CN103836817B - 用光电池电磁铁驱动反射镜追日 - Google Patents
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Abstract
用光电池电磁铁驱动反射镜追日，属太阳能光热利用，具有反射镜的太阳能集热器的追日构件。本机利用光电池传感反射镜对日，并提供反射镜追日的动力源，整机不使用外电源，即完成反射镜的追日运动。由于反射镜的集热，大大提高了冬季性能，可用于南部大半个中国的冬季采暖，而且截面为长方形的反射镜可整齐的排列在建筑物向阳面立墙和屋顶，形成对建筑物的外遮阳，节省了夏季墙体向室内传热，这个空调的主要能耗。
Description
(一)技术领域：
太阳能光热利用，具有反射镜的太阳能集热器的追日构件。
(二)背景技术：
目前所有的民用太阳能光热产品均为直射式，不具备对太阳光的聚集功能。冬季太阳光弱，气温低，直射式无法在光热转化元件上产生高温，由于传热效率与温差成正比，低温差使传热效率大幅降低，致使传统直射式太阳能集热器在全国决大部分地区，冬季无法正常工作，此现象已延续半个世纪无重大突破。
夏季太阳对建筑物的直射，是空调能耗的主要部分，目前尚无为空调节能而设置的，建筑物外遮阳设施，并与太阳能利用相结合。
名称为‘与建筑一体化外遮阳抛物反射镜追日太阳能集热器’申请号201210023806.3，公布号CN102561612A公布日2012.07.11。其说明书中第[0044]段，‘两块相同的光电池板背对背的放在一起成为光电池组(58)，与反射镜主光轴对称平面平行的安装在反射镜边缘，当反射镜的主光轴平面与太阳光线不平行时，光电池组(58)必有一面受到太阳光照射产生电压，吸引三位四通换向阀(56)从自锁的中间位置向带电的一侧移动，压力水使流入双出缸(57)的一侧推动其活塞运动，从而牵动反射镜追日，’。
此方法光电池板传感对日，并提供控制信号源，控制三位四通换向阀换向，由压力水作为反射镜追日的动力，结构不是最简单的，技术上不是最先进的。
(三)发明内容：
1.要解决的技术问题：
众所周知太阳能能量巨大，但能量密度很低。反射镜是扩大接收太阳能面积的最经济方法，且可集中太阳光形成高温，对于克服冬季太阳能利用的瓶颈，提高光热转化率和扩大太阳能的使用范围作用重大。约半个世纪反射镜没有形成在民用上的使用，皆因使用反射镜就必须使其具备追日功能，而这项功能的实现到目前为止，复杂昂贵不可能在民用商品上广泛使用，本发明就是提供一种极简单的追日技术方案，以实现太阳能集热器的升级换代。
反射镜的追日以步进的形式进行，步进角以反射光不会射出受热管为极限，受热管的直径决定了步进角，满足这些条件的步进角为6度。
在上述公布号CN102561612A的原有技术中，6度的入射角正弦值为0.105，也就是说光电转化仅是垂直光的0.105，因此只能作为信号使用，不能作为反射镜追日的执行动力。原技术引用了供水压力作为执行动力，带来了防冻问题，复杂了执行机构。
2.技术方案：
长条形的顺光电池板7和逆光电池板6分别对称的安装在反射镜1下部两侧，受光面与抛物柱形反射镜1过焦线的对称平面A垂直，并在过反射镜1直线边缘的B平面两侧，B平面与A平面平行，当太阳升、降时由于反射镜1的遮挡，顺光电池板7和逆光电池板6受照面积呈反向变化，受照面积增加的一侧光电池板电压升高，启动同侧电磁铁吸引并通过钢丝绳牵动反射镜追日，顺光电池板7和逆光电池板6的最大长度可与反射镜1等长。
3.有益效果：
