CN106873642A - 一种太阳光线追踪反射装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种太阳光线追踪反射装置。一种太阳光线追踪反射装置，包括：反射镜组件、俯仰驱动组件、方位驱动组件和立柱组件，所述俯仰驱动组件分别连接反射镜组件和方位驱动组件，所述立柱组件可转动的连接在所述方位驱动组件的下方，所述俯仰驱动组件包括分别铰接在第一铰接座和第二铰接座上的第一推杆和第二推杆，且所述第一推杆活动连接在第一铰接座上，所述第二推杆的顶端与所述反射镜组件连接，所述反射镜组件通过第一推杆和第二推杆的联动在竖直180°范围内旋转。通过具有双推杆结构的所述俯仰驱动组件推动所述反射镜组件在竖直180°范围内旋转，便于反射镜控制及积雪清扫等工作。

Description

一种太阳光线追踪反射装置

技术领域

本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种太阳光线追踪反射装置。

背景技术

塔式太阳能光热电站是一种聚焦式太阳能热发电系统。塔式系统是在地面建立一座集热塔，塔顶安装集热器，集热塔周围安装一定数量的定日镜，定日镜将太阳光聚集到塔顶的集热器上，通过加热集热器内的工质产生高温蒸汽，推动汽轮机发电。

集热塔周围的大量定日镜构成镜场，由镜场控制系统控制镜场中的每一面定日镜使其聚焦太阳光斑投射到集热器的目标位置。太阳在运行过程中其高度角和方位角随时间不断变化，要使定日镜聚焦光斑时刻投射到集热器上，需要定日镜跟随太阳不断调整自己的姿态，一般定日镜采用俯仰轴和方位轴，两轴跟踪控制方式，俯仰轴用于追踪高度角变化，方位轴用于追踪太阳方位角变化。

现有塔式定日镜开环控制结构简单易于实现，但是由于该方法无法消除跟踪系统机械偏差并且在连续跟踪过程中会产生累积误差，导致跟踪精度不高，并且随着定日镜工作时间越久机械磨损会导致跟踪精度不断降低。由于定日镜跟踪精度低会导致无法精确控制定日镜聚焦光斑在集热器上的投射位置，从而无法精确控制集热器上的能量密度分布，增加了集热器控制难度并且会造成集热器局部温度过高损坏集热器或集热器局部温度过低导致内部工质冻结等问题。现有的塔式定日镜俯仰角转轴一般采用单个推杆驱动，驱动角度有限不利于降雪时除雪及大风时定日镜旋转到特定角度进行保护。

发明内容

本发明的目的在于提出一种太阳光线追踪反射装置，通过具有双推杆结构的所述俯仰驱动组件推动所述反射镜组件在竖直180°范围内旋转，便于反射镜控制及积雪清扫等工作。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种太阳光线追踪反射装置，包括：反射镜组件、俯仰驱动组件、方位驱动组件和立柱组件，所述俯仰驱动组件分别连接反射镜组件和方位驱动组件，所述立柱组件可转动的连接在所述方位驱动组件的下方，所述俯仰驱动组件包括分别铰接在第一铰接座和第二铰接座上的第一推杆和第二推杆，且所述第一推杆活动连接在第一铰接座上，所述第二推杆的顶端与所述反射镜组件连接，所述反射镜组件通过第一推杆和第二推杆的联动在竖直180°范围内旋转。

作为本技术方案的优选方案之一，所述第二铰接座上还连接有第一螺孔，所述第一推杆上还设置有与第一螺孔相匹配的外螺纹，所述反射镜组件上还设置有第二螺孔，所述第二推杆上还设置有与第二螺孔相匹配的外螺纹，所述第二推杆通过第二螺孔与反射镜组件的固定轴活动连接，所述反射镜组件上还设置有与固定轴平行且由设定间距的俯仰轴，所述俯仰轴活动铰接在方位驱动组件上；所述第一铰接座固定连接在所述方位驱动组件上，所述第二铰接座可转动的铰接在所述方位驱动组件上，所述第二铰接座位于所述第一铰接座的上方。

作为本技术方案的优选方案之一，所述第一推杆的下端连接第一减速机，所述第一减速机连接第一推杆电机，所述第二推杆的下端连接有第二减速机，所述第二减速机连接第二推杆电机。

