CN106054936A - 一种移动点阵列太阳能连接式聚焦碱金属发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及太阳能利用，特别是应用于一种移动点阵列太阳能连接式聚焦碱金属发电系统。本发明至少含有一个或一组点聚焦太阳能镜、至少一个碱金属发电装置及跟踪控制装置控制，太阳能镜设置在太阳能镜支架上，碱金属发电装置设置在碱金属发电装置支架上并设置在太阳能镜聚焦的点状的区域内，至少有一个太阳能镜或/和太阳能镜支架与碱金属发电装置相互连接，并通过跟踪控制装置使太阳能镜与碱金属发电装置一起进行运动；跟踪控制装置控制太阳能镜在太阳光变化时将太阳光聚焦到至少一个碱金属发电装置上，每个或者每组太阳能镜选择可以达到最高的太阳能利用效率的碱金属发电装置进行聚焦，从而实现太阳能的跟踪聚焦利用。

Description

一种移动点阵列太阳能连接式聚焦碱金属发电系统

技术领域

本发明涉及太阳能利用，特别是采用点聚焦的太阳能镜实现太阳能采集，采用太阳能点聚焦实现太阳能的聚焦跟踪碱金属发电装置，涉及太阳能的聚焦利用。

背景技术

碱金属热电转换是利用Al2O3固体电解质的离子导电性、用钠或者钾作工质，以热再生浓度差电池过程为工作原理的热电能量直接转换新技术。碱金属热电转换器(AlkaliMetal Thermal to Electric Converter, AMTEC)则是一种面积型发电器件，它无运动部件、无噪声、无需维护，可以和温度在600° C至900° C范围任何形式的热源相结合，构成模块组合式发电装置，满足不同容量负载的要求，热电转换效率可超过30%。

太阳能聚焦碱金属发电系统是采用太阳能聚焦跟踪技术实现太阳能的高温热采集，再通过碱金属热电转换装置将热能转换为电能的太阳能利用方式。传统的太阳能聚焦热发电分为槽式、塔式、碟式三种。但是槽式无法达到600° C至900° C范围的高温，因而需要点聚焦的塔式、碟式采集技术。

太阳能点聚焦利用技术主要是塔式和蝶式二种，碟式系统是采用太阳能镜聚焦于一个太阳能利用设备上。并且现有的碟式技术的太阳能利用设备是随着太阳镜的变化而运动，由于大的太阳能利用设备的重量将增加载荷，不利于跟踪，因而现有的碟式技术需要改进。

塔式系统是将一个太阳能镜作为定日镜，将多个太阳能反射镜聚焦于一个碱金属发电装置上的碱金属发电装置，由于塔式太阳能采集的特征，使得其在跟踪太阳能过程部分太阳能镜的利用时间仅为4-6小时，如塔东侧的太阳能镜在上午时基本无法利用，只有到了中午或者下午后才可以利用，因而太阳能采集效率低，该技术方案可以实现高温的采集，但是通常其规模较大，不适合于小型或者家用系统。

发明内容

本发明的目的就是提供一种移动点阵列太阳能聚焦碱金属发电系统，采用太阳能镜采集焦点成为点的各种太阳能光学镜，在焦点的区域内设置碱金属发电装置，碱金属发电装置在跟踪太阳能的过程中运动，在太阳能镜跟踪太阳能过程中，其焦距发生变化，因而称为变焦跟踪；在进行跟踪太阳的过程中，保持其焦距始终处于碱金属发电装置的点的区域；在太阳能镜上设置有跟踪控制装置，太阳能镜设置在太阳能镜支架上，来实现的高温高效采集及利用。

本发明采用碱金属发电装置与太阳采集系统不相互连接，太阳采集系统与碱金属发电装置分别运动，在碱金属发电装置上也设置有跟踪控制系统，碱金属发电装置与太阳采集系统采用不相同的跟踪控制系统；或者至少一个碱金属发电装置与太阳采集系统相互连接并与太阳能镜一起进行运动，至少另外一个碱金属发电装置与太阳采集系统不相互连接，太阳采集系统与碱金属发电装置分别运动。

本发明采用至少含有一个太阳能镜或者一组太阳能镜以及两个碱金属发电装置，在跟踪太阳能过程中将太阳光聚焦到至少一个碱金属发电装置上，在每天的太阳能跟踪过程，至少有一个或者一组太阳能镜聚焦于至少二个碱金属发电装置上，每个或者每组太阳能镜选择可以达到最高的太阳能利用效率的碱金属发电装置进行聚焦。从而实现了提高现有太阳能跟踪系统的跟踪效率，降低了跟踪系统的成本，这样克服了现有塔式太阳能采集系统太阳能采集时间低得缺点，通过设置多个碱金属发电装置的技术方法，实现了对现有太阳能镜的利用时间和效率的提高，使得点聚焦的系统可以进行分布式、小型化的适合不同的规模的要求，同时也适合于大规模系统，特别是太阳能的光伏、热发电、供暖、烹饪、制冷等多种不同功能的应用。

