CN103836809B - 多碟共焦塔式菲涅耳太阳能聚光系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多碟共焦塔式菲涅耳太阳能聚光系统，包括：集热储能部分，包括传热导体，该传热导体的两端分别与储能装置和集热器连接成一体；主体跟踪部分，包括H型桁架，该H型桁架与跟踪减速电机连接；高倍点聚焦跟踪部分，包括排列安装在H型桁架上的活动横梁，所述的活动横梁与分布的调整摆杆连接，该分布的调整摆杆与所对应的微弧联动杆铰接，及安装在调整摆杆上的反射镜，所述的微弧联动杆与安装在H型桁架上电动推杆铰接。通过每片微弧六棱反射镜片的紧密排列俯仰角发生变化，最大限度地利用接受阳光，实现对太阳高度角的跟踪。解决了传统单一碟式的跟踪、聚光面积及系统成本和导热管路上能量损失的问题。

Description

多碟共焦塔式菲涅耳太阳能聚光系统

技术领域

本发明涉及一种太阳能聚光系统作为将太阳能转化为热能的装置，具体说是涉及一种多碟共焦塔式菲涅耳太阳能聚光系统。

背景技术

在太阳能发电站中太阳能聚光系统是最重要的组件，其成本约占整个发电系统的50%。因此如何提高系统聚光集热效率，有效降低系统成本，同时降低系统安装与维护难度是太阳能热发电技术走向市场化的关键。

目前被广泛商业化运行的槽式聚光系统多为管桁架式，耗用的钢材多，自重大，成本高，加之是单轴跟踪，聚光比低，光热转换效率低。而碟式聚光系统虽然具有较高的光学效率和较低的跟踪误差，并采用了高效率的集热器，从而具有较高的热电转换效率等这些优点。但是在增大聚光面积时，增加了支撑架体设计难度，由于抗风等级的要求导致用钢量大幅度提高，造成系统成本增加。作为线性菲涅耳聚光系统，虽然建设和维护成本相对来说低廉，但其普遍存在遮挡和阴影问题，造成系统效率低，聚光倍数只有数十倍。导热管路上能量损失问题也是线性菲涅耳集热器上不容忽视的问题。由此可见，研发低成本，高聚光比的新型太阳能聚光系统势在必行。

发明内容

鉴于上述现状，本发明提供一种多碟共焦塔式菲涅耳太阳能聚光系统,使其具有高聚光比，导热性能好，易于安装的特性。

本发明的技术解决方案是：一种多碟共焦塔式菲涅耳太阳能聚光系统，包括：

集热储能部分，包括传热导体，该传热导体的两端分别与储能装置和集热器连接成一体；

主体跟踪部分，包括H型桁架，该H型桁架与跟踪减速电机连接；

高倍点聚焦跟踪部分，包括排列安装在H型桁架上的活动横梁，所述的活动横梁与分布的调整摆杆连接，该分布的调整摆杆与所对应的微弧联动杆铰接，及安装在调整摆杆上的反射镜，所述的微弧联动杆与安装在H型桁架上电动推杆铰接。

本发明中，所涉及的活动横梁与H形桁架的安装方式是由其中一端至另一端为逐渐升高的阵列排布。这样，会控制调整摆杆上的所有微弧六棱反射镜片整体形成弧面。

进一步地，所涉及排列的反射镜为微弧六棱反射镜片。因此，通过每片微弧六棱反射镜片的紧密排列，最大限度地利用接受阳光，同时也最大限度地减少了风阻。当电动推杆动作时，带动微弧反射镜阵列做俯仰转动，实现对太阳高度角的跟踪。

进一步地，所涉及的反射镜与调整摆杆之间安装有圆形凸头镜托。

进一步地，所涉及的传热导体是一个耐高温的石墨圆柱体。这样，利用石墨制成的传热导体具有的导热性能，由集热器吸收太阳光能，通过传热导体直接转化为热能传导至储能装置中。

本发明因采用了双曲抛物线旋转形成的曲面上截取六棱形所得的镜片，通过一次性热弯钢化成型,表面涂有反射膜，聚光效果更好。与普通的平面反射镜相比，微弧聚光镜具有很高的聚光比，能更好的提高集热效率。另外，焦点固定设计（即系统集热装置固定）具有塔式焦点不移动的特点。本发明降低了太阳能聚光系统接收器的设计难度，解决其它系统中普遍存在的管路安装困难的问题。另外，高精度双轴跟踪，高倍点聚焦设计，可实现高温利用。因此，本发明的优化布置反射镜场和接收形式，解决了线性菲涅耳反射镜式集热系统普遍存在遮挡和阴影问题。本发明采用低矮型设计，具有抗风效果好、结构简单、耗材量小、安装方便，节约建设成本。此外，集热器核心部件采用石墨柱的应用，具有导热性好、耐腐蚀、化学性质稳定的石墨柱，直接插入集热器与导热储能装置融为一体。本发明是集碟式、槽式、塔式、线性菲涅耳聚光系统优点于一体，是目前较为理想太阳能聚光系统。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1高倍点聚焦跟踪部分示意图。

