CN103822369B - 碟式太阳能聚热器及发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光学发电设备领域，尤其涉及碟式太阳能聚热器及发电系统。该碟式太阳能聚热器，包括：支撑架和镜片，支撑架包括多个辐射架、安装口、第一圆形桁架；辐射架包括上边梁、下边梁和立柱，上边梁和下边梁均具有一定弧度，且弧度方向相同；上边梁和下边梁的一端连接，另一端通过立柱连接，上边梁、下边梁和立柱形成封闭空间；安装口由半圆面和与半圆面连接的两条辐射架组成，若干立柱形成安装口的半圆面；第一圆形桁架内接于上边梁和下边梁连接的一端，第一圆形桁架在安装口处不连通；镜片设置在上边梁上，远离下边梁的一侧，在支撑架上形成抛物面，抛物面在安装口处不连通。上述碟式太阳能聚热器及发电系统，结构简单，便于安装。

Description

碟式太阳能聚热器及发电系统
技术领域
本发明涉及光学发电设备领域，具体而言，涉及碟式太阳能聚热器及发电系统。
背景技术
相关技术中，太阳能聚热器有多种结构，由于碟式太阳能聚热器具有光热效率高、环保、高效、节能减排，保护环境，即能供热、制冷也可发电等优点，因此碟式太阳能聚热器备受消费者的青睐。
相关技术中，碟式太阳能聚热器包括网架结构和集热镜，其中的网架结构包括一个开口俯视投影呈U形的固定座，在该固定座上通过螺栓呈辐射状周向均匀固定连接多个Z形骨梁架，其中Z形骨梁架包括上侧边梁和下侧边梁，上侧边梁采用连续曲线，下侧边梁采用折弯工艺进行有限次折弯，使得下侧边梁整体上接近与上侧边梁的折弯弧度，因此上侧边梁与下侧边梁指间基本平行。每个Z形骨梁架的下侧边梁均通过圈内连接杆和圈外连接杆依次连接，圈内连接杆和圈外连接杆均通过螺栓与下侧边梁固定，Z形骨梁架的上侧边梁通过螺栓固定连接有径向均匀分布的若干圈周向连接杆。在多个上侧边梁及周向连接杆上设置有固镜座，且固镜座连接球头螺栓的一端，球头螺栓的另一端连接有集热镜，每块集热镜均可以通过调节与其连接的球头螺栓使得多个集热镜形成抛物曲面。
相关技术中的碟式太阳能聚热器，网架结构的构件复杂，安装起来十分不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碟式太阳能聚热器及发电系统，以解决上述的问题。
在本发明的实施例中提供了一种碟式太阳能聚热器，该碟式太阳能聚热器包括：支撑架和镜片，支撑架包括多个辐射架、安装口、第一圆形桁架；辐射架包括上边梁、下边梁和立柱，上边梁和下边梁均具有一定弧度，且弧度方向相同；上边梁和下边梁的一端连接，另一端通过立柱连接，上边梁、下边梁和立柱形成封闭空间；安装口由半圆面和与半圆面连接的两条辐射架组成，若干立柱形成安装口的半圆面；第一圆形桁架内接于上边梁和下边梁连接的一端，第一圆形桁架在安装口处不连通；镜片设置在上边梁上，远离下边梁的一侧，在支撑架上形成抛物面，抛物面在安装口处不连通。
优选地，镜片能活动地设置在相邻的辐射架之间，镜片的截面为梯形，且其四个顶点均设置有连接孔，辐射架与连接孔对应的位置上均设置有驳接爪，驳接爪的一端连接辐射架，驳接爪的另一端连接该连接孔。
优选地，该碟式太阳能聚热器还包括第二圆形桁架，第二圆形桁架分别与多个上边梁螺接。
优选地，组成安装口的两条辐射架互相平行。
优选地，镜片包括经过钢化处理的玻璃层，玻璃层上依次涂有水银层或镀铝层、防腐涂层和防水防划涂层，防水防划涂层靠近上边梁。
优选地，上边梁上设置有第一支撑点和第二支撑点，第一支撑点和第二支撑点分别连接三条支撑杆的一端，支撑杆的另一端与下边梁连接，上边梁和下边梁之间的六条支撑杆分别形成第一支撑部和第二支撑部，第二圆形桁架位于第一支撑部和第二支撑部之间。
优选地，辐射架为25个。