作为本技术方案的优选方案之一，所述俯仰轴上还设置有俯仰轴旋转位置传感器，所述俯仰轴旋转位置传感器、第一推杆电机和第二推杆电机分别连接控制装置。

作为本技术方案的优选方案之一，所述方位驱动组件包括方位轴和设置在方位轴下端的方位轴减速机，所述方位轴减速机连接方位轴电机，所述方位轴的顶部还固定连接有连接件，所述连接件与所述俯仰轴铰接。

作为本技术方案的优选方案之一，所述方位轴的顶部还设置有方位轴旋转位置传感器，所述方位轴旋转位置传感器、所述方位轴电机和所述方位轴分别连接控制装置。

作为本技术方案的优选方案之一，所述方位轴的下端还固定连接有旋转支架，所述旋转支架的下方居中连接有旋转套筒，所述旋转套筒可旋转的套设在支柱组件的端部。

作为本技术方案的优选方案之一，所述立柱组件包括立柱，所述立柱的端部为与旋转套筒相匹配的锥形端部，所述锥形端部和旋转套筒之间可旋转的卡接，所述锥形端部和旋转套筒之间还设置有自动锁定机构，所述锥形端部的上方还连接有多层滑环，所述多层滑环内设置有与电机和/或控制装置连接的电线。

作为本技术方案的优选方案之一，所述反射镜组件包括反射镜框架和安装在反射镜框架内的至少一个反射镜，所述俯仰轴水平固定连接在所述反射镜框架中部，所述第二螺孔设置在所述固定轴的中部，所述俯仰轴与所述固定轴平行，所述反射镜框架上至少一个边设置有保护边。

作为本技术方案的优选方案之一，所述反射镜框架上还设置有wifi天线。

有益效果：通过具有双推杆结构的所述俯仰驱动组件推动所述反射镜组件在竖直180°范围内旋转，便于反射镜控制及积雪清扫等工作；所通过俯仰轴旋转位置传感器、第一减速机、第二减速机、第一推杆电机和第二推杆电机实现第一推杆和第二推杆按照设定的角度带动俯仰轴旋转，旋转的过程中通过俯仰轴旋转位置传感器确定俯仰轴的旋转位置,对俯仰轴实现位置闭环控制,提高控制精度和可靠性；所述控制装置通过俯仰轴旋转位置传感器、第一减速机、第二减速机、第一推杆电机和第二推杆电机实现第一推杆和第二推杆按照设定的角度带动俯仰轴旋转，旋转的过程中通过俯仰轴旋转位置传感器确定俯仰轴的旋转位置,对俯仰轴实现位置闭环控制,提高控制精度和可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的太阳光线追踪反射装置的结构示意图一；

图2是本发明实施例1提供的太阳光线追踪反射装置的结构示意图二；

图3是本发明实施例1提供的太阳光线追踪反射装置的结构示意图三；

图4是本发明实施例1提供的太阳光线追踪反射装置的结构示意图四；

图5是本发明实施例1提供的俯仰驱动组件的结构示意图；

图6是本发明实施例1提供的副梁结构的结构示意图。

图中：

1、反射镜组件；2、俯仰驱动组件；3、方位驱动组件；4、立柱组件；11、反射镜框架；12、俯仰轴；13、反射镜；14、斜拉筋；15、固定轴；21、第一推杆；22、第二推杆；23、第一铰接座；24、第二铰接座；25、第一螺孔；26、第二螺孔；27、俯仰轴旋转位置传感器；110、连接块；111、调节梁；211、第一推杆电机；212、第一减速机；221、第二推杆电机；222、第二减速机；31、方位轴；32、连接件；311、方位轴电机；312、方位轴减速机；313、方位轴旋转位置传感器；41、立柱；42、固定套。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