和上述相同以6度步进角为例，84度的正弦值为0.995，6度的正弦值0.105相比为9.48倍，这是以最低的情况计算的，就是说相同面积的光电池板本发明的方式提高了十倍的供电能力，从而具备了提供执行器件工作的能量，直接用电能推动电器完成反射镜1追日转动。省去了换向阀、水压用双出缸、避免了用水带来的防冻问题。结构简化的直接效果，可使太阳能利用工程，放弃传统低效的直射式，进入使用反射镜的聚热式时代。
反射镜对太阳光的聚集使受热管受到十倍(反射镜宽度与受热管直径比)于太阳光的直射，冬季太阳光强约为夏季的三分之一，所以即使在冬季受热管受到的照射强度，也相当于夏季太阳光直射的三倍。这使得黄河以南没有采暖设备的大半个中国均可使用聚热式的太阳能集热器采暖。
而且附带产生了以下的有益效果。
a.反射镜的端口成长方形，可紧密的排列在建筑物向阳面的外墙和屋顶，形成外遮阳，防止由墙面和屋顶向室内传热，这是夏季空调能耗的主要部分。
b.将反射镜安装在窗上檐(窗罩式)，由于冬、夏季太阳有47度的入射角变化，夏季反射镜挡住全部太阳光，冬季丝毫不影响太阳光对窗户的入射。
c.可与建筑一体化同设计、同施工，生产有太阳能利用系统的绿色建筑，也可对旧建筑逐步加装，进行绿色节能改造。
d.反射镜使聚热式太阳能集热器的单位面积造价远低于直射式，这为太阳能更广泛的使用提供了基础，大量的使用可减少化石能源的消耗，降低雾霾的发生。
(四)附图说明：
说明书附图只有一幅，兼做摘要附图。整机为对称结构，附图是整机的侧视图。附图中件号和表示的零件为；1.反射镜，2.受热管，3.逆顺棘轮，4.镜辐，5.光电池板支架，6.逆光电池板，7.顺光电池板，8.转接板，9.钢丝绳，10.支腿，11.逆电磁铁，12.顺电磁铁。A为反射镜1过焦线的对称平面，B为过反射镜1直线边缘与A平面平行的平面。
(五)具体实施方式：
1.太阳能地热采暖器：
本机左右对称，反射镜1和在其焦线上的受热管2，通过两侧的支腿10固定在建筑物立墙或屋顶上，每侧支腿10安装有逆顺棘轮3和固定在一起的转接板8，下部有逆电磁铁11、顺电磁铁12，通过转接板8和在其上的镜辐4支撑反射镜1，逆光电池板6、顺光电池板7通过光电池板支架5固定在反射镜1上。两根钢丝绳9分别牵动反射镜1逆、顺追日。
太阳能地热采暖器，由室内地面下的盘管散热器、室外的本机(一台或多台并联)、室内有保温外层的储水箱三部分组成，三部分的水平安装高度依次升高，三部分之间用管道循环串联。做为防冻措施，储水箱与受热管2之间接入，单向节流阀，受热管2水流向储水箱时单向开启(白天的工作状态)，夜间储水箱向受热管2节流供水抗冻，在管道保温好的情况下，热损失很小，防冻可靠。
2.窗罩式太阳能集热器：
将本机安装在窗檐上，由于太阳冬、夏季有47度的入射角变化，及反射镜1的追日运动，夏季反射镜1将阳光全部遮挡不会射入窗内，冬季丝毫不会影响太阳光对窗的照射，并同样向室内提供采暖和热水。
Claims (1)
1.用光电池电磁铁驱动反射镜追日装置，具有反射镜的太阳能集热器，其特征是长条形的顺光电池板(7)和逆光电池板(6)分别对称的安装在反射镜(1)下部两侧，受光面与抛物柱形反射镜(1)过焦线的对称平面A垂直，并在过反射镜(1)直线边缘的平面B两侧，平面B与平面A平行，当太阳升、降时由于反射镜(1)的遮挡，顺光电池板(7)和逆光电池板(6)受照面积呈反向变化，受照面积增加的一侧光电池板电压升高，启动同侧电磁铁吸引并通过钢丝绳牵动反射镜追日。
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