优选地，水银层或镀铝层、防腐涂层和防水防划涂层均为三层。
优选地，第一支撑点到第一圆形桁架的距离和第一支撑点到第二支撑点距离相等。
在本发明的实施例中还提供了一种发电系统，该发电系统包括太阳能接收器、发电机组和上述的碟式太阳能聚热器，太阳能接收器与发电机组电连接，碟式太阳能聚热器反射太阳光至太阳能接收器，太阳能接收器收集热能，加热发电机组内的工质，从而驱动发电机组发电和供暖及制冷。
本发明上述实施例的碟式太阳能聚热器及发电系统，包括支撑架和在支撑架上形成抛物面的镜片，镜片设置在组成支撑架的辐射架上，每个辐射架均包括上边梁、下边梁和立柱，上边梁和下边梁的一端连接，另一端通过立柱连接，镜片通过设置在上边梁上，远离下边梁的一侧，且第一圆形桁架网架内接于上边梁和下边梁连接的一端，实现由多个辐射架构成的支撑架的稳固，安装口由半圆面和与半圆面连接的两条辐射架组成，若干立柱形成安装口的半圆面，通过设置安装口为在实际应用中安装该碟式太阳能聚热器提供了便利，本发明提供的碟式太阳能聚热器结构简单，便于安装。
附图说明
图1示出了本发明实施例提供的碟式太阳能聚热器中辐射架的结构示意图；
图2示出了本发明实施例提供的碟式太阳能聚热器的俯视结构示意图；
图3示出了本发明实施例提供的碟式太阳能聚热器的立体结构示意图；
图4示出了本发明中的镜片与上边梁之间采用驳接爪连接的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
结合图1-图4，在本发明的实施例中提供了一种碟式太阳能聚热器，该碟式太阳能聚热器包括：支撑架和镜片5，支撑架包括多个辐射架1、安装口2、第一圆形桁架3；辐射架1包括上边梁11、下边梁12和立柱13，上边梁11和下边梁12均具有一定弧度，且弧度方向相同；上边梁11和下边梁12的一端连接，另一端通过立柱13连接，上边梁11、下边梁12和立柱13形成封闭空间；安装口2由半圆面21和与半圆面21连接的两条辐射架1组成，若干立柱13形成安装口2的半圆面21；第一圆形桁架3内接于上边梁11和下边梁12连接的一端，第一圆形桁架3在安装口2处不连通；镜片5设置在上边梁11上，远离下边梁12的一侧，在支撑架上形成抛物面，抛物面在安装口2处不连通。
具体地，碟式太阳能聚热器的外形呈碗碟状，具体的深度可以根据实际需要进行确定，碟式太阳能聚热器的碗碟状结构有利于将太阳光的能量进行聚集。在实际应用中，上边梁11、下边梁12和立柱13均为方形的钢管，采用钢管组成的辐射架1强度大，从而使得由多个辐射架1及第一圆形桁架3组成的支撑架的承受自身及外在载荷的能力加强，可以达到抗震7级、风力为6或7级时可承受风压0.55KPa等要求，使得本发明提供的碟式太阳能聚热器具有很强的环境适应能力，可以在恶劣的自然环境下保持工作。
在实际应用中，由于上边梁11和下边梁12均具有一定弧度，因此设置在上边梁11上，远离下边梁12的一侧的镜片5为曲面镜片，可选地，镜片5与上边梁11之间可以采用驳接（具体可参见图4）的方式，还可以采用点式连接的方式，还可以采用其他可以活动地方式进行连接，在此不一一列举。具体地，点式连接为镜片5与上边梁11之间通过连接片进行连接，连接片上设置有两个腰形孔，一个腰形孔用于利用螺栓连接上边梁11与连接片，另一个腰形孔用于利用螺栓连接镜片5与连接片，多个曲面镜片顺次连接可形成抛物面，抛物面用于反射照射在其上的太阳光，将太阳光进行反射。
