壳、玻壳充水球面和非球面透镜、以及菲湟尔透镜，P为旋转抛物面反射镜，这两者的焦点重合为F，O为抛物面反射镜P的顶点，光线由透镜D聚焦于F，经F直射在旋转抛物面反射镜P，由旋转抛物面P反射成平行定向能量光柱至锅炉B处，DF为透镜D到焦点F的焦距DF的中轴光路，F到抛物面反射镜P的顶点O为抛物面反射镜P的焦距，透镜D和抛物面反射镜P分别精密固定于由复合材料制成的筒状的容器仓E的顶部和底部O，其距离DO＝DF+FO为透镜D的焦距DF和抛物面反射镜P的焦距FO之和并带有距离微调螺丝，以控制温差变化而引起的距离误差，DF为聚能单元，其透镜D的平面中垂线自始至终动态指向太阳，应用N?S支柱上的轴承座b?b1，固定同轴心同焦点的透镜D和以F为焦点的旋转抛物面反射镜复合材料制成筒状容器仓的中箍m，b处轴承为向心推力轴承，b1处轴承为一般单列向心轴承，内虚线S8为以F为焦点，以O为顶点的旋转抛物面反射镜P，并和反射光出口的光椎L连接并吻合，使由透镜D处，聚焦阳光于F，再经过同焦点F抛物面反射镜P的反射，光椎L作辅助光学处理，由固定在N柱上的筒状滑道S5射出至锅炉B，连接b?b1轴心线和DO相交于C，CO为容器仓旋转半径，S7为此圆弧状齿条轨道，g为扭簧钟控齿箱G.b的引出动力齿轮和S7齿条轨道啮合于O点，由O点至S6的固定架或容器仓，与齿条S7等高，由金属组成，并固定轨道齿条S7与旋转抛物面S8形成滑面，使固定跟踪日光运转时，其透镜D焦点和抛物面反射镜P焦点始终重合于F，b3、b2为N柱和S柱的平衡铰接结构，S4为螺丝S1的滑道，S2为N柱地脚固定螺丝，S3为升降调节螺丝，S4为升机调节丝杠，在固定架容器仓E结构中，抛物面反射镜P和P下滑道S6呈抛物面状，两个焦点的与透镜D的焦点，皆重合于F，当固定架容器仓动态跟踪日光运动时，抛物面反射镜P和滑轨S6，作反向滑动；由双层真空镀银镀铝玻璃管道组成的能量转移传输光学系统，输光能管道由同心圆形内管道和外管道组成，夹层和内管道皆为真空，其管网分为支管和由支管汇聚的主管组成，其形状成为树状。...

【技术特征摘要】
2010.12.06 CN 201020647729.51.一种太阳能高温二次组合聚焦与能量转移传输系统，其特征在于形成平行定向能量光柱的透镜和旋转抛物面反射镜组成的组合聚焦光学系统，D为直径大于3m的光学玻璃球面和非球面透镜或者塑壳、玻壳充水球面和非球面透镜、以及菲湟尔透镜，P为旋转抛物面反射镜，这两者的焦点重合为F，O为抛物面反射镜P的顶点，光线由透镜D聚焦于F，经F直射在旋转抛物面反射镜P，由旋转抛物面P反射成平行定向能量光柱至锅炉B处，DF为透镜D到焦点F的焦距DF的中轴光路，F到抛物面反射镜P的顶点O为抛物面反射镜P的焦距，透镜D和抛物面反射镜P分别精密固定于由复合材料制成的筒状的容器仓E的顶部和底部O，其距离DO = DF+F0为透镜D的焦距DF和抛物面反射镜P的焦距FO之和并带有距离微调螺丝，以控制温差变化而引起的距离误差，DF为聚能单元，其透镜D的平面中垂线自始至终动态指向太阳，应用N-S支柱上的轴承座b-bI，固定同轴心同焦点的透镜D和以F为焦点的旋转抛物面反射镜复合材料制成筒状容器仓的中箍m，b处轴承为向心推力轴承，bl处轴承为...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁栋，梁志宏，雷勇，梁馨睿，梁宏，王亚婷，安秋萍，
申请(专利权)人：梁栋，
类型：实用新型
国别省市：