CN107355997A - 一种基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统 - Google Patents
一种基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107355997A CN107355997A CN201610291225.6A CN201610291225A CN107355997A CN 107355997 A CN107355997 A CN 107355997A CN 201610291225 A CN201610291225 A CN 201610291225A CN 107355997 A CN107355997 A CN 107355997A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flute profile
- time
- heliostat
- speculum
- mirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003491 array Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000011514 reflex Effects 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 241000127225 Enceliopsis nudicaulis Species 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
- F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
- F24S30/48—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with three or more rotation axes or with multiple degrees of freedom
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S20/00—Supporting structures for PV modules
- H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
- H02S20/32—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment specially adapted for solar tracking
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
- F24S2023/83—Other shapes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
- F24S2030/10—Special components
- F24S2030/15—Bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
- F24S2030/10—Special components
- F24S2030/19—Movement dampening means; Braking means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/47—Mountings or tracking
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统，包括多个阵列的基于槽形定日镜的多次反射模块、集热装置，其中基于槽形定日镜的多次反射模块包括机械跟踪系统、多次反光结构。其中多次反光结构始终正对太阳，避免了传统塔式太阳能的余弦损失，且太阳光经过多次反射结构反射后在塔上焦聚的光斑不会有太大变化，聚光光强稳定，适合大规模使用。太阳光经过多次反射结构反射后，可将太阳光焦聚在较低的位置，降低了塔的高度，大大减少了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统以及使用该系统的集热方法。
背景技术
目前太阳能集热系统主要分为槽式、塔式、碟式太阳能，其中塔式太阳能由成千上万面双轴太阳追踪系统的反射镜阵列将太阳光聚焦到中央接收器上，接收器将聚集的太阳辐射能转化为热能。其中定日镜是塔式太阳能系统中的关键设备，定日镜主要由平面反射镜与跟踪机构组成。目前国内外采用的定日镜一般都具有微小的弧度(16′)的平凹面镜，由于平凹面镜不是正对太阳，太阳光在塔上焦聚的光斑在一天之内呈现大幅度变化，导致聚光光强大幅度波动，再加上各个定日镜的不同余弦损失，塔式系统的光热转换效率较低。当定日镜距离接收塔越远时，余弦损失越大，所有不适合大规模使用。为了减少众多定日镜的余弦效应，中心塔必须建的足够高才行，这样大大增加了成本。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统，其定日镜采用多次反光结构，多次反光结构始终正对太阳，避免了传统塔式太阳能的余弦损失，且太阳光经过多次反射结构反射后在塔上焦聚的光斑不会有太大变化，聚光光强稳定，适合大规模使用。太阳光经过多次反射结构反射后，可将太阳光焦聚在较低的位置，降低了塔的高度，大大减少了成本。