本发明上述实施例的碟式太阳能聚热器，包括支撑架和在支撑架上形成抛物面的镜片5，镜片5设置在组成支撑架的辐射架1上，每个辐射架1均包括上边梁11、下边梁12和立柱13，上边梁11和下边梁12的一端连接，另一端通过立柱13连接，镜片5通过设置在上边梁11上，远离下边梁12的一侧，且第一圆形桁架3内接于上边梁11和下边梁12连接的一端，实现由多个辐射架1构成的支撑架的稳固，安装口2由半圆面21和与半圆面21连接的两条辐射架1组成，若干立柱13形成安装口2的半圆面21，通过设置安装口2为在实际应用中安装该碟式太阳能聚热器提供了便利，本发明提供的碟式太阳能聚热器结构简单，便于安装。
优选地，镜片5能活动地设置在相邻的辐射架1之间，镜片5的截面为梯形，且其四个顶点均设置有连接孔，辐射架1与连接孔对应的位置上均设置有驳接爪6，驳接爪6的一端连接辐射架1，驳接爪6的另一端连接该连接孔。
在具体实现过程中，镜片5的截面为梯形，并且在梯形的四个角位置处均设置有连接孔，在辐射架1与上述连接孔的对应位置设置有驳接爪6，利用驳接爪6将镜片5固定在辐射架1的相应位置处，如此设置可以通过调整驳接爪6的角度来调节镜片5的角度，以实现每片镜片5在工作过程中实现其自身集热率的最大化。
优选地，该碟式太阳能聚热器还包括第二圆形桁架4，第二圆形桁架4分别与多个上边梁11螺接。
具体地，第二圆形桁架4的半径小于第一圆形桁架3的半径，并将第二圆形桁架4分别与多个上边梁11螺接，如此设置在安装驳接爪6的时候可选地可以将驳接爪6设置在第二圆形桁架4与上边梁11的交叉位置处，通过设置第二圆形桁架4，可以使得支撑架整体更稳固。
优选地，组成安装口2的两条辐射架1互相平行。
在具体实现过程中，组成安装口2的两条辐射架1可以是相互平行的，还可以是成一定锐角。本发明实施例中的碟式太阳能聚热器除去安装口2处，其他辐射架1上均需安装镜片5，因此安装口2的尺寸将直接影响镜片5组成的抛物面的面积，因此将组成安装口2的两条辐射架1为互相平行的，减少了安装口2的尺寸，间接增加了由镜片5组成的抛物面的面积，提高了太阳光的反射率。
可选地，镜片5包括经过钢化处理的玻璃层，玻璃层上依次涂有水银层或镀铝层、防腐涂层和防水防划涂层，防水防划涂层靠近上边梁11。
具体地，镜片5为曲面的玻璃片，在实际生产中，可以通过模具将玻璃压制成型，同时做好钢化处理，使得形成的玻璃层在恶劣环境下不会产生形变。另外玻璃层上依次涂有水银层或镀铝层、防腐涂层和防水防划涂层，防水防划涂层靠近上边梁11。通过设置水银层或镀铝层，有利于保持镜片5的反射度，防腐涂层可以有效防止镜片5被腐蚀，防水防划涂层可以有效防止镜片5上的水银层脱落老化或划破，进而影响太阳光的反射效率。另外，通过在玻璃层上涂有水银层或镀铝层、防腐涂层和防水防划涂层可以增加镜片5的使用寿命。
优选地，上边梁11上设置有第一支撑点11A和第二支撑点11B，第一支撑点11A和第二支撑点11B分别连接三条支撑杆的一端，支撑杆的另一端与下边梁12连接，上边梁11和下边梁12之间的六条支撑杆分别形成第一支撑部和第二支撑部，第二圆形桁架4位于第一支撑部和第二支撑部之间。
在实际应用中，第一支撑点11A和第二支撑点11B处分别形成了第一支撑部和第二支撑部，通过设置第一支撑部和第二支撑部可以使得每个辐射架1的载荷能力增强，第二圆形桁架4位于第一支撑部和第二支撑部之间，第二圆形桁架4分别与上边梁11用螺钉进行连接，增强辐射架1的稳固性。
优选地，辐射架1为25个。
在实际应用中，支撑架由25个辐射架1组成，辐射架1之间不连接，每个辐射架1均与第一圆形桁架3和第二圆形桁架4螺接，增强其坚固性，通过设置相邻的辐射架1之间的夹角，以及镜片5的尺寸，优选辐射架1的个数为25个，设置太多增加安装难度，设置太少稳定性低。
优选地，水银层或镀铝层、防腐涂层和防水防划涂层均为三层。
通过设置三层水银层或镀铝层、防腐涂层和防水防划涂层可以延长镜片5的使用寿命，减少更换或维护的周期，节约人力成本及经济成本。
