太空太陽(yáng)能基站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明名稱為:太空太陽(yáng)能基站，屬于太空太陽(yáng)能應(yīng)用領(lǐng)域，本發(fā)明采用可折疊的超大聚光膜，將太陽(yáng)光聚焦后反射給終端使用設(shè)備，因使用設(shè)備的不同，本發(fā)明可涉及到國(guó)防軍事、太空開發(fā)、民用科技領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]太陽(yáng)能一般是指太陽(yáng)光的輻射能量，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電。自地球形成生物就主要以太陽(yáng)提供的熱和光生存。但在化石燃料減少下，才有意把太陽(yáng)能進(jìn)一步發(fā)展。太陽(yáng)能的利用有被動(dòng)式利用(光熱轉(zhuǎn)換)和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太空中的陽(yáng)光強(qiáng)度要比地面大5-10倍。太陽(yáng)能可提供恒定而沒(méi)有污染的能量，而且不會(huì)像燃料電廠那樣排放污染物，也不會(huì)像核電站那樣產(chǎn)生放射性廢料。太陽(yáng)能技術(shù)之所以能成為一項(xiàng)革命性技術(shù)，就在于這種技術(shù)所改變的將是能源的整體格局。
[0003]外太空太陽(yáng)能發(fā)電站的想法，最初在1968年由美國(guó)麻省里特咨詢公司的工程師彼特?格拉斯提出。格拉斯設(shè)想了一個(gè)面積達(dá)50平方公里的太陽(yáng)能電池板陣列，其中每塊電池板都能產(chǎn)生數(shù)千瓦的能量。系統(tǒng)在采集太陽(yáng)能后將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡姡缓笤俎D(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪ǚ祷氐降厍蛏稀?br>[0004]2011年美國(guó)與日本的科研人員已跨越了太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的一個(gè)重要門檻，他們?cè)谙耐膬勺嗑?0英里的海島上，成功實(shí)現(xiàn)了微波級(jí)能量的無(wú)線遠(yuǎn)程傳輸，這個(gè)距離相當(dāng)于從太空軌道傳送能量到地面要穿透的大氣層厚度。微波能在空中形成一道無(wú)形的微波柱，地面采用專用的天線接收，轉(zhuǎn)化為電能輸送傳統(tǒng)的輸電網(wǎng)上面。
[0005]目前對(duì)于外太空太陽(yáng)能的利用主要是作為發(fā)電站，國(guó)際上的太陽(yáng)能發(fā)電站方案為太陽(yáng)能通過(guò)光伏元件轉(zhuǎn)化為電能，電能轉(zhuǎn)化為微波能量，傳輸?shù)降孛?，再?jīng)過(guò)天線接收轉(zhuǎn)化為電能；此方案不僅技術(shù)難度大、生產(chǎn)水平要求高、成本高，制約了它的普及運(yùn)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種將太空太陽(yáng)能聚焦后反射給終端設(shè)備使用的裝置。本發(fā)明采用多個(gè)聚光單元，根據(jù)終端設(shè)備使用要求以及因太陽(yáng)光照射角偏移的情況，可以自由選擇投入聚光單元的數(shù)量。由于本發(fā)明提供聚焦后太陽(yáng)光溫度高，可以直接用做鍋爐的熱源，獲得蒸汽動(dòng)力能，可以作為航空飛機(jī)、母艦的動(dòng)力能，可以用于蒸汽發(fā)電機(jī)，可以經(jīng)過(guò)終端設(shè)備轉(zhuǎn)換為普通光線，改變照明環(huán)境。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的太空太陽(yáng)能基站，其結(jié)構(gòu)是:
太空太陽(yáng)能基站采用傘式收縮結(jié)構(gòu)，由若干傘式結(jié)構(gòu)的聚光單元組成。
[0008]柔性材料制成的反光膜固定在傘式收縮結(jié)構(gòu)的頂面上。
[0009]反光膜是采用高分子或纖維材料在反光面上鍍有金、銀、錫、鋁、鋅中的一種或多層介質(zhì)膜層。固定在反光膜支桿上，此支桿采用多節(jié)折疊結(jié)構(gòu)。
[0010]反光鏡是采用金屬合金材料在反光面上鍍有金、銀、錫、鋁、鋅中的一種或多層介質(zhì)。
[0011]所述太空太陽(yáng)能基站用的聚光單元，固定在太陽(yáng)能基站主體上，每個(gè)聚光單元由反光膜連接桿、反光膜控制器、反光膜支桿、反光膜及反光鏡組成；反光膜控制器主要是控制本單元反光膜支桿的展開及伸縮，每個(gè)聚光單元共有3面弧度不相同的反光鏡，反光鏡一固定在反光膜的焦點(diǎn)處，反光鏡二設(shè)置在反光鏡一的焦點(diǎn)處，反光鏡二跟隨著反光鏡一的焦點(diǎn)移動(dòng)而移動(dòng)，反光鏡二為無(wú)弧度或弧度小的鏡面，反光鏡三為無(wú)弧度或弧度小的鏡面主要是將反光膜聚焦來(lái)的光線反射給終端設(shè)備。