具体发明内容如下：

一种移动点阵列太阳能聚焦碱金属发电系统，包括至少一个碱金属发电装置（1）、可以采集太阳能的太阳能镜(2)、支撑太阳能镜的太阳能镜支架装置(4)、动力提供装置、动力传送装置，以及电子控制系统，其特征是：至少一个或者一组点聚焦的太阳能镜以及至少一个碱金属发电装置；碱金属发电装置设置在太阳能镜聚焦的点状的区域内，并设置在太阳能镜的上方或者下方，碱金属发电装置设置在碱金属发电装置支架上（12），太阳能镜设置在太阳能镜支架上，在太阳能镜支架或/和太阳能镜或/和碱金属发电装置上设置有跟踪控制装置，跟踪控制装置控制太阳能镜在太阳光变化时将太阳光聚焦到至少一个碱金属发电装置上，在每天的太阳能跟踪过程中聚焦于至少一个碱金属发电装置上，在太阳能镜跟踪太阳能过程中碱金属发电装置进行运动，实现太阳能的跟踪聚焦利用。

多个太阳能镜或者多组太阳能镜在跟踪太阳能过程中将太阳光聚焦到至少一个碱金属发电装置上，在每天的太阳能跟踪过程，至少有一个或者一组太阳能镜聚焦于至少二个碱金属发电装置上，每个或者每组太阳能镜选择可以达到最高的太阳能利用效率的碱金属发电装置进行聚焦。

由多个太阳能镜与多个碱金属发电装置组成的太阳能聚焦碱金属发电系统，多个太阳能镜根据太阳能采集效率进行最优的聚焦，每个太阳能镜可以根据太阳能采集效率的原则选择距离最近或者最优的碱金属发电装置的原则，最优的进行聚焦选择。这种选择可以是多个太阳能镜组成为一组太阳能镜，共同选择最优的一个碱金属发电装置，实现太阳能的采集和利用。多个太阳镜中可以有太阳能镜在跟踪过程中聚焦于一个碱金属发电装置，但是至少有一个或者一组聚焦于两个以上的碱金属发电装置，或者根据需要聚焦于多个碱金属发电装置。

太阳能镜与碱金属发电装置采用下列一种方式进行匹配运动：

A、太阳能镜和太阳能镜支架与碱金属发电装置不相互连接，在太阳能镜或/和太阳能镜支架与碱金属发电装置上分别采用不同的跟踪控制装置，使太阳能镜或/和太阳能镜支架与碱金属发电装置分别进行运动；

B、至少有一个太阳能镜或/和太阳能镜支架与碱金属发电装置相互连接，并通过设置在太阳能镜支架或/和太阳能镜或/和碱金属发电装置上的跟踪控制装置使太阳能镜与碱金属发电装置一起进行运动。

所述太阳能镜支架由连接部件和至少一个转轴以及与地面或者安装部位进行连接的支撑件组成，由至少一个或者一组太阳能镜与太阳能镜支架组成太阳能采集系统，太阳能采集系统选择至少下列一种：

A、每个太阳能镜上设置有二个转轴，一个称为横轴另一个称为纵轴，横轴和纵轴相互交叉，包括成90度夹角，太阳能镜与含有此转轴的太阳能镜支架进行连接组成太阳能采集系统；

B、每个太阳能镜分别与二个转轴连接，一个称为横轴另一个称为纵轴，横轴和纵轴相互不交叉，一个转轴与太阳能镜上或者太阳能镜边框连接成为纵轴，另外一个与连接部件连接后再与太阳能镜连接成为横轴，太阳能镜与含有横轴与纵轴的太阳能镜支架进行连接组成太阳能采集系统；

C、多个太阳能镜相互串联在一个连接部件上组成一个串联组，每个串联组上的太阳能镜与一个转轴连接，此轴成为纵轴，多个串联组相互并联在一个连接部件上并与另外一个转轴进行连接，此轴成为横轴，横轴与纵轴相互交叉，包括成90度，太阳能镜与含有横轴与纵轴的太阳能镜支架进行连接组成太阳能采集系统；

D、多个太阳能镜相互串联在一个连接部件上组成一个串联组，每个串联组上的太阳能镜都与一个转轴连接，此轴成为纵轴，多个串联组相互并联在一个连接部件上并与另外一个转轴进行连接，此轴成为横轴，横轴与并纵轴不相互交叉, 太阳能镜与含有横轴与纵轴的太阳能镜支架进行连接组成太阳能采集系统；