本发明提供了一种太阳光线追踪反射装置，如图1-5所示，包括：反射镜组件1、俯仰驱动组件2、方位驱动组件3和立柱组件4，所述俯仰驱动组件2分别连接反射镜组件1和方位驱动组件3，所述立柱组件4通过法兰可转动的连接在所述方位驱动组件3的下方，所述反射镜组件1在所述俯仰驱动组件2的驱动下在竖直面内旋转，所述反射镜组件1在所述方位驱动组件3的作用下在水平面内旋转，所述俯仰驱动组件2通过双推杆结构推动所述反射镜组件1在竖直180°范围内旋转，便于反射镜控制及积雪清扫等工作。

所述反射镜组件1包括反射镜框架11和安装在反射镜框架11内的至少一个反射镜13，所述反射镜框架11上水平焊接有俯仰轴21，所述俯仰轴21的上方还设置有固定轴15，所述方位驱动组件3包括方位轴31，所述俯仰驱动组件2包括分别铰接在第一铰接座23和第二铰接座24上的第一推杆21和第二推杆22，且所述第一推杆21活动连接在第一铰接座23上，所述第二推杆22的顶端与所述反射镜组件1连接，所述第二铰接座24上还连接有第一螺孔25，所述第一推杆21上还设置有与第一螺孔25相匹配的外螺纹，所述反射镜组件1上还设置有第二螺孔26，所述第二推杆22上还设置有与第二螺孔26相匹配的外螺纹，，所述第二推杆22通过第二螺孔26与反射镜组件1的固定轴15活动连接，所述第二螺孔26设置在所述固定轴15的中部；所述第一铰接座23固定连接在所述方位驱动组件3上，所述第二铰接座24可转动的铰接在所述方位驱动组件3上，所述第二铰接座24位于所述第一铰接座23的上方。所述反射镜组件1通过第一推杆21和第二推杆22的联动在竖直180°范围内旋转。所述第一螺孔25和第二螺孔26上均设置有限位触片，用于对第一推杆21和第二推杆22的运行轨迹进行限位。

在具体实施中，所述第一推杆21的下端连接第一减速机212，所述第一减速机212连接第一推杆电机211，所述第二推杆22的下端连接有第二减速机222，所述第二减速机222连接第二推杆电机221。所述俯仰轴12上还设置有俯仰轴旋转位置传感器27，所述俯仰轴旋转位置传感器27、第一推杆电机211和第二推杆电机221分别连接控制装置。所述控制装置通过俯仰轴旋转位置传感器27、第一减速机212、第二减速机222、第一推杆电机211和第二推杆电机221实现第一推杆21和第二推杆22按照设定的角度带动俯仰轴12旋转，旋转的过程中通过俯仰轴旋转位置传感器27确定俯仰轴12的旋转位置,对俯仰轴12实现位置闭环控制,提高控制精度和可靠性。

所述方位驱动组件3包括方位轴31和设置在方位轴31下端的方位轴减速机312，所述方位轴减速机312连接方位轴电机311，所述方位轴31的顶部还固定连接有连接件32，所述连接件32与所述俯仰轴12铰接。所述方位轴31的顶部还设置有方位轴旋转位置传感器313，所述方位轴旋转位置传感器313、所述方位轴电机311减速机连接控制装置。

方位轴31由方位轴电机311通过方位轴减速机312驱动方位轴31旋转,在方位轴31旋转的过程中通过方位轴旋转位置传感器313确定方位轴31的旋转位置,对方位轴31实现位置闭环控制,提高控制精度和可靠性。

所述方位轴31的下端还固定连接有旋转支架，所述旋转支架的下方居中连接有旋转套筒42，所述旋转套筒42可旋转的套设在支柱组件4的端部。设置有多层滑环，所述多层滑环内设置有与俯仰轴旋转位置传感器27、第一减速机212、第二减速机222、第一推杆电机211、第二推杆电机221、方位轴旋转位置传感器313、所述方位轴电机311和所述方位轴减速机311线连接的电线。

所述立柱组件4包括立柱41，所述立柱41的端部为与旋转套筒42相匹配的锥形端部，所述锥形端部和旋转套筒42之间可旋转的卡接，所述锥形端部和旋转套筒42之间还设置有自动锁定机构，所述锥形端部的上方还连接有多层滑环，所述多层滑环内设置有与电机和/或控制装置连接的电线。所述立柱41固定在地面上，所述旋转套筒42为圆筒形的旋转套，所述立柱41的锥形端部一体式连接在立柱41上，所述旋转套筒42通过其上端固定的旋转支架固定连接在方位轴31上，所述锥形端部和旋转套筒42之间的自动锁定机构对称设置在锥形端部和旋转套筒42之间，以保持固定套42和立柱41之间的稳定性。

