CN103983022A - 碟式太阳能热发电系统的聚光碟 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种碟式太阳能热发电系统的聚光碟，其具有重量轻等特点。为实现所述目的碟式太阳能热发电系统的聚光碟，包括碟架和铺设在碟架上的多块反射单元，反射单元包括支座和附着在支座上的反射镜，其中所述支座为玻璃钢。

Description

碟式太阳能热发电系统的聚光碟
技术领域
本发明涉及太阳能热发电系统的聚光碟。 
背景技术
太阳能发电有多种方式，其中最主要的有太阳能热发电和光伏发电。光伏电池成本高昂，发电成本大大高于热发电，并且光伏电池的广电转换效率仍然较低（10％左右）。太阳能热发电系统具有造价低、效率高的优点。太阳能热发电系统可分为塔式聚焦、槽式聚焦和碟式聚焦等三种方式。碟式聚焦具有系统规模小，且具有高效、模块化和组成混合发电系统的能力等特点。 
碟式太阳能热发电系统的聚光碟将碟式聚光镜聚集的太阳能集中到其焦点处的集热器上，集热器吸收这部分高密度的能量，将其转换为热能，并传输给热机，如斯特林发动机，驱动发电机发电，从而将热能转换为电能。 
聚光碟包括碟架、固定于碟架上大小不同的很多块反射单元组成。聚光碟整体呈曲面状，反射单元一般由钢板和附着在钢板上的反射镜构成，钢板重量较重，据《领航》第2012年第2期《太阳能聚光碟技术发展状况》公布的那样，采用82面聚光镜组成的聚光碟发射镜面组，总反射面积87.82.m2，整个聚光碟重量达到7257kg，不利于批量化生产，且现场聚光调节费时费力。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种碟式太阳能热发电系统的聚光碟，其具有重量轻等特点。 
为实现所述目的碟式太阳能热发电系统的聚光碟，包括碟架和铺设在碟架上的多块反射单元，反射单元包括支座和附着在支座上的反射镜，其中所述支座为玻璃钢。 
所述的聚光碟，其中，所述玻璃钢内预埋有螺栓，通过所述螺栓，所述玻璃钢固定安装在所述碟架上。 
所述的聚光碟，其中，反射镜通过软且透气的胶带粘贴在所述玻璃钢上。 
所述的聚光碟，其中，玻璃钢有排气孔槽，用于排出玻璃钢和反射镜之间产生的气体。 
所述的聚光碟，其中，所述玻璃钢由邻苯型不饱和通用树脂、无碱玻璃纤维、作为引发剂的过氧化甲乙酮或过氧化环已酮、作为促进剂的N N－二甲基苯胺以及苯乙烯溶液组成。 
所述的聚光碟，其中，所述邻苯型不饱和通用树脂为196不饱和聚脂树脂。 
所述的聚光碟，其中，所述玻璃钢的背面形成有加强筋，该加强筋包括外圈加强筋以及位于外圈加强筋内的纵向加强筋和横向加强筋，所述螺栓穿过该加强筋。 
所述的聚光碟，其中，所述玻璃钢内侧面为抛物面，所述螺栓在所述抛物面的法线方向延伸。 
由于选用玻璃钢替换钢板，因此聚光碟具有重量轻的特点，除此之外还有膨胀系数一致便于安装等优点。 
本发明的前述目的、特点和优点将在后述的实施例中结合附图详细说明。 
附图说明
图1是本发明实施例中碟式太阳能热发电系统的示意图。 
图2是本发明实施例中支撑座的复合层结构示意图。 
图3是本发明另一实施例中支撑座的复合层结构示意图。 
图4是本发明一实施例中支撑座的立体图。 
图5是本发明的实施例中玻璃钢的成型工艺示意图。 
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。 
如图1所示，碟式太阳能热发电系统包括聚光碟20，支撑聚光碟20的立柱22，连接立柱22和聚光碟20的转向节21，接收聚光碟20聚集太阳光13的光能的集热器12，将集热器12的热能转化为机械能的热机11，将热机11输出 的机械能转化为电能的发电机10。 
聚光碟20包括碟架（在图中没有示出）、如图4所示的支撑座29以及附着在支撑座29上的反光镜（在图中没有示出）。从图1可以看出，聚光碟20整体呈曲面，该曲面是由多个反射单元拼装而成，反射单元由支撑座29和反光镜构成，许多的反射单元可以凭借成符合任何要求的曲面，以使聚光碟20的焦点位于集热器12内部。 
如图2所示，支撑座29为玻璃钢，或者玻璃纤维增强塑料，俗称FRP（Fiber Reinforced Plastics），具体而言，可以为玻璃纤维增强复合塑料（GFRP），碳纤维增强复合塑料（CFRP）或硼纤维增强复合塑料等。其以玻璃纤维及其制品（玻璃布、带、毡、纱等）作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料。基体相对于纤维来说，强度、模量都要低很多，但可以经受住大的应变，往往具有粘弹性和弹塑性，是韧性材料。因此支撑座29相对于钢板而言，方便加工出曲面，造价也低，容易成型，重量比钢板轻，不存在防锈的问题，寿命长。在图2所示的实施例中，其包括热塑性塑料层201、界面过滤层202、结构层203以及外保护层204。其不限于如图2所示的结构，如图3所示，其还可以由防腐层205、防渗层206、结构层207以及外保护层208构成。 
支撑座29由玻璃钢制成，其与反光镜结合后还有一个好处，即玻璃钢的膨胀系数可以与制成反光镜的玻璃接近。 
玻璃钢的膨胀系数的控制可以通过配方来调节，作为本发明的较佳实施例，后述内容给出一玻璃钢配方的工艺及其配方。 
后述的玻璃钢由邻苯型不饱和通用树脂、无碱玻璃纤维、作为引发剂的过氧化甲乙酮或过氧化环已酮、作为促进剂的NN－二甲基苯胺以及苯乙烯溶液组成，具体而言，其包括： 
1、玻璃纤维 
玻璃纤维按化学成分分为无碱、中碱、高碱玻璃纤维，分别用E、C、A表示。E玻强度高，耐碱、耐水、耐热性、电绝缘性好，耐酸性差些；本实施例用玻璃纤维包括表面毡、短切毡、缠绕纱、无碱布，其都属于E玻，其中 
1）、短切毡：使用规格450g/m2； 
2）、针织毡：使用规格450g/m2； 
3）、玻纤布：无碱布---0.4：400g/m2； 
针织毡、短切毡一般用在制品的内层，通过增加树脂含量，达到防腐、防 渗作用，如在图2、图3中可制成界面过滤层202或外保护层204或防腐层205或防渗层206或外保护层208。 
2、树脂 
树脂是玻璃钢中的基体材料，其作用是在纤维间传递力载荷，它决定玻璃钢的耐热、耐腐蚀、耐老化性能，本实施例采用196不饱和聚脂树脂。 
3、不饱和聚脂树脂的固化 
在树脂中加入引发剂（也叫催化剂、固化剂）和促进剂，使树脂在常温下固化。固化特征表现为树脂从粘稠状到凝胶，再到不溶不熔的固体，同时伴有发热现象。 
常用引发剂：过氧化甲乙酮、过氧化环已酮，一般用量小于4％； 
促进剂：NN－二甲基苯胺，10％苯乙烯溶液的用量小于2％。 
4、辅助材料 
着色剂（如颜料糊），增加刚度的加石英砂等。 
但本发明的玻璃钢不限于前述配方。 
如图5所示，可利用简单的成熟工艺来制成所述支撑座，首先将模具准备好，配置好树脂胶液，以及准备好增强材料。接下来，在在模具上涂敷脱模剂上，然后将将加有固化剂的树脂混合料和玻璃纤维织物手工逐层铺放在模具上，构成如图2和图3所示的结构层203或207，浸胶并排除气泡，复合至确定厚度，然后固化形成制件，再脱模，再进行后处理，可选择性地形成过滤层202或外保护层204或防腐层205或防渗层206或外保护层208，经检验后就制得成品。 
如图4所示，支撑座29在其背面层（附着反射镜的反面侧），形成有加强筋，该加强筋包括外圈加强筋290，在外圈加强筋290内的纵向加强筋292以及横向加强筋291、293，支撑座29内预埋有螺栓294，螺栓294可与螺母结合，将支撑座29或者反射单元整体固定在碟架上。螺栓294从加强筋的厚度方向穿过加强筋。由于可直接在支撑座29内预埋螺栓，与以往的钢板相比较，由玻璃钢构成的支撑座具有安装方便的特点。螺栓294的延伸方向最好在在支撑座29的内侧面（附着反射镜的面）的法线方向上。 
图中没有示出，但值得一提的是，支撑座29形成有通孔或者槽，构成排气槽孔。由于聚光碟长期出于高温工作环境，而支撑座29和反射镜之间的结合是粘接，粘接处在高温环境下容易产生气体，因此在支撑座29上形成排气 槽孔，可有效将粘接处的气体排走，进而保持粘接处的强度寿命。 
还值得一提的是，支撑座29和反射镜之间最好是由软且透气的胶带实现贴合，软的胶带能起到补偿作用，即若支撑座29和反射镜之间的受热或受冷的膨胀系数不同，即便二者的变形不一致，软的胶带就能就该变形量之差进行补偿，不会导致结构上有任何破坏。并且透气的胶带能进一步将粘接处的气体排走。 
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉本领域的一般技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可以作出种种的等效的变化或替换。例如：除了预埋螺栓外，还可以通过钻孔连接螺栓。因此，本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求所界定的范围为准。 