E、由一个点聚焦的太阳能镜或者一组点聚焦的太阳能镜，与一个含有与地球自转轴平行或者组成小于90度夹角的转轴的太阳能镜支架进行连接。

由于采用了多个碱金属发电装置，因而可以实现最优的太阳能镜的采集，太阳能镜可以根据需要选择适当的碱金属发电装置进行聚焦，同时由于采用了多个碱金属发电装置，因而可以选取最优的碱金属发电装置聚焦，这样降低了太阳能跟踪的成本。

为了实现最优的跟踪，连接部件或者转轴可以采用不同的几何形状，以便于太阳能镜的跟踪适合于不同的碱金属发电装置，但是连接部件或者转轴几何形状选择自下列至少一种：

A、直线型的柱体，在柱体上设置有多个太阳能镜，优选直线与地球自转轴平行；

B、为曲线、抛物线型、复合抛物线型、双曲抛物线型的一种或多种；

C、为圆形、多边形、弧形、矩形的一种或多种。

所述碱金属发电装置支架由连接部件和至少一个转轴以及与地面或者安装部位进行连接的支撑件组成，碱金属发电装置与连接部件进行连接后再与转轴进行连接，再与支撑件进行连接；所述碱金属发电装置的连接部件或者其转轴的几何形状选择自下列至少一种：

A、直线型的柱体，在柱体上设置有多个太阳能镜，优选直线与地球自转轴平行；

B、为曲线、抛物线型、复合抛物线型、双曲抛物线型的一种或多种；

C、为圆形、多边形、弧形、矩形的一种或多种。

跟踪控制装置由集成跟踪控制装置和/或成套跟踪控制装置组成。

所述集成跟踪控制装置由动力提供部件、动力传送部件、计算机控制部件组成为一个集成器件，集成器件设置在太阳能镜支架或者碱金属发电装置支架上并与转轴进行连接，电子传感器件设置在太阳能镜或者碱金属发电装置上，在每一个转轴上设置有一个集成跟踪控制装置，电子传感器件将控制信号传送到集成器件中的计算机控制部件上，由集成控制装置通过控制一个转轴的转动实现对每一个太阳能镜跟踪控制；

所述成套跟踪控制装置由动力提供部件、动力传送部件、电子传感部件、计算机控制部件组成，电子传感器件设置在太阳能镜或者碱金属发电装置上，动力传送部件与转轴连接，动力传送部件设置在太阳能镜支架上，动力提供部件和计算机控制部件设置在太阳能镜支架上或者跟踪支架或者碱金属发电装置支架或者地面上，电子传感器件将控制信号传送计算机控制部件，控制动力传送部件提供动力经动力传送部件传送给转轴，实现对转轴的控制同时带动设置在转轴上的太阳能镜进行跟踪，多个太阳镜及转轴共同采用成套跟踪控制装置实现对太阳能的跟踪控制；

所述电子传感部件采用光学或者电子的传感器，以光学信号、物理地理位置信号、电子传感信号或者其组合，经单芯片机或者计算机内的软件进行计算，实现对太阳能的跟踪以及太阳能镜或者碱金属发电装置的驱动，光学信号、物理地理位置信号、电子传感信号或者其组合设置在太阳能镜上或者碱金属发电装置上或者周围并与计算机控制部件相连，计算机控制部件与动力提供部件相连，动力提供部件与动力传送部件相连接。

所述的动力提供部件，选自下列至少之一：

A、机械驱动器件；

B、相变驱动装置，采用密闭在一个空间的物质，随着温度的增大使其压力的增大，来推动运动机构，实现跟踪；

C、利用电能带动电机或液压装置驱动动力传输机构（10）来实现跟踪；

D、利用气体压力提供动力的装置。

所述的动力传送部件设置在连接部件或和支撑部件上，并与动力提供装置相连接，动力传送部件选择自下列一种或者多种：齿轮机构（10）、链条机构、涡轮蜗杆机构、铰链机构。

任何的点聚焦的太阳能镜都有用于本发明专利的太阳能采集，太阳能点聚焦的光学镜选择自下列一种或其组合：

A、点聚焦的透镜，包括玻璃、菲涅尔、非金属或非金属薄膜或薄镜组成的透镜；

B、点聚焦的反射镜，包括玻璃、菲涅尔、非金属或非金属薄膜或薄镜组成的透镜；

C、复合曲面点聚焦镜，包括复合抛物线、复合双曲抛物线镜；

D、有由多个平面镜或者曲面镜组成的一组太阳能镜，每组太阳能镜有一个点聚焦的焦点。

由于聚焦的为一个点的区域，可以将任何的碱金属发电装置设置在此区域内，甚至可以将碱金属发电装置与发电机组的设备一起设置在焦线区域，在焦线与太阳能镜的焦距范围内，都可以设置碱金属发电装置，根据温度与空间等要求，可以选择任何不大于焦距的范围设置碱金属发电装置。

