CN102494424A - 一种线聚焦太阳能反射框架自平衡结构 - Google Patents

一种线聚焦太阳能反射框架自平衡结构 Download PDF

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Abstract

一种线聚焦太阳能反射框架自平衡结构，包括与追踪装置相连的主轴，主轴水平设置于支撑横梁上方，支撑横梁有多个且相互平行，在每个支撑横梁的两端和中间都分别设置有一个竖直可调支点，可调支点都与相应的反射镜底座活动连接，以使反射镜底座高度可调，本发明基于机械冷变形的原理来调节平面镜的弧度，可以快速低成本地制备微弧镜面，降低了加工工艺的复杂程度并提高了反射镜弧形的精确度，通过将支撑横梁和反射镜分布在主轴两侧形成了双层复合式自平衡结构，平衡反射镜的偏心现象，可最终实现零偏心，减小了系统对于驱动电机以及减速机的要求，降低了定日镜场的制造成本以及运行中的能耗。

Description

一种线聚焦太阳能反射框架自平衡结构
技术领域
本发明属于太阳能光热发电技术领域，具体涉及一种线聚焦太阳能反射框架自平衡结构。
背景技术
太阳能热发电技术是通过聚光器将太阳能聚集起来转化为热能，然后产生高温高压蒸汽驱动汽轮机发电。
太阳能热发电技术从聚焦方式上区分可以分为线聚焦和点聚焦两种。其中线聚焦太阳能聚光热发电技术是目前太阳能热发电的一种常见的形式，通过多面反射镜构成的镜场将太阳能会聚成线状光斑，然后利用接收器将光能转化为热能，通过导热流体将热能吸收并传递到换热器。在换热器中导热流体的热量被用于加热水生成水蒸气，进而利用水蒸气驱动汽轮机做功发电。
在整个线聚焦太阳能热发电装置中，聚光镜场是最为关键的组件。镜场聚光效率直接关系到最终光能到电能的转化效率。由于太阳能热发电技术中对于聚光比的要求以及接收器宽度有限，因此对线状光斑的宽度提出了一定的要求。为了得到宽度较窄的聚焦光斑，最常用的解决方法是使用带有微小弧度的反射镜来代替平面镜，但是由于微弧反射镜的加工精度难以保证，因而造成聚光效果削弱以及加工成本的上升。此外，由于反射镜和支架的重量较大，如果装置偏心严重会导致扭矩增大，从而增加驱动电机的工作负荷，增加太阳能聚光装置的运行成本。因此，支架的设计还要考虑到整体结构的重量分布问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种线聚焦太阳能反射框架自平衡结构，解决了微弧反射镜加工难度大成本高以及旋转偏心的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种线聚焦太阳能反射框架自平衡结构，包括与追踪装置相连的主轴1，主轴1水平设置于支撑横梁2上方，支撑横梁2有多个且相互平行，在每个支撑横梁2的两端和中间都分别设置有一个竖直可调支点3，每个可调支点3都与相应的反射镜底座4活动连接，以使反射镜底座4高度可调。
所述主轴1为金属圆管，与支撑横梁2垂直。
所述可调支点3为带有长条孔7的支架，通过长条孔7与反射镜底座4相连，可调支点3未与支撑横梁2连接的一端上设置微调螺丝6。
本发明的有益效果是：基于机械冷变形的原理来调节平面镜的弧度，可以快速低成本地制备微弧镜面。和现有热弯加工弧面镜技术相比，由于可以直接使用普通平面镜，因此加工成本大幅降低，而且对于微弧镜而言，也大大降低了加工工艺的复杂程度并提高了反射镜弧形的精确度。通过将支撑横梁和反射镜分布在主轴两侧形成了双层复合式自平衡结构，支架下层的底座部分本身既承担反射镜的支撑作用，同时也起着配重作用平衡反射镜的偏心现象。通过调节支架高度等参数可以实现最终的零偏心，显著减小了系统对于驱动电机以及减速机的要求，大幅降低菲涅尔式定日镜场的制造成本以及运行中的能耗，对于最终降低太阳能热发电成本有着重要的意义。
附图说明
图1为本发明所述支架装置结构图。
图2为图1的侧视图。
图3为本发明的可调支点3的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1和图2所示，本发明为一种线聚焦太阳能反射框架自平衡结构，包括与追踪装置相连的主轴1，主轴1为金属圆管，起着承载和转轴的作用。主轴1水平设置于支撑横梁2上方，支撑横梁2由在钢管上平行安装多根长度与反射镜宽度相等的槽钢组成，具有结构支撑和结构平衡两种作用，支撑横梁2有多个且相互平行；在每个支撑横梁2的两端和中间都分别设置有一个竖直可调支点3。
如图3所示，可调支点3以槽钢为基本结构，侧面开长条孔7，顶端攻丝安装微调螺丝6，底端与支撑横梁2连接，反射镜底座4为角铝，通过螺栓8穿过长条孔7固定在可调支点3上。
上述支撑横梁、可调支点、反射镜底座等部件组成了镜框结构，由于镜框的绝大部分重量集中于反射镜和支撑横梁，可以通过调整可调支点的支架高度来控制反射镜到主轴轴心的力臂，从而使支撑横梁和反射镜之间的力矩完全抵消，实现系统的自平衡。
在安装支架装置时即可按照所需镜面弧度来调整两侧反射镜底座和中间的底座之间的高度差，然后将平面反射镜5通过硅胶与底座粘连在一起。在硅胶完全固化后如果发现聚焦效果不够理想，还可以通过松开长条孔部位的固定螺栓，然后利用微调螺丝对镜面弧度进行二次调整，以达到最佳聚光效果。
利用本发明的支架装置连接平面反射镜5，支架装置既起支撑作用，同时也可以通过调节支架装置的可调支点对反射镜进行微弧调节，并借助追踪系统驱动旋转跟踪日光。

Claims (3)

1.一种线聚焦太阳能反射框架自平衡结构，其特征在于，包括与追踪装置相连的主轴(1)，主轴(1)水平设置于支撑横梁(2)上方，支撑横梁(2)有多个且相互平行，在每个支撑横梁(2)的两端和中间都分别设置有一个竖直可调支点(3)，每个可调支点(3)都与相应的反射镜底座(4)活动连接，以使反射镜底座(4)高度可调。
2.根据权利要求1所述的线聚焦太阳能反射框架自平衡结构，其特征在于，所述主轴(1)为金属圆管，与支撑横梁(2)垂直。
3.根据权利要求1所述的线聚焦太阳能反射框架自平衡结构，其特征在于，所述可调支点(3)为带有长条孔(7)的支架，通过长条孔(7)与反射镜底座(4)相连，可调支点(3)未与支撑横梁(2)连接的一端上设置微调螺丝(6)。
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