Claims (8)

1.碟式太阳能热发电系统的聚光碟，包括碟架和铺设在碟架上的多块反射单元，反射单元包括支座和附着在支座上的反射镜，其特征在于所述支座为玻璃钢。
2.如权利要求1所述的聚光碟，其特征在于，所述玻璃钢内预埋有螺栓，通过所述螺栓，所述玻璃钢固定安装在所述碟架上。
3.如权利要求1所述的聚光碟，其特征在于，反射镜通过软且透气的胶带粘贴在所述玻璃钢上。
4.如权利要求1所述的聚光碟，其特征在于，玻璃钢有排气孔槽，用于排出玻璃钢和反射镜之间产生的气体。
5.如权利要求1所述的聚光碟，其特征在于，所述玻璃钢由邻苯型不饱和通用树脂、无碱玻璃纤维、作为引发剂的过氧化甲乙酮或过氧化环已酮、作为促进剂的NN－二甲基苯胺以及苯乙烯溶液组成。
6.如权利要求5所述的聚光碟，其特征在于，所述邻苯型不饱和通用树脂为196不饱和聚脂树脂。
7.如权利要求2所述的聚光碟，其特征在于，所述玻璃钢的背面形成有加强筋，该加强筋包括外圈加强筋以及位于外圈加强筋内的纵向加强筋和横向加强筋，所述螺栓穿过该加强筋。
8.如权利要求2所述的聚光碟，其特征在于，所述玻璃钢内侧面为抛物面，所述螺栓在所述抛物面的法线方向延伸。
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