在进行对太阳能的跟踪过程中，可能出现跟踪的误差，或者部分的太阳光由于散射等原因，经过第一次的太阳能光学镜线聚焦后太阳光处于碱金属发电装置之外的区域，为了减少此部分的损失，采用了二次聚焦，即在碱金属发电装置上设置一个二次聚焦的太阳能镜，对一次点聚焦损失的太阳能光经二次聚焦后将太阳能光聚焦到碱金属发电装置上。

可以将二次聚焦光学镜设置在碱金属发电装置上，与一次聚焦的太阳能镜一起转动，这样一次和二次聚焦的太阳能镜可以采用同一个跟踪设备和驱动设备实现对太阳能的二次聚焦，提高了太阳能利用的效率。

本发明选择的方案是实现本发明目的部分优选方案，任何符合本发明的原理的方案和技术、产品，都是本发明的保护范围。

采用本发明的系统具有以下优点：

1、采用本发明公布的太阳能的跟踪碱金属发电装置，充分发挥了塔式与碟式采集的优点，同时采用变焦跟踪技术，实现了低成本的利用，因而结合了碟式、塔式的优点，从而可以低成本的经济利用。

2、可以便于实现阵列的太阳能的利用，实现不同的太阳能产品的高效的大规模的利用；既可以小规模的家庭企业应用，也可以进行大规模的利用。

3、本发明可以实现多种的太阳能利用，包括对大重量的设备的应用，克服了现有的碟式系统的载重小、可靠性差、应用范围有限的缺点，极大的扩展了碟式太阳能利用的技术与范围。

4、将现有的碟式系统的跟踪与转换进行有效的分离，改变了现有的碟式系统定焦跟踪的缺点，在太阳能跟踪的过程中，碱金属发电装置保持不动，可以使碟式采集系统，发挥最大的优势，由于采用相对静止的太阳能转换利用设备的设计，因而可以使点聚焦系统具备多种的应用领域，极大的提供了碟式应用领域和方式。

5、本采集系统提高了塔式太阳能镜的采集时间和效率，同时采用单轴跟实现对点聚焦太阳能系统的利用。

附图说明

图1：4个太阳能镜2个太阳能利用设备上午的太阳能采集图；

图2：4个太阳能镜2个太阳能利用设备中午的太阳能采集图；

图3：4个太阳能镜2个太阳能利用设备下午的太阳能采集图；

图4：12个太阳能镜6个太阳能利用设备太阳能采集图；

图5：1*3移动点式太阳能跟踪利用系统；

图6：2*2移动点式太阳能跟踪利用系统；

图7：2*4移动点式太阳能跟踪利用系统；

图8：2*2*4移动点式太阳能跟踪利用系统。

附图中的标号具体含义如下：

1：太阳能利用设备（点聚焦区域），2：点聚焦太阳能镜，3：二次反射镜，4：太阳能镜支架，5：集成跟踪控制装置，6：动力提供装置（电机），7：动力传输装置，8：电子控制装置，9：太阳，10：将热能转换为电能的装置（发电机），11：蓄热器；12：太阳能利用设备支架，13：太阳能镜横轴，14：太阳能镜纵轴，15：太阳能利用设备连接部件，16：太阳能镜连接部件，17：联动机构，18：太阳能利用设备跟踪控制装置；19：太阳能设备1号位置，20：太阳能设备2号位置，21：太阳能设备3号位置；22：太阳能设备4号位置。

具体实施方式

实施例一：4个太阳能镜2个太阳能利用设备组成的移动点阵列太阳能采集利用系统

如附图1、2、3所示的由4个太阳能镜2个碱金属发电装置组成的移动点阵列太阳能采集利用系统，图1、2、3分别是在上午、中午、下午的太阳能采集以及利用情况，图1中上午，太阳由东方升起，1,2，3号太阳能镜分别将太阳能聚焦于1,2号碱金属发电装置上，实现太阳能的跟踪聚焦；图2为中午，太阳位于天空中央区域，1,2号太阳能镜分别将太阳能聚焦于1号碱金属发电装置上，3,4号太阳镜聚焦于2号太阳能留设备上，实现太阳能的跟踪聚焦；图3为下午，太阳位于西方降落，1碱金属发电装置从2号位置移动到1号位置，2碱金属发电装置从3号位置移动到2号位置，2号太阳能镜分别将太阳能聚焦于1号碱金属发电装置上，3,4号太阳能镜分别将太阳能聚焦于2号碱金属发电装置上实现太阳能的跟踪聚焦。四个太阳能镜分别聚焦于三个不同的碱金属发电装置上，其中1号太阳能镜利用率为上午至中午，4号太阳能镜利用时间为中午以及下午2,3太阳能镜利用时间为全天，这样提高了2,3号太阳能镜的利用时间，由于2,3号镜可以根据需要聚焦于2,3号碱金属发电装置上，因而在一天的跟踪过程中，可以优选2,3号碱金属发电装置，以太阳能利用效率为目标，同时，将碱金属发电装置根据太阳能的跟踪情况，随着太阳能的运动，在1,2,3号位置之间进行运动，当太阳能跟踪太阳能的过程中，碱金属发电装置也从2,3号位置，移动到1,2号位置，提高了太阳能镜的采集效率。