所述反射镜组件1包括反射镜框架11和安装在反射镜框架11内的至少一个反射镜13，所述反射镜框架11与俯仰轴12固定连接，所述反射镜框架11包括至少一个用于安装反射镜13的镜面支撑板，至少一个镜面支撑板上有设定弧度，以使得安装具有一定弧度的镜面支撑板上的反射镜13的镜面具有相应的弧度，所述镜面支撑板的中部横向设置有可调整弧度的副梁结构，如图6所示，所述副梁结构包括具有可调节件的连接块110以及连接在连接块110两侧的调节梁111，所述调节梁111通过可调节件的调节与连接块110成不同的弧度，所述调节梁111的外侧连接在反射镜框架1的两侧边上，并承载镜面支撑板，所述镜面支撑板在自身张力和具有设定弧度的副梁结构的作用下，对反射镜13的弧度进行相应的修正，使其达到设定的弧度要求。可调节弧度的副梁结构，通过微调角度，实现多块反射镜13聚光作用，增强了反射镜13的聚光效率。所述保护边可以辅助反射镜13产生弧度，所述保护边在实际应用中可以兜住并保护反射镜13，用于防止反射镜13受外力或倾斜时掉出。镜面支撑板与反射镜13的接触面为平面，所述反射镜13可以通过粘接的形式固定连接在镜面支撑板上，也可以通过压条压杆的结构固定连接在镜面支撑板上。当所述反射镜13可以通过粘接的形式固定连接在镜面支撑板上，所述接触面涂有粘接剂，所述镜面支撑板与反射镜13的背面通过粘接剂相粘接。当时通过粘接的方式连接的反射镜13存在涂胶容易老化粘接不牢固的问题。当所述反射镜13通过压条压杆的结构固定连接在镜面支撑板上时，所述反射镜13通过4个压条和加强横条沿其周边和中部固定连接在所述反射镜框架11和镜面支撑板上，所述反射镜13通过压条压杆固定连接在镜面支撑板上的连接方式实现双推杆作180°翻转后，保证反射镜13具有足够支撑力，解决上述粘接方式涂胶容易硬化粘连不牢靠的问题。所述反射镜框架11的上部的边上装有无线通信天线。

为了在野外的环境中给予反射镜框架11足够的支撑力，所述反射镜框架11上至少有一组斜拉筋14，所述斜拉筋14有两个，分别从反射镜框架11的顶部伸出与俯仰轴12的两端相连接，且所述两个斜拉筋14对称设置在反射镜框架11的中部，所述两个斜拉筋与俯仰轴12形成稳定的三角形支撑结构，大大增大了反射镜框架11的支撑性能。所述俯仰轴12水平焊接在反射镜框架11中部，所述俯仰轴12与反射镜框架11上与俯仰轴12相垂直的方向上还连接有多个钣金支撑板，所述钣金支撑板的一侧还焊接有钣金加强板。

综上所述，通过具有双推杆结构的所述俯仰驱动组件推动所述反射镜组件在竖直180°范围内旋转，便于反射镜控制及积雪清扫等工作；所通过俯仰轴旋转位置传感器、第一减速机、第二减速机、第一推杆电机和第二推杆电机实现第一推杆和第二推杆按照设定的角度带动俯仰轴旋转，旋转的过程中通过俯仰轴旋转位置传感器确定俯仰轴的旋转位置,对俯仰轴实现位置闭环控制,提高控制精度和可靠性；所述控制装置通过俯仰轴旋转位置传感器、第一减速机、第二减速机、第一推杆电机和第二推杆电机实现第一推杆和第二推杆按照设定的角度带动俯仰轴旋转，旋转的过程中通过俯仰轴旋转位置传感器确定俯仰轴的旋转位置,对俯仰轴实现位置闭环控制,提高控制精度和可靠性。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳光线追踪反射装置，其特征在于，包括：反射镜组件(1)、俯仰驱动组件(2)、方位驱动组件(3)和立柱组件(4)，所述俯仰驱动组件(2)分别连接反射镜组件(1)和方位驱动组件(3)，所述立柱组件(4)可转动的连接在所述方位驱动组件(3)的下方，所述俯仰驱动组件(2)包括分别铰接在第一铰接座(23)和第二铰接座(24)上的第一推杆(21)和第二推杆(22)，且所述第一推杆(21)活动连接在第一铰接座(23)上，所述第二推杆(22)的顶端与所述反射镜组件(1)连接，所述反射镜组件(1)通过第一推杆(21)和第二推杆(22)的联动在竖直180°范围内旋转。

