CN105605804A - 一种旋转抛物面太阳能聚光集热器阵列中高温集热场 - Google Patents

一种旋转抛物面太阳能聚光集热器阵列中高温集热场 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种旋转抛物面太阳能聚光集热器阵列中高温集热场，包括若干个旋转抛物面太阳能聚光集热器单元、阵列固定支架、阵列跟踪控制机构和阵列管道连接系统。每个旋转抛物面太阳能聚光集热器单元分别由旋转抛物面聚光镜、接收器、传热工质管道和万向转动支架组件组成。其特征在于集热器单元按东西向排列或多排布置，并固定安装在阵列固定支架上，阵列跟踪控制机构由一个或几个太阳能自动跟踪器带动其他聚光集热器单元的万向转动支架组件达到随动联动，实现统一自动跟踪控制模式，阵列管道连接系统通过传热工质管道的串联或并联将各个集热器单元的接收器连接为中高温热源供热端。本发明通过集热器单元的模块化及阵列式集合，形成中高温集热场。

Description

一种旋转抛物面太阳能聚光集热器阵列中高温集热场
技术领域
本发明涉及一种太阳能热利用技术领域，特别涉及一种旋转抛物面太阳能聚光集热器阵列中高温集热场。
背景技术
太阳能热利用技术领域按温度划分，可分为三个温度段，低温领域(40-100℃)，中温领域(100-300℃)，高温领域(300-800℃)。
太阳能低温领域利用技术已经比较成熟，主要是提供生活热水，其产品为平板型集热器和真空管集热器。目前光热应用发展趋势正向中温工农业应用领域和高温热发电领域转变。特别在采暖，制冷空调，工业用热等中温利用有广泛的急迫的市场需求。但是，如何提供低成本的适用的中温集热器是太阳能中温利用的关键。
现有的几种中温集热器只适合中温偏低温度范围(100-200℃)，如CPC强化全玻璃真空管，CPC加直通真空管。对于中温偏高温度范围(200-300℃)，已有许多研究，如透射式集热器和槽式反射式集热器，他们能工作在这个温度段，但其都需要采用价格昂贵的直通式真空管，制造成本很高，不适合普及推广。因此中温偏高温度范围的低成本的中温集热器技术仍然是太阳能热利用领域市场急需的空缺。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种旋转抛物面太阳能聚光集热器阵列中高温集热场。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种旋转抛物面太阳能聚光集热器阵列中高温集热场，包括若干个旋转抛物面太阳能聚光集热器单元(1)、阵列固定支架(2)、阵列跟踪控制机构(3)和阵列管道连接系统(4)。每个旋转抛物面太阳能聚光集热器单元(1)分别由旋转抛物面聚光镜(1-1)、接收器(1-2)、传热工质管道(1-3)和万向转动支架组件(1-4)组成。其特征在于：所述的若干个旋转抛物面太阳能聚光集热器单元(1)按行东西向排列，或可多排布置，并固定安装在阵列固定支架(2)上，阵列跟踪控制机构(3)由一个或几个太阳能自动跟踪器带动其他聚光集热器单元(1)的万向转动支架组件(1-4)达到随动联动，实现统一自动跟踪控制模式，阵列管道连接系统(4)通过传热工质管道(1-3)的串联或并联将各个集热器单元(1)的接收器(1-2)连接为中高温热源供热端。通过集热器单元的模块化及阵列式集合，形成中高温集热场，实现太阳能中高温温度段的能量采集和输出。
所述的每个旋转抛物面太阳能聚光集热器单元(1)的旋转抛物面聚光镜(1-1)、接收器(1-2)、传热工质管道(1-3)分别固定安装在万向转动支架组件(1-4)上，万向转动支架组件(1-4)位于旋转抛物面聚光镜(1-1)的法向方向上，接收器(1-2)位于万向转动支架组件(1-4)的上顶端，万向转动支架组件(1-4)的配重(1-5)固定安装在万向转动支架组件(1-4)的下部，万向转动支架组件(1-4)的转动支点固定安装在阵列固定支架(2)上。
所述的每个旋转抛物面聚光集热器单元(1)的旋转抛物面聚光镜(1-1)都采用反射式聚光镜，反射镜可以为正面镜，或背面镜，或粘贴反射薄膜。
所述每个旋转抛物面聚光集热器单元(1-1)的接收器(1-2)为空腔体，内表面涂有选择性涂层，外表面有保温层，空腔体不需要真空。空腔体还设有传热工质进出口，并与传热工质管道(1-3)连接。
所述的每个旋转抛物面聚光集热器单元(1-1)的传热工质管道(1-3)设有具有耐高温的保温层。
