CN102466850A

CN102466850A - 日光反射装置

Info

Publication number: CN102466850A
Application number: CN2010105467163A
Authority: CN
Inventors: 陈煜达; 游思梁; 黄文君; 祝雪妹; 陈康立; 付杰
Original assignee: Zhejiang Supcon Solar Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Supcon Solar Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2010-11-16
Filing date: 2010-11-16
Publication date: 2012-05-23

Abstract

本发明提供了一种日光反射装置，包括基座、框架、若干块定日镜单元和传动机构，其中，框架设置在基座上；该些块定日镜单元依次设置在框架上，并且，该些块定日镜单元的水平/高度轴向平行，每一定日镜单元与框架连接端的长度大于与每一定日镜单元的宽度，每两块定日镜单元之间留有距离；所述传动机构至少包括一设置在框架上的平行轴向传动机构，用以传动框架运动，以带动框架上的定日镜单元同时沿着太阳轨迹方向转动，本发明对整个太阳能领域有着划时代的改进，从传统的定日镜平铺，即一个空间内只存在一块定日镜的这种技术偏见中脱离出来，本发明对于一个空间内可以放置多块定日镜单元，并能同时沿着太阳轨迹方向转动，简化了整个控制过程，也提升了聚焦效果。

Description

日光反射装置

技术领域

本发明涉及太阳光能量收集和利用技术领域，具体涉及一种日光反射装置。

背景技术

随着经济和工业发展，对能源的需求越来越多，尤其是电能是工业和人们生活中不可或缺的能源。传统发电方式，例如，煤炭发电因为对煤矿依赖性太强，而煤炭是不可再生资源且污染较大，煤炭发电等传统的发电模式已经不能满足工业和经济发展的需要。为此，清洁、可再生的能源越来越受到人们重视，而在众多清洁能源中，太阳能因其覆盖面广，即有阳光的地方即可利用、而占有更重要的作用，因而被广泛应用在发电和发热领域中。在太阳光能量收集和利用系统中，塔式太阳光能量收集器是其中一种重要的方式。

目前，现有的塔式太阳光能量收集系统的具体情况如下：

请参阅图1，塔式太阳光能量收集系统包括放置在高塔(也可称接收塔)上的太阳光能量收集器11、高塔周围地面上铺设数千个以至数万个的日光反射装置12，计算机控制子系统和机电转动装置(日光反射装置12由控制水平方向旋转的和控制垂直方向旋转的两个电机来控制其转动)。计算机控制子系统利用机电转动装置控制该些日光反射装置12自动跟踪太阳，并将太阳的光线反射到位于接收塔顶部的太阳光能量收集器11。利用数千个以至数万个的日光反射装置12将太阳辐射能聚焦到置于接收塔顶部的太阳光能量收集器11上，使其中的介质沸腾，由此所产生的蒸汽来驱动汽轮发电机，进而实现发电的功效；或利用沸腾的介质来加热其它工业原料；或将产生的热量给民用供热。因此，当太阳轨迹随着时间变化时，必须精确控制日光反射装置12的转动角度以跟踪太阳的变化，从而实现对太阳能资源的高效利用。但现有技术仍存在以下的弊端：

第一，塔式太阳光能量收集系统包括铺设于地面的数千个以至数万个的日光反射装置——定日镜，因为是定日镜的面积比较大，又是铺设于地面的，所以这些定日镜的面积很大，因而产生的风抗也很大。而风抗与面积的关系是呈现非限性递减，也就是说，定日镜的面积缩小N倍，风抗缩小的倍数大于N倍。因此，理论上，定日镜做得越小，由此产生的风抗越小。

第二，因为定日镜的面积比较大并都并排铺设于地面的，间距越近，每个定日镜越容易给其他定日镜造成阴影，但是间距大，则整个定日镜所占的空间太大，而且也越不容易将太阳辐射能聚焦到置于接收塔顶部的太阳光能量收集器11上；

第三，每个定日镜至少由两个电机来控制的，一个是控制水平方向运动的电机，另外一个是垂直方向运动的电机，数千个以至数万个定日镜就会需要大量的电机，造成电机的浪费，控制电机的控制系统也相应的会很复杂；

第四，定日镜是铺设于地面上的，所以占地面积会很大，造成土地的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种日光反射装置，以解决日光镜因面积过大而产生遮挡阴影并遭受过大风抗而被破坏和增加占地面积、以及每一个日光镜需要两个马达来控制其转动而造成浪费和产生较复杂的控制系统的技术问题。

一种日光反射装置，包括基座、框架、若干块定日镜单元和传动机构，其中，

框架设置在基座上；

该些块定日镜单元依次设置在框架上，并且，该些块定日镜单元的水平/高度轴向平行，每一定日镜单元与框架连接端的长度大于与每一定日镜单元的宽度，每两块定日镜单元之间留有距离；