具体实施方式

下面将结合附图实施例，对本发明作进一步说明。

见图1、图2所示的一种多碟共焦塔式菲涅耳太阳能聚光系统，包括集热储能部分、主体跟踪部分和高倍点聚焦跟踪部分组成。本发明中，所述的集热储能部分，包括传热导体8，该传热导体8的两端分别与储能装置7和集热器6连接成一体。本发明中的储能装置7直接固定到地面上，作为整个系统的支撑部分。本实施例中所涉及的传热导体8是采用的具有耐高温的石墨圆柱体。因此，利用石墨制成的传热导体8具有的导热性能，由集热器6吸收太阳光能，通过传热导体8直接转化为热能直接传导至储能装置7的箱体中，节省管道，减小热损失，转换更直接。本发明中，所涉及的主体跟踪部分，包括H型桁架3，该H型桁架3通过法兰盘（图中未示意）与跟踪减速电机11连接。通过跟踪装置发出的信号传递到控制跟踪减速电机11回转，实现多轴联动，使聚光系统随太阳光旋转，达到聚光系统接收光效果最佳位置。另外，减速电机11被置于反射镜系统下方，以抵御沙尘和灼热天气对其的影响，延长使用寿命。本发明的高倍点聚焦跟踪部分，包括排列安装在H型桁架3上的活动横梁10，该活动横梁10的两端与安装在H型桁架3两侧的轴承座上（图中未示意），所述的活动横梁10与排列分布的调整摆杆9上的圆形凸头镜托2铰接，所述排列分布的调整摆杆9通过铰链12与所对应的微弧联动杆5铰接，及安装在调整摆杆9的的圆形凸头镜托2上的反射镜1，所述的微弧联动杆5与安装在H型桁架3上电动推杆4铰接。本实施例所涉及的活动横梁10与H形桁架3的安装方式是由其中一端至另一端为逐渐升高的阵列排布。这样，会控制调整摆杆上的所有反射镜片整体形成弧面，使得反射镜1随着活动横梁10一起在水平方向转动，对太阳方位角的跟踪。本实施例所涉及排列的反射镜1为微弧六棱反射镜片。因此，通过每片微弧六棱反射镜片的紧密排列，最大限度地利用接受阳光，同时也最大限度地减少了风阻。当电动推杆4动作时，带动微弧反射镜阵列做俯仰转动，使矩阵反射镜俯仰角发生变化，实现对太阳高度角的跟踪。

上述中，所涉及的微弧六棱反射镜片与调整摆杆9之间安装有圆形凸头镜托2之外，也可将微弧六棱反射镜片直接安装在调整摆杆9上。

上述中，所涉及的微弧六棱镜片的圆形凸头镜托2，可任意调节反射角度，形成微弧六棱镜阵列。上述方式具有安装方便，简单，装配效率高，可实现工厂化生产。

工作时，反光镜1阵列将太阳能辐射能量聚集到集热器6上，集热器6通过传热导体8直接将热量传导到储能装置7中，储能装置7中的介质被加热升温，从储能装置7供给后续使用系统。

以上内容仅为说明本发明的构思，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的构思，或在技术方案基础上所做的相应变化，均视为本发明保护范围。

Claims (1)

1.一种多碟共焦塔式菲涅耳太阳能聚光系统，包括：

集热储能部分，包括传热导体(8)，该传热导体(8)的两端分别与储能装置(7)和集热器(6)连接成一体；

主体跟踪部分，包括H型桁架（3），该H型桁架（3）与跟踪减速电机(4)连接；

高倍点聚焦跟踪部分，包括排列安装在H型桁架(3)上的活动横梁（10），所述的活动横梁（10）与分布的调整摆杆（9）连接，该分布的调整摆杆（9）与所对应的微弧联动杆（5）铰接，及安装在调整摆杆（9）上的反射镜(1)，所述的微弧联动杆（5）与安装在H型桁架（3）上电动推杆（11）铰接；

其中活动横梁（10）与H形桁架的安装方式是由其中一端至另一端为逐渐升高的阵列排布；

排列的所述反射镜(1)为微弧六棱反射镜片；

所述的反射镜(1)与调整摆杆（9）之间安装有圆形凸头镜托(2)；

所述的传热导体（8）是一个耐高温的石墨圆柱体。