优选地，第一支撑点11A到第一圆形桁架3的距离和第一支撑点11A到第二支撑点11B距离相等。
在实际应用中，驳接爪6可以选择安装在第一支撑点11A处和第二支撑点11B处，如此设置，使得安装点均位于同一圆周上，安装、卸载及调整均十分方便。
在本发明的实施例中还提供了一种发电系统，该发电系统包括太阳能接收器、发电机组和上述的碟式太阳能聚热器，太阳能接收器与发电机组电连接，碟式太阳能聚热器反射太阳光至太阳能接收器，太阳能接收器收集热能，加热发电机组内的工质，从而驱动发电机组发电。
本发明提供的发电系统利用碟式太阳能聚热器根据旋转抛物面的多曲面聚光原理将入射阳光聚集在焦点上，放置在焦点处的太阳能接收器收集较高温度的热能，加热工质，驱动发电机组发电或在焦点处直接放置太阳能斯特林发电装置或螺杆发电装置发电。采用本发明提供的发电系统，节能环保且可以满足发电系统群场地的实际环境。还可同时具有取暖和制冷的功效，大大节约了能源，是具有保护环境功能的优选发电系统。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种碟式太阳能聚热器，其特征在于，包括：支撑架和镜片，所述支撑架包括多个辐射架、安装口、第一圆形桁架；
所述辐射架包括上边梁、下边梁和立柱，所述上边梁和所述下边梁均具有一定弧度，且弧度方向相同；所述上边梁和所述下边梁的一端连接，另一端通过所述立柱连接，所述上边梁、所述下边梁和所述立柱形成封闭空间；
所述安装口由半圆面和与所述半圆面连接的两条辐射架组成，若干所述立柱形成所述安装口的半圆面；
所述第一圆形桁架内接于所述上边梁和所述下边梁连接的一端，所述第一圆形桁架在所述安装口处不连通；
所述镜片设置在所述上边梁上，远离所述下边梁的一侧，在所述支撑架上形成抛物面，所述抛物面在所述安装口处不连通；所述镜片能活动地设置在相邻的所述辐射架之间，所述镜片的截面为梯形，且其四个顶点均设置有连接孔，所述辐射架与所述连接孔对应的位置上均设置有驳接爪，所述驳接爪的一端连接所述辐射架，所述驳接爪的另一端连接所述连接孔。
2.根据权利要求1所述的碟式太阳能聚热器，其特征在于，还包括第二圆形桁架，所述第二圆形桁架分别与多个所述上边梁螺接。
3.根据权利要求2所述的碟式太阳能聚热器，其特征在于，组成所述安装口的两条所述辐射架互相平行。
4.根据权利要求3所述的碟式太阳能聚热器，其特征在于，所述镜片包括经过钢化处理的玻璃层，所述玻璃层上依次涂有水银层或镀铝层、防腐涂层和防水防划涂层，所述防水防划涂层靠近所述上边梁。
5.根据权利要求4所述的碟式太阳能聚热器，其特征在于，所述上边梁上设置有第一支撑点和第二支撑点，所述第一支撑点和所述第二支撑点分别连接三条支撑杆的一端，所述支撑杆的另一端与所述下边梁连接，所述上边梁和所述下边梁之间的六条所述支撑杆分别形成第一支撑部和第二支撑部，所述第二圆形桁架位于所述第一支撑部和所述第二支撑部之间。
6.根据权利要求5所述的碟式太阳能聚热器，其特征在于，所述辐射架为25个。
7.根据权利要求6所述的碟式太阳能聚热器，其特征在于，所述水银层或镀铝层、所述防腐涂层和所述防水防划涂层均为三层。
8.根据权利要求7所述的碟式太阳能聚热器，其特征在于，所述第一支撑点到第一圆形桁架的距离和所述第一支撑点到所述第二支撑点距离相等。
9.一种发电系统，其特征在于，包括太阳能接收器、发电机组和如权利要求1-8任一项所述的碟式太阳能聚热器，所述太阳能接收器与所述发电机组电连接，所述碟式太阳能聚热器反射太阳光至所述太阳能接收器，所述太阳能接收器收集热能，加热所述发电机组内的工质，从而驱动所述发电机组发电。
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