实施例二：12个太阳能镜6个太阳能利用设备组成的移动点阵列太阳能采集利用系统

本实施例如图4所示由12个太阳能镜6个碱金属发电装置组成的移动点阵列太阳能采集利用系统，12个太阳能镜分按照三行四列的阵列进行布置，6个碱金属发电装置按照3行2列的阵列进行布置，碱金属发电装置分别设置在三行太阳能镜的中间区域。

在上午、中午、下午不同的时间段内，1-12号太阳能镜可以选择1-6号不同的碱金属发电装置进行聚焦，根据实际获得的太阳能采集效率，选择不同的聚焦点进行聚焦，处于不同位置的1-12号太阳能镜，可以聚焦的碱金属发电装置的选择的也不同，对于处于两侧的1,5,9,4,8,12号太阳能镜，可以有2个碱金属发电装置可以选择进行聚焦，对于处于两侧中间的2,3,10,11号太阳能镜，可以选择三个碱金属发电装置及性能聚焦，处于中央区域的6,7号太阳能镜，可以选择1-6号共六个碱金属发电装置进行聚焦，因而每个太阳能镜，根据其位置的不同，可以分别选择2,3,6个碱金属发电装置，实现太阳能的聚焦利用。

碱金属发电装置由1-6号构成，其中1,2,3号为一列，4,5,6号为第二列，1-6号碱金属发电装置在太阳能跟踪过程中，每天早晨至晚上，1号碱金属发电装置从1好位置移动到2号位置，2号碱金属发电装置从2好位置移动到3号位置，3号碱金属发电装置从3好位置移动到4号位置，同样，4号碱金属发电装置从1好位置移动到2号位置，5号碱金属发电装置从2好位置移动到3号位置，6号碱金属发电装置从3好位置移动到4号位置；在本实施例中，碱金属发电装置进行水平的移动，在跟踪太阳能的过程中，太阳能设备进行水平的移动。

本发明的的移动点阵列采集系统，每个太阳能镜可以根据聚焦的情况优选不同的碱金属发电装置实现不同的聚焦，这样大大的提高了太阳能镜的利用效率，降低了太阳能镜的成本，增加了系统可靠性。

实施例三：1*3移动点太阳能跟踪利用系统

如附图5所示，本实施例例采用三个抛物线碟式太阳能镜（2），设置在一个抛物线型连接部件上，每一个太阳能镜通过一个系统轴与抛物线型连接部件进行连接，该系统轴中的横轴与纵轴相互垂直，该实施例为三个设置在连接部件上的系统轴构成的太阳能镜支架，连接部件不运动，而三个系统轴运动，太阳能跟踪控制装置设置与每一个系统轴相互连接，在每个太阳能镜（2）上设置物理及光学传感器，太阳能跟踪控制装置是由电机、传动齿轮及电子控制部分组成的集成电子控制装置，采用物理与光学跟踪互补的跟踪系统，实现对太阳能的跟踪，同时，在碱金属发电装置上，设置有太阳能设备跟踪控制装置，使得碱金属发电装置在跟踪太阳能的过程中，可以以碱金属发电装置支架为圆点进行转动，每天的跟踪转动弧度小于45度。在太阳从东方升起西方降落的过程中，三个碟式采集系统通过太阳能跟踪系统的控制，完成对太阳能系统的跟踪，每个太阳能镜围绕每个系统轴进行运动，碱金属发电装置为一个光伏发电电池，将太阳能转换为电能，设置在点聚焦的焦点的区域内，同时设备有冷却系统，实现对太阳能电池板的冷却，其余热作为太阳能热能进行利用。碱金属发电装置与地面连接，在太阳能运动过程中，碱金属发电装置始终处于焦点的位置上保持相对静止。