所述的每个旋转抛物面聚光集热器单元(1-1)的万向转动支架组件(1-4)具有东西向和南北向的转动能力，以跟踪太阳的高度和方位。万向转动支架组件(1-4)的顶端和接收器(1-2)的内表面中心固定连接，另一端固定有配重体(1-5)。
所述阵列管道连接系统(4)可以采用下走管方式，沿地面方向铺设。也可以采用上走管方式，沿着上部框架方向铺设。
本发明所提供的技术方案的有益效果是：本发明通过若干个旋转抛物面太阳能聚光集热器单元的模块化及阵列式集合，形成中高温集热场，实现了太阳能中高温温度范围的能量采集和输出，提高了集热效率和集热功率。本发明阵列集热场结构简单，投入成本低，易于推广普及，特别适于各种规模的中高温集热场的建设。
附图说明
图1为一种旋转抛物面太阳能聚光集热器阵列中高温集热场的示意图
图2为一种旋转抛物面太阳能聚光集热器单元(下走管式)的示意图
图3为一种旋转抛物面太阳能聚光集热器阵列中高温集热场的阵列管道连接系统示意图
图4为另一种旋转抛物面太阳能聚光集热器单元(上走管式)的示意图
1旋转抛物面太阳能聚光集热器单元，1-1旋转抛物面聚光镜，1-2接收器，1-3传热工质管道，1-4万向转动支架组件，1-5配重体。
2阵列固定支架。
3阵列跟踪控制机构。
4阵列管道连接系统。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方案作进一步地详细描述。实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1，参见图1、图2、图3所示，本实施例提供了一种旋转抛物面太阳能聚光集热器阵列中高温集热场，该集热场主要包括：若干个旋转抛物面太阳能聚光集热器单元(1)、阵列固定支架(2)、阵列跟踪控制机构(3)和阵列管道连接系统(4)。所述每个旋转抛物面太阳能聚光集热器单元(1)分别由旋转抛物面聚光镜(1-1)、接收器(1-2)、传热工质管道(1-3)和万向转动支架组件(1-4)组成。所述的若干个旋转抛物面太阳能聚光集热器单元(1)按行东西向排列，或可多排布置，并固定安装在阵列固定支架(2)上，阵列跟踪控制机构(3)由一个或几个太阳能自动跟踪器带动其他聚光集热器单元(1)的万向转动支架组件(1-4)达到随动联动，实现统一自动跟踪控制模式，阵列管道连接系统(4)通过传热工质管道(1-3)的串联或并联将各个集热器单元(1)的接收器(1-2)连接为中高温热源供热端。通过集热器单元的模块化及阵列式集合，形成中高温集热场，实现太阳能中高温温度段的能量采集和输出。
所述的每个旋转抛物面太阳能聚光集热器单元(1)的旋转抛物面聚光镜(1-1)、接收器(1-2)、传热工质管道(1-3)分别固定安装在万向转动支架组件(1-4)上，万向转动支架组件(1-4)位于旋转抛物面聚光镜(1-1)的法向方向上，接收器(1-2)位于万向转动支架组件(1-4)的上顶端，万向转动支架组件(1-4)的配重(1-5)固定安装在万向转动支架组件(1-4)的下部，万向转动支架组件(1-4)的转动支点固定安装在阵列固定支架(2)上。
所述的每个旋转抛物面聚光集热器单元(1)的旋转抛物面聚光镜(1-1)都采用反射式聚光镜，反射镜可以为正面镜，或背面镜，或粘贴反射薄膜。
所述的每个旋转抛物面聚光集热器单元(1-1)的接收器(1-2)为空腔体，内表面涂有选择性涂层，外表面有保温层，空腔体不需要真空。空腔体还设有传热工质进出口，并与传热工质管道(1-3)连接。
所述的每个旋转抛物面聚光集热器单元(1-1)的传热工质管道(1-3)设有具有耐高温的保温层。
所述的每个旋转抛物面聚光集热器单元(1-1)的万向转动支架组件(1-4)具有东西向和南北向的转动能力，以跟踪太阳的高度和方位。万向转动支架组件(1-4)的顶端和接收器(1-2)的内表面中心固定连接，另一端固定有配重体(1-5)。
所述的阵列管道连接系统(4)采用下走管方式，沿地面方向铺设。
实施例2，参见图1、图3、图4所示，本实施例提供了另一种旋转抛物面太阳能聚光集热器阵列中高温集热场，基本与实施例1相似，但其阵列管道连接系统(4)采用上走管方式，即沿着上部框架方向铺设。
对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明例的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，这里无法对所用的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处在本发明的保护范围之例。