2.根据权利要求1所述的太阳光线追踪反射装置，其特征在于，所述第二铰接座(24)上还连接有第一螺孔(25)，所述第一推杆(21)上还设置有与第一螺孔(25)相匹配的外螺纹，所述反射镜组件(1)上还设置有第二螺孔(26)，所述第二推杆(22)上还设置有与第二螺孔(26)相匹配的外螺纹，所述第二推杆(22)通过第二螺孔(26)与反射镜组件(1)的固定轴(15)活动连接，所述反射镜组件(1)上还设置有与固定轴(15)平行且由设定间距的俯仰轴(12)，所述俯仰轴(12)活动铰接在方位驱动组件(3)上；所述第一铰接座(23)固定连接在所述方位驱动组件(3)上，所述第二铰接座(24)可转动的铰接在所述方位驱动组件(3)上，所述第二铰接座(24)位于所述第一铰接座(23)的上方。

3.根据权利要求2所述的太阳光线追踪反射装置，其特征在于，所述第一推杆(21)的下端连接第一减速机(212)，所述第一减速机(212)连接第一推杆电机(211)，所述第二推杆(22)的下端连接有第二减速机(222)，所述第二减速机(222)连接第二推杆电机(221)。

4.根据权利要求3所述的太阳光线追踪反射装置，其特征在于，所述俯仰轴(12)上还设置有俯仰轴旋转位置传感器(27)，所述俯仰轴旋转位置传感器(27)、第一推杆电机(211)和第二推杆电机(221)分别连接控制装置。

5.根据权利要求2-4任一项所述的太阳光线追踪反射装置，其特征在于，所述方位驱动组件(3)包括方位轴(31)和设置在方位轴(31)下端的方位轴减速机(312)，所述方位轴减速机(312)连接方位轴电机(311)，所述方位轴(31)的顶部还固定连接有连接件(32)，所述连接件(32)与所述俯仰轴(12)铰接。

6.根据权利要求5所述的太阳光线追踪反射装置，其特征在于，所述方位轴(31)的顶部还设置有方位轴旋转位置传感器(313)，所述方位轴旋转位置传感器(313)、所述方位轴电机(311)减速机连接控制装置。

7.根据权利要求5所述的太阳光线追踪反射装置，其特征在于，所述方位轴(31)的下端还固定连接有旋转支架，所述旋转支架的下方居中连接有旋转套筒(42)，所述旋转套筒(42)可旋转的套设在支柱组件(4)的端部。

8.根据权利要求7任一项所述的太阳光线追踪反射装置，其特征在于，所述立柱组件(4)包括立柱(41)，所述立柱(41)的端部为与旋转套筒(42)相匹配的锥形端部，所述锥形端部和旋转套筒(42)之间可旋转的卡接，所述锥形端部和旋转套筒(42)之间还设置有自动锁定机构，所述锥形端部的上方还连接有多层滑环，所述多层滑环内设置有与电机和/或控制装置连接的电线。

9.根据权利要求2所述的太阳光线追踪反射装置，其特征在于，所述反射镜组件(1)包括反射镜框架(11)和安装在反射镜框架(11)内的至少一个反射镜(13)，所述俯仰轴(12)水平固定连接在所述反射镜框架(11)中部，所述第二螺孔(26)设置在所述固定轴(15)的中部，所述俯仰轴(12)与所述固定轴(15)平行，所述反射镜框架(11)上至少一个边设置有保护边。

10.根据权利要求9所述的太阳光线追踪反射装置，其特征在于，所述反射镜框架(11)上还设置有wifi天线。