实施例四：2*2阵列固定点太阳能采集利用系统

如附图6所示，本实施例通过2*2阵列的复合抛物线碟式太阳能镜实现太阳能的采集，每个太阳能镜通过一个直线型连接部件（16）与直线型横轴（13）进行连接，太阳能镜与连接部件连接后再与横轴连接，四个太阳能镜设置在一个直线柱体横轴（13）上，四个太阳能镜分别设置在横轴的两端，呈对称布局，横轴与地球自转轴平行，每一个太阳能镜设置一个纵轴，左面的两个太阳能镜的纵轴与横轴的夹角为30度，右面的两个太阳能镜的纵轴与横轴的夹角为60度，每个太阳能镜与纵轴相互连接，在横轴上设置由一个动力提供装置以及动力传输装置、电子控制装置集成的跟踪控制装置，在每个纵轴上设置由一个动力提供装置以及动力传输装置、电子控制装置集成的跟踪控制装置，在每个太阳能镜上设置有光学传感器和物理传感器，每个太阳镜上的光学传感器和物理传感器将采集的信号传输给电子控制装置，电子控制装置根据软件程序发出信号给五个动力提供装置，通过动力传输装置实现对五个轴的驱动，实现太阳能跟踪控制(5)，此实施例是由一个横轴以及四个纵轴组成的太阳能镜支架，横轴与纵轴不相互交叉，五个轴都是相互独立的运行，碱金属发电装置（1）设置在太阳能镜阵列的上方，碱金属发电装置连接部件（15）为一个半圆形的结构，碱金属发电装置在跟踪太阳能的过程中，沿着半圆型的连接部件（15）进行运动。采用一个小型ORC循环的发电系统，实现了太阳能的热发电，在太阳能焦点区域，设置有二次聚焦装置（3）。

实施例五：9个菲涅尔镜阵列固定点太阳能采集利用系统

如附图7所示，9个菲涅尔镜设置在一个矩形六面体的连接部件上，顶部设置有6个，侧面设置有2个，后侧设置有一个，顶部和侧部为透射镜，后侧为反射镜，连接部件为六面体，连接部件与地球自转平行的横轴（13）进行连接，在每个菲涅尔镜上设置有电子控制传感器装置（8），通过跟踪控制装置设置对太阳能的控制，在横轴上设置有集成的电子控制装置，通过设置在每个菲涅尔镜上的传感器提供信号给集成控制器，实现对太阳能镜的跟踪控制。在横轴的跟踪控制装置上设置有联动机构（17），在跟踪控制机构实现对横轴的控制过程中，利用联动机构直接控制后侧设置的菲涅尔镜。本实施例为一个与地球自转平行的轴与一个联动机构组成的太阳能镜支架，其连接部件的形状为六面体。碱金属发电装置为一个太阳能热电联产发电机组，设置在菲涅尔镜的下面，太阳光（9）通过透镜聚焦到太阳能利用利用设备上，实现了太阳能的利用。碱金属发电装置有一个碱金属发电装置支架支撑，在碱金属发电装置上设置跟踪控制装置（18），在跟踪太阳能的过程中，碱金属发电装置沿着圆柱进行直线运动，在菲涅尔镜跟踪太阳能的过程中始终保持与地面相对静止。

实施例六：2*2*4阵列固定点太阳能采集利用系统

如图8所示，本实施例采用16个太阳能镜，按照上下两排进行排列布局，每排采用2*4的结构，在上排的2*4结构中采用8个太阳能镜为点聚焦的反射镜，每个反射镜与直线柱体连接部件进行连接，连接部件与可运动的横轴(13)进行连接，在横轴上设置有跟踪驱动系统，在8个太阳能镜上还设置有8个纵轴（14），纵轴与横轴垂直但不相互交叉，每个纵轴上设置有集成跟踪控制器件。在每个菲涅尔镜上设置有传感器，将信号提供给电子控制部件，电子控制部件提供控制信号给一个横轴(13)以及8个纵轴的动力提供部件，动力提供部件提供动力给动力传输部件，电子控制部件设置在地面上，动力提供部件、动力传输部件设置在太阳能镜支架上，动力传输部件与横轴和纵轴进行连接，实现对太阳能的跟踪，将太阳能光反射到太阳能利用部件上；此部分有一个横轴和八个纵轴组成太阳能镜支架，横轴和纵轴不相互接触交叉。

在下排的2*4结构中采用8个太阳能镜为抛物线反射镜，为超薄玻璃制造的抛物线反射镜，每四个反射镜与一个抛物线型的连接部件（16）进行连接，8个反射镜设置在一个共同的横轴上，横轴与地球自转轴夹角为5度，在横轴上设置有跟踪控制系统，每个反射镜上安装有物理和光学传感器，传感器提供信号给横轴的跟踪控制装置，实现对太阳能的跟踪。此部分仅设置有一个横轴。同时利用抛物线型连接部件，将每四个太阳能镜组成为一个槽型跟踪系统。从而可以采用单个横轴实现对太阳能的跟踪。