Claims (7)

1.一种旋转抛物面太阳能聚光集热器阵列中高温集热场，包括若干个旋转抛物面太阳能聚光集热器单元(1)、阵列固定支架(2)、阵列跟踪控制机构(3)和阵列管道连接系统(4)。每个旋转抛物面太阳能聚光集热器单元(1)分别由旋转抛物面聚光镜(1-1)、接收器(1-2)、传热工质管道(1-3)和万向转动支架组件(1-4)组成。其特征在于：所述的若干个旋转抛物面太阳能聚光集热器单元(1)按东西向排列，或可多排布置，并固定安装在阵列固定支架(2)上，阵列跟踪控制机构(3)由一个或几个太阳能自动跟踪器带动其他聚光集热器单元(1)的万向转动支架组件(1-4)达到随动联动，实现统一自动跟踪控制模式，阵列管道连接系统(4)通过传热工质管道(1-3)的串联或并联将各个集热器单元(1)的接收器(1-2)连接为中高温热源供热端。通过集热器单元的模块化及阵列式集合，形成中高温集热场，实现太阳能中高温温度段的能量采集和输出。
2.根据权利要求1所述的旋转抛物面太阳能聚光集热器阵列中高温集热场，其特征在于：所述的每个旋转抛物面太阳能聚光集热器单元(1)的旋转抛物面聚光镜(1-1)、接收器(1-2)、传热工质管道(1-3)分别固定安装在万向转动支架组件(1-4)上，万向转动支架组件(1-4)位于旋转抛物面聚光镜(1-1)的法向方向上，接收器(1-2)位于万向转动支架组件(1-4)的上顶端，万向转动支架组件(1-4)的配重(1-5)固定安装在万向转动支架组件(1-4)的下部，万向转动支架组件(1-4)的转动支点固定安装在阵列固定支架(2)上。
3.根据权利要求1或2所述的旋转抛物面太阳能聚光集热器阵列中高温集热场，其特征在于：所述的每个旋转抛物面聚光集热器单元(1)的旋转抛物面聚光镜(1-1)都采用反射式聚光镜，反射镜可以为正面镜，或背面镜，或粘贴反射薄膜。
4.根据权利要求1或2所述的旋转抛物面太阳能聚光集热器阵列中高温集热场，其特征在于：所述的每个旋转抛物面聚光集热器单元(1-1)的接收器(1-2)为空腔体，内表面涂有选择性涂层，外表面有保温层，空腔体不需要真空。空腔体还设有传热工质进出口，并与传热工质管道(1-3)连接。
5.根据权利要求1或2所述的旋转抛物面太阳能聚光集热器阵列中高温集热场，其特征在于：所述的每个旋转抛物面聚光集热器单元(1-1)的传热工质管道(1-3)设有具有耐高温的保温层。
6.根据权利要求1或2所述的旋转抛物面太阳能聚光集热器阵列中高温集热场，其特征在于：所述的每个旋转抛物面聚光集热器单元(1-1)的万向转动支架组件(1-4)具有东西向和南北向的转动能力，以跟踪太阳的高度和方位。万向转动支架组件(1-4)的顶端和接收器(1-2)的内表面中心固定连接，另一端固定有配重体(1-5)。
7.根据权利要求1或2所述的旋转抛物面太阳能聚光集热器阵列中高温集热场，其特征在于：阵列管道连接系统(4)可以采用下走管方式，沿地面方向铺设。也可以采用上走管方式，沿着上部框架方向铺设。
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