所述传动机构至少包括一设置在框架上的平行轴向传动机构，用以传动框架运动，以带动框架上的定日镜单元同时沿着太阳轨迹方向转动。

较佳地，所述定日镜单元为一长条状，与框架连接的一端为定日镜单元的长度。并且，所述定日镜单元的长度最佳为2～5m，宽度最佳为0.2～0.6m。

本发明的一种实现方式为框架平铺设置在基座上。

还有，所述传动装置可以为控制马达，其设置在框架的底部或侧面，用以转动框架，从而带动框架上的定日镜单元同时沿着太阳轨迹方向转动。

所述该些定日镜单元在框架所在的平面内为不平行状，其每一定日镜的位置为最佳聚光位置，以便达到最佳的聚光效果。

在本发明中，日光反射装置还可以包括若干卡位/限位装置，设置在定日镜单元的下方或底部，用以在传动装置带动定日镜转动过程中，卡位或定位所述定日镜的方位，以便纠正转动过程的误差，从而达到较佳的聚光效果。

所述卡位/限位装置可以是将定日镜单元卡位在一定范围的至少两卡位片，所述两卡位片设置在框架上。

所述卡位/限位装置还可以为一单向旋转轴，其一端连接在框架上或框架的底部，另一端连接需要卡位/限位的日光镜单元。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：

第一，本发明中，若干块定日镜单元一并设置在一个框架的平面上，该框架可以水平放置在基座上，也可以是竖直放置，或者是有倾斜角度的放置，即不局限于放置的位置和方向，该些定日镜单元与框架连接端的长度远远大于与每一定日镜单元的宽度，这样，在一个空间内，可以有多块定日镜单元完成将太阳辐射能聚焦到置于接收塔顶部的太阳光能量收集器上，达到极佳的聚焦效果，而且占用的空间远远小于原来平铺设于地面的定日镜所占的空间，还有，本发明的定日镜单元的面积远小于现有的定日镜的面积，产生的风抗也远远小于现有定日镜产生的风抗。另外，本发明的日光反射装置之间的间距可以增大，减少了相对之间遮挡的阴影。还有，本发明可以只使用一个电机，使得该框架上的所有定日镜单元同步沿着太阳轨迹方向转动，大大减少了电机的使用，从而节约的成本。

第二，本发明设置在同一框架平面的定日镜单元可以不平行，每一定日镜设置不同的初始位置，该些初始位置具有较佳的聚焦效果，这种方式能够提升整体日光反射装置聚焦效果。

第三，本发明为了避免定日镜转动过程产生聚焦的偏差，为此，本发明设置包括若干卡位/限位装置，用以在传动装置带动定日镜转动过程中，卡位或定位所述定日镜的方位，以便纠正转动过程的误差。

综上所述，本发明对整个太阳能领域有着划时代的改进，从传统的定日镜平铺，即一个空间内只存在一块定日镜的这种技术偏见中脱离出来，本发明对于一个空间内可以放置多块定日镜单元，并能同时沿着太阳轨迹方向转动，简化了整个控制过程，也提升了聚焦效果。

附图说明

图1为现有的塔式太阳光能量收集系统的示意图；

图2为本发明日光反射装置框架一面的直视图；

图3为本发明日光反射装置的结构示例示意图；

图4为本发明日光反射装置框架一面的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明做进一步详细的叙述。

请参阅图2、图3，一种日光反射装置，包括基座1、框架2、若干块定日镜单元3和传动机构，其中，

框架2设置在基座1上，框架2可以平铺在基座1上，也可以有竖直地立设在基座1上。框架2也可以有一定倾斜地设置在基座1上。本实例的图示是框架2平铺在基座1上，仅举例之用，并非局限于本发明。

该些块定日镜单元3依次设置在框架2上.框架2可以仅是一个矩形框架，即矩形框架内为空的，该些块定日镜单元3通过镜子轴51固定在矩形框架内，可以在矩形框架内沿着镜子轴51轴向转动。

并且，该些块定日镜单元3的水平/高度轴向平行，即该些定日镜单元3同位于框架2的平面内。每一定日镜单元3与框架2连接端的长度大于与每一定日镜单元3的宽度，每两块定日镜单元3之间留有距离。定日镜单元3的形状各异，在本实例中，定日镜单元3为长条状，但并非局限于此，通常情况下，定日镜单元3与框架2连接的轴方向为长度方向，垂直于长度方向的定日镜单元3的最长垂直轴长度为定日镜单元3的宽度，定日镜单元3的长度远大于定日镜单元3的宽度。也就是说，在本实例中，定日镜单元3为矩形，但是定日镜3也可以呈现弧形、或其它不规则形状，只要定日镜单元3的长度远大于定日镜单元3的宽度即可。

每两块定日镜单元3之间留有距离，定日镜单元3之间的距离和其相对之是遮挡阴影有关，其距离一般使得相邻定日镜单元3之间不会产生遮挡阴影或产生极少遮挡阴影为准。

在本实例中，定日镜单元3的长度可以为2～5m，宽度可以为0.2～0.6m。即现有的定日镜平行裁成三份或四份，以不影响聚焦效果为准。

在本实例中，传动机构还可以包括控制马达或皮带等传统的传动装置，其设置在框架2的底部或侧面，用以转动框架2，从而带动框架2上的定日镜单元3同时沿着太阳轨迹方向转动.比如，在框架2的底面的中部设置一马达，让框架2沿着中部的节点进行转动。