碱金属发电装置设置有一个移动（2号）的和一个固定的（1号），太阳能利用设2号上设置有跟踪控制装置，2号碱金属发电装置的连接部件为一个三角形的结构，2号碱金属发电装置沿着斜边进行运动，1号碱金属发电装置保持固定，在早晨的时候，太阳能镜聚焦于1号碱金属发电装置，然后根据太阳能聚焦效率，当聚焦于2号碱金属发电装置高于1号设备时，将太阳能聚焦于2号设备上，实现太阳能的高效采集以及利用。

本实施例中，碱金属发电装置为一个黑体光热转换装置，实现高温的太阳能采集。

将多组的100*2*2*4阵列形成一个太阳能热采集系统，将100个由热管构成的太阳能黑体光热转换器进行连接，将热能进行储存或者输送到发电设备中，实现太阳能的热发电。

Claims (8)

1.一种移动点阵列太阳能连接式聚焦碱金属发电系统，包括至少一个碱金属发电装置（1）、可以采集太阳能的太阳能镜(2)、支撑太阳能镜的太阳能镜支架装置(4)、动力提供装置、动力传送装置，以及电子控制系统，其特征是：至少一个或者一组点聚焦的太阳能镜以及至少一个碱金属发电装置；碱金属发电装置设置在太阳能镜聚焦的点状的区域内，并设置在太阳能镜的上方或者下方，碱金属发电装置设置在碱金属发电装置支架上（12），太阳能镜设置在太阳能镜支架上，在太阳能镜支架或/和太阳能镜或/和碱金属发电装置上设置有跟踪控制装置，跟踪控制装置控制太阳能镜在太阳光变化时将太阳光聚焦到至少一个碱金属发电装置上，在每天的太阳能跟踪过程中聚焦于至少一个碱金属发电装置上，在太阳能镜跟踪太阳能过程中碱金属发电装置进行运动，实现太阳能的跟踪聚焦利用；

多个太阳能镜或者多组太阳能镜在跟踪太阳能过程中将太阳光聚焦到至少一个碱金属发电装置上，在每天的太阳能跟踪过程，至少有一个或者一组太阳能镜聚焦于至少二个碱金属发电装置上，每个或者每组太阳能镜选择可以达到最高的太阳能利用效率的碱金属发电装置进行聚焦；

太阳能镜与碱金属发电装置采用下列方式进行匹配运动：至少有一个太阳能镜或/和太阳能镜支架与碱金属发电装置相互连接，并通过设置在太阳能镜支架或/和太阳能镜或/和碱金属发电装置上的跟踪控制装置使太阳能镜与碱金属发电装置一起进行运动。

2.根据权利要求1所述的一种移动点阵列太阳能连接式聚焦碱金属发电系统，其特征是：所述太阳能镜支架由连接部件和至少一个转轴以及与地面或者安装部位进行连接的支撑件组成，由至少一个或者一组太阳能镜与太阳能镜支架组成太阳能采集系统，太阳能采集系统选择至少下列一种：

A、每个太阳能镜上设置有二个转轴，一个称为横轴另一个称为纵轴，横轴和纵轴相互交叉，包括成90度夹角，太阳能镜与含有此转轴的太阳能镜支架进行连接组成太阳能采集系统；

B、每个太阳能镜分别与二个转轴连接，一个称为横轴另一个称为纵轴，横轴和纵轴相互不交叉，一个转轴与太阳能镜上或者太阳能镜边框连接成为纵轴，另外一个与连接部件连接后再与太阳能镜连接成为横轴，太阳能镜与含有横轴与纵轴的太阳能支架进行连接组成太阳能采集系统；

C、多个太阳能镜相互串联在一个连接部件上组成一个串联组，每个串联组上的太阳能镜与一个转轴连接，此轴成为纵轴，多个串联组相互并联在一个连接部件上并与另外一个转轴进行连接，此轴成为横轴，横轴与纵轴相互交叉，包括成90度，太阳能镜与含有横轴与纵轴的太阳能支架进行连接组成太阳能采集系统；

D、多个太阳能镜相互串联在一个连接部件上组成一个串联组，每个串联组上的太阳能镜都与一个转轴连接，此轴成为纵轴，多个串联组相互并联在一个连接部件上并与另外一个转轴进行连接，此轴成为横轴，横轴与并纵轴不相互交叉, 太阳能镜与含有横轴与纵轴的太阳能支架进行连接组成太阳能采集系统；