【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]圖1是本發(fā)明的剖面圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的俯視圖。
[0015]圖3是本發(fā)明的側(cè)視圖。
[0016]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1 一太陽(yáng)能基站主體，2—聚光單元，3—反光膜連接桿，4一反光鏡一，5一反光鏡二，6—反光鏡二 ；1-1 一太陽(yáng)能基站主體，1~2一反光膜支桿，1-3一反光膜，1-4 一反光膜連接桿，1-5—反光鏡一，1-6—反光鏡二，1-7—反光鏡三，1-8—反光膜控制器。；2_1 —太陽(yáng)能基站主體，2-2一反光膜支桿，2-3一反光膜，2-4一反光膜連接桿，2-5一反光鏡一，2-6一反光鏡二，2-7一反光鏡三；2-8—反光膜控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面，參照附圖，對(duì)根據(jù)本發(fā)明提供的太空太陽(yáng)能基站的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]圖3中示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的太空太陽(yáng)能基站的側(cè)視圖。太空太陽(yáng)能基站主體(2-1)主要作為地面信息指令的接收與答復(fù)、反光鏡擺角的控制。反光膜控制器(2-8)主要是控制本單元反光膜支桿(2-2)的展開及伸縮，每個(gè)聚光單元共有3面弧度不相同的反光鏡，反光鏡一(2-5)固定在反光膜(2-3)的焦點(diǎn)處，反光鏡二(2-6)設(shè)置在反光鏡一(2-5)的焦點(diǎn)處，反光鏡二(2-6)跟隨著反光鏡一的焦點(diǎn)移動(dòng)而移動(dòng)，反光鏡二(2-6)為無(wú)弧度或弧度小的鏡面，反光鏡三(2-7)為無(wú)弧度或弧度小的鏡面主要是將反光膜(2-3)聚焦來(lái)的光線反射給終端設(shè)備。
[0019]太空太陽(yáng)能基站展開過(guò)程為:太空太陽(yáng)能基站在軌位置調(diào)整完后，按預(yù)設(shè)的角度將反光膜連接桿(2-4)擺放到位，然后反光膜連接桿(2-4)伸長(zhǎng)到位，給反光膜控制器(2-7)發(fā)送展開信號(hào)，反光膜控制器接收到展開信號(hào)后，順著反光膜連接桿(2-4)向頂端推動(dòng)，反光膜支桿(2-2) —端固定在反光膜控制器(2-7)上，跟隨反光膜控制器(2-7)向前移動(dòng)，另一端因反光膜(2-3)的限制只能向四周發(fā)散式展開，反光膜控制器(2-7)移動(dòng)到位后，發(fā)出指令電動(dòng)控制反光膜支桿(2-2 )伸長(zhǎng)。
[0020]聚光原理為:初始太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)反光膜(2-3)第一次聚焦，并將其反射到反光膜焦點(diǎn)處的反光鏡一(2-5)上，再反射到反光鏡二(2-6)上，反光鏡二(2-6)在反光鏡一(2-5)的焦點(diǎn)處，將其反射到反光鏡三(2-7)上，最后反光鏡三(2-7)將聚焦后的太陽(yáng)光放射到終端設(shè)備上。若需要改變聚焦太陽(yáng)光照射的角度則需要調(diào)節(jié)此三面反光鏡的角度，首先調(diào)整反光鏡三(2-6)能否滿足要求，若不能則聯(lián)合調(diào)節(jié)反光鏡二(2-6)與反光鏡三(2-7)，若還是不能則聯(lián)合調(diào)節(jié)反光鏡一(2-5)、反光鏡二(2-6)與反光鏡三(2-7)，若聚焦點(diǎn)也不能到達(dá)終端設(shè)備，則試圖調(diào)整基站主體(2-1)的角度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太空太陽(yáng)能基站，其特征在于，太空太陽(yáng)能基站可以設(shè)置在地球初始軌道、同步軌道、太陽(yáng)同步軌道或者需要提供聚焦后太陽(yáng)光的行星衛(wèi)星軌道上，基站采用柔性傘式可折疊聚光單元，將太空太陽(yáng)光聚焦后反射給終端設(shè)備使用的裝置，其特點(diǎn)是: (1)太空太陽(yáng)能基站由若干聚光單元組成，聚光單元采用傘式收縮結(jié)構(gòu)； (2)柔性材料制成的反光膜固定在傘式收縮結(jié)構(gòu)的頂面上； (3)每個(gè)聚光單元聚焦的太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)獨(dú)立的反光鏡改變角度、及光線的聚焦度，并能最終通過(guò)獨(dú)立的反光鏡反射給終端設(shè)備。