请参阅图3，其为传动机构还可以包括镜子轴51、曲轴52、轴柄传动轴53和控制马达54.在每一定日镜单元3的中部设置一镜子轴51，镜子轴51即可以是作为将定日镜单元3固定在框架2上的作用，而且，还可以控制镜子轴51转动从而带动定日镜单元3的沿着镜子轴51进行转动。该些定日镜单元3的镜子轴51通过各自的曲轴52连接至一曲柄传动轴53，一控制马达54控制该曲柄传动轴53，从而带动框架2上的定日镜单元3同时沿着太阳轨迹方向转动。这种方式仅举例之用，并非用于限定本发明。

另外，在基座1下面设置用于支撑基座1的一个或若干支架4，基座1下面包括用来控制框架2位置的若干定位装置，即控制整个框架沿着水平方向转动。

通过上述的结构可知，一个框架上的所有的定日镜单元3可以由一个传动装置控制其同步转动，减少了大量电机的使用，从而节约的成本。还有支架4同样可以利用马达做成可调节高度的支架。

但是，考虑到各个定日镜单元3反射到位于接收塔顶部的太阳光能量收集器存在差异，为此，修改定日镜单元3的初始位置，即该些定日镜单元3在框架2所在的平面内为不平行状，其每一定日镜3的位置为具有最佳聚光功能的初始位置。

日光反射装置还包括若干卡位/限位装置，设置在定日镜单元的下方或底部，用以在传动装置带动定日镜转动过程中，卡位或定位所述定日镜的方位，以便控制转动过程的聚焦误差。

这种卡位/限位装置的实现方式非常多，比如，再请参阅图4，卡位/限位装置可以为将定日镜单元卡位在一定范围的若干个卡位片9，卡位片设置在框架上。当然，卡位/限位装置也可以为一单向旋转轴，其一端连接在框架上或框架的底部，另一端连接需要卡位/限位的日光镜单元。

在本发明中，成千上万的定日镜3竖立在框架上2，控制马达5提供定日镜3左右旋转的能量，在工作状态下，定位装置将定日镜3的位置定制好，控制马达5提供旋转能量，传动装置控制整个装置运行，定日镜开始转动。

本发明对应提供一种塔式太阳光能量收集系统，包括放置在高塔上的太阳光能量收集、塔周围地面上铺设若干如上面所述的日光反射装置，计算机控制子系统，其中，计算机控制子系统，控制该些日光反射装置上的传动机构，使其自动跟踪太阳，该些日光反射装置上的定日镜单元将太阳辐射能聚焦到置于接收塔顶部的太阳光能量收集器上，使其中的介质沸腾。

以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims

1.一种日光反射装置，其特征在于，包括基座、框架、若干块定日镜单元和传动机构，其中，

框架设置在基座上；

2.如权利要求1所述的日光反射装置，其特征在于，所述定日镜单元为一长条状，与框架连接的一端为定日镜单元的长度。

3.如权利要求2所述的日光反射单元，其特征在于，所述定日镜单元的长度为2～5m，宽度为0.2～0.6m。

4.如权利要求1所述的日光反射装置，其特征在于，框架平铺设置在基座上。

5.如权利要求1或4所述的日光反射装置，其特征在于，所述传动装置包括控制马达，其设置在框架的底部或侧面，用以转动框架，从而带动框架上的定日镜单元同时沿着太阳轨迹方向转动。

6.如权利要求1或4所述的日光反射装置，其特征在于，所述该些定日镜单元在框架所在的平面内为不平行状，其每一定日镜的位置为最佳聚光位置。

7.如权利要求1或4所述的日光反射装置，其特征在于，还包括若干卡位/限位装置，设置在定日镜单元的下方或底部，用以在传动装置带动定日镜转动过程中，卡位或定位所述定日镜的方位，以便纠正转动过程的误差。

8.如权利要求7所述的日光反射装置，其特征在于，所述卡位/限位装置为将定日镜单元卡位在一定范围的至少两卡位片，所述两卡位片设置在框架上。

9.如权利要求7所述的日光反射装置，其特征在于，所述卡位/限位装置为一单向旋转轴，其一端连接在框架上或框架的底部，另一端连接需要卡位/限位的日光镜单元。

10.一种塔式太阳光能量收集系统，包括放置在高塔上的太阳光能量收集、塔周围地面上铺设若干如权利要求1所述的日光反射装置，计算机控制子系统，其中，计算机控制子系统，控制该些日光反射装置上的传动机构，使其自动跟踪太阳，该些日光反射装置上的定日镜单元将太阳辐射能聚焦到置于接收塔顶部的太阳光能量收集器上，使其中的介质沸腾。