E、由一个点聚焦的太阳能镜或者一组点聚焦的太阳能镜，与一个含有与地球自转轴平行或者组成小于90度夹角的转轴的太阳能支架进行连接。

3.根据权利要求2所述的一种移动点阵列太阳能连接式聚焦碱金属发电系统，其特征是：连接部件或者转轴的几何形状选择自下列至少一种：

A、直线型的柱体，在柱体上设置有多个太阳能镜，优选直线与地球自转轴平行；

B、为曲线、抛物线型、复合抛物线型或双曲抛物线型的一种或多种；

C、为圆形、多边形、弧形或矩形的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种移动点阵列太阳能连接式聚焦碱金属发电系统，其特征是：所述碱金属发电装置支架由连接部件和至少一个转轴以及与地面或者安装部位进行连接的支撑件组成，碱金属发电装置与连接部件进行连接后再与转轴进行连接，再与支撑件进行连接；

所述连接部件或者转轴的几何形状选择自下列至少一种：

A、直线型的柱体，在柱体上设置有多个太阳能镜，优选直线与地球自转轴平行；

B、为曲线、抛物线型、复合抛物线型或双曲抛物线型的一种或多种；

C、为圆形、多边形、弧形或矩形的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种移动点阵列太阳能连接式聚焦碱金属发电系统，其特征是：所述跟踪控制装置由集成跟踪控制装置和/或成套跟踪控制装置组成：

所述集成跟踪控制装置由动力提供部件、动力传送部件、计算机控制部件组成为一个集成器件，集成器件设置在太阳能镜支架或者碱金属发电装置支架上并与转轴进行连接，电子传感器件设置在太阳能镜或者碱金属发电装置上，在每一个转轴上设置有一个集成跟踪控制装置，电子传感器件将控制信号传送到集成器件中的计算机控制部件上，由集成控制装置通过控制一个转轴的转动实现对每一个太阳能镜跟踪控制；

所述成套跟踪控制装置由动力提供部件、动力传送部件、电子传感部件、计算机控制部件组成，电子传感器件设置在太阳能镜或者碱金属发电装置上，动力传送部件与转轴连接，动力传送部件设置在太阳能镜支架上，动力提供部件和计算机控制部件设置在太阳能镜支架上或者跟踪支架或者碱金属发电装置支架或者地面上，电子传感器件将控制信号传送计算机控制部件，控制动力传送部件提供动力经动力传送部件传送给转轴，实现对转轴的控制同时带动设置在转轴上的太阳能镜进行跟踪，多个太阳镜及转轴共同采用成套跟踪控制装置实现对太阳能的跟踪控制；

所述电子传感部件采用光学或者电子的传感器，以光学信号、物理地理位置信号、电子传感信号或者其组合，经单芯片机或者计算机内的软件进行计算，实现对太阳能的跟踪以及太阳能镜或者碱金属发电装置的驱动，光学信号、物理地理位置信号、电子传感信号或者其组合设置在太阳能镜上或者碱金属发电装置上或者周围并与计算机控制部件相连，计算机控制部件与动力提供部件相连，动力提供部件与动力传送部件相连接。

6.根据权利要求5所述的一种移动点阵列太阳能连接式聚焦碱金属发电系统，其特征是：所述的动力提供部件，选自下列至少之一：

A、机械驱动器件；

B、相变驱动装置，采用密闭在一个空间的物质，随着温度的增大使其压力的增大，来推动运动机构，实现跟踪；

C、利用电能带动电机或液压装置驱动动力传输机构（10）来实现跟踪；

D、利用气体压力提供动力的装置；

所述的动力传送部件设置在连接部件或和支撑部件上，并与动力提供装置相连接，动力传送部件选择自下列一种或者多种：齿轮机构（10）、链条机构、涡轮蜗杆机构、铰链机构。

7.根据权利要求1所述的一种移动点阵列太阳能连接式聚焦碱金属发电系统，其特征是：太阳能点聚焦的光学镜选择自下列一种或其组合：

A、点聚焦的透镜，包括玻璃、菲涅尔、非金属或非金属薄膜或薄镜组成的透镜；

B、点聚焦的反射镜，包括玻璃、菲涅尔、非金属或非金属薄膜或薄镜组成的透镜；

C、复合曲面点聚焦镜，包括复合抛物线、复合双曲抛物线镜；

D、有由多个平面镜或者曲面镜组成的一组太阳能镜，每组太阳能镜有一个点聚焦的焦点。

8.根据权利要求1所述的一种移动点阵列太阳能连接式聚焦碱金属发电系统，其特征是：为了减少一次点聚焦太阳能镜的聚焦误差，在碱金属发电装置周围设置有二次聚焦太阳能镜，对一次点聚焦之后的太阳能光进行二次聚焦到碱金属发电装置上。