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太空太陽(yáng)能基站，其特征在于，聚光單元由反光膜連接桿、反光膜控制器、反光膜支桿、反光膜及反光鏡組成，每套聚光單元均能獨(dú)立控制，獲得不同角度的聚焦太陽(yáng)光。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太空太陽(yáng)能基站，其特征在于，反光膜是采用高分子或纖維材料在反光面上鍍有金、銀、錫、鋁、鋅中的一種或多層介質(zhì)膜層；固定在反光膜支桿上，此支桿采用多節(jié)折疊、可伸縮結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太空太陽(yáng)能基站，其特征在于，反光鏡是采用金屬合金材料在反光面上鍍有金、銀、錫、鋁、鋅中的一種或多層介質(zhì)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太空太陽(yáng)能基站，其特征在于，接收聚焦后太陽(yáng)光的終端設(shè)備有蒸汽式汽輪機(jī)的鍋爐，太陽(yáng)能光伏電池板，太陽(yáng)光聚焦后產(chǎn)生破壞性的溫度作為武器直接打擊，經(jīng)過(guò)散射、折射裝置將聚焦后的太陽(yáng)光發(fā)散開來(lái)用于改變地域環(huán)境，太陽(yáng)光聚焦后產(chǎn)生的高溫用于生產(chǎn)建設(shè)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太空太陽(yáng)能基站，其特征在于，聚光單元采用傘式收縮結(jié)構(gòu)，反光膜支桿在隨反光膜控制器移動(dòng)而展開后，能電動(dòng)控制反光膜支桿伸縮，由此在節(jié)約成本空間的前提下獲得更大的受光面積。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太空太陽(yáng)能基站，其特征在于，太空太陽(yáng)能基站在終端設(shè)備與太陽(yáng)之間則太陽(yáng)光需要進(jìn)過(guò)4次反射，太空太陽(yáng)能基站在終端設(shè)備與太陽(yáng)之間則太陽(yáng)光需要進(jìn)過(guò)3次反射。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太空太陽(yáng)能基站，其特征在于，反光鏡一固定在反光膜的焦點(diǎn)處，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)射角；反光鏡二設(shè)置在反光鏡一的焦點(diǎn)處，能夠跟隨反光鏡一的焦點(diǎn)一起移動(dòng)；反光鏡二、反光鏡三為無(wú)弧度或弧度小的鏡面，主要調(diào)整反光膜聚焦太陽(yáng)光的反射角，由此更準(zhǔn)確地被終端設(shè)備接收。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太空太陽(yáng)能基站，其特征在于，對(duì)于端設(shè)備接收聚焦太陽(yáng)光入射角的調(diào)整，首先調(diào)整反光鏡三的角度，若不能被接收則調(diào)整反光鏡二、反光鏡三的角度，若調(diào)整后終端設(shè)備仍不能接收到聚焦的太陽(yáng)光，則聯(lián)合調(diào)節(jié)反光鏡一、反光鏡二與反光鏡三的角度，若仍不能接收則試圖調(diào)整基站主體的角度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太空太陽(yáng)能基站，其特征在于，太空太陽(yáng)能基站可以設(shè)置在地球初始軌道、同步軌道、太陽(yáng)同步軌道或者需要提供聚焦后太陽(yáng)光行星衛(wèi)星軌道上，基站采用柔性傘式可折疊伸縮的聚光單元，將太空太陽(yáng)能聚焦后反射給終端設(shè)備使用的裝置。太空太陽(yáng)能基站由若干聚光單元組成，聚光單元采用傘式收縮結(jié)構(gòu)；每個(gè)聚光單元聚焦的太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)獨(dú)立的反光鏡改變角度、及提高光線的聚焦度，并能最終通過(guò)獨(dú)立的反光鏡反射給終端設(shè)備。
【IPC分類】H02S40/22, B64G1/00, F24J2/00, G02B19/00, F24J2/46
【公開號(hào)】CN105356838
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510833143
【發(fā)明人】陸明友
【申請(qǐng)人】陸明友
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年11月26日