本发明的技术方案是：一种基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统，包括多个阵列的基于槽形定日镜的多次反射模块、集热装置，其中基于槽形定日镜的多次反射模块包括机械跟踪系统、多次反光结构。其特征在于：所述机械跟踪装置包括一根南北向旋转轴和多根东西向旋转轴，多根东西向旋转轴采用机械装置联动。
作为优选，多次反光结构固定在东西向旋转轴两端。
作为优选，多次反光结构包括第一次槽形反射镜、第二次凸面反射镜、第三次平面反射镜、第四次两轴双面反射镜。
作为优选，第一次槽形反射镜可将太阳光反射到第二次凸面反射镜上。
作为优选，第二次凸面反射镜反射面为凸面，位于第一次槽形反射镜焦点下部，可将第一次槽形反射镜反射的太阳光变成成平行光反射到第三次平面反射镜上。
作为优选，第三次平面反射镜为固定在第一次槽形反射镜上的两组平面镜，其中两组平面镜有不同倾角，同一组平面镜由多个相同倾角的平面镜组成，两组平面镜相互交叉放置。可将第二次凸面反射镜反射的平行光反射成两组太阳光。
作为优选，第四次两轴双面反射镜为两组可任意方向旋转的双面镜，可将第三次平面反射镜反射的两组太阳光反射到集热装置上。
基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集方法，具体步骤包括：
步骤A:安装多次反光结构，调整第一次槽形反射镜、第二次凸面反射镜、第三次平面反射镜、第四次两轴双面反射镜，使垂直于第一次槽形反射镜的太阳光经过多次反射后能照射到第四次平面反射镜上，安装机械跟踪系统和集热装置，并将多次反光结构安装在多根东西向旋转轴两端，调整多次反光结构位置，使每一个多次反光结构都能将太阳光反射到集热装置上；
步骤B:机械跟踪系统带动多次反射结构旋转，使第一次槽形反射镜从日出到日落，始终正对太阳，保证太阳光始终垂直照射到第一次槽形反射镜上，照射到第一次槽形反射镜上的太阳光，经槽形面反射、聚焦后，照射到第二次凸面反射镜，再由第二次凸面反射镜、第三次平面反射镜、第四次两轴双面反射镜反射后照射到集热装置上，被集热装置吸收。
本发明的有益效果是：多次反光结构固定在东西向旋转轴上，由机械跟踪系统联动控制，减少电机数量，降低结构成本。每个反光模块结构都相同，便于批量化生产、大规模运用，降低成本。接收塔高度较低，可以安装范围更广，比如房顶。可以将大面积太阳光集中到一点，光压缩比高。旋转点位于多次反光结构焦线处，结构轻，扭矩小，成本低。
本发明的机械跟踪系统带动多次反射结构旋转，使第一次槽形反射镜从日出到日落，始终正对太阳，保证太阳光始终垂直照射到第一次槽形反射镜上，照射到第一次槽形反射镜上的太阳光，经槽形面反射、聚焦后，照射到第二次凸面反射镜，再由第二次凸面反射镜、第三次平面反射镜、第四次两轴双面反射镜反射后照射到集热装置上，被集热装置吸收。槽形反光面始终正对太阳，避免了传统技术的余弦损失，提高了光线的利用率，可以大规模使用；光线经过多次反射后可以将光线反射到相对较低了位置，可以降低塔的高度，降低了塔的修建成本；光通过多次反射后集中到一点，光压缩比高，可以得到更高的温度。
附图说明
图1是本发明北半球整体结构示意图。
图2是本发明南半球整体结构示意图。
图3是本发明基于槽形定日镜的多次反射模块的结构示意图。
图4是本发明基于槽形定日镜的多次反射单元的结构示意图。
图5是本发明太阳光多次反射示意图。
图6是本发明阳光从不同角度入射的反射示意图。
图7是发明两轴双面反射镜结构示意图。
具体实施方式
作为本发明的一种实施方式，如图1至图7所示，一种基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统，包括多个阵列的基于槽形定日镜的多次反射模块1、集热装置2，其中基于槽形定日镜的多次反射模块1包括机械跟踪系统、多次反光结构16。所述机械跟踪系统为现有太阳能所用的机械跟踪系统其分别与太阳能跟踪器、自动控制装置连接，可以随阳光的变化带动多次反光结构16自动调整位置，由支架11、南北向跟踪电机12、南北向旋转轴13、东西向跟踪电机14、多根东西向旋转轴15等组成，多根东西向旋转轴15采用机械装置联动，例如采用带传动、线传动等。
所述多次反光结构16通过反光结构支架161固定在东西向旋转轴15两端，包括反光结构支架161、第一次槽形反射镜162、第二次凸面反射镜163、第三次平面反射镜164、第四次两轴双面反射镜165。第二次凸面反射镜163位于第一次槽形反射镜162焦点下方，第一次槽形反射镜162可将垂直照射的太阳光焦聚到第二次凸面反射镜163上。第二次凸面反射镜163可将第一次槽形反射镜162焦聚的太阳光变成平行光反射到第三次平面反射镜164上。第三次平面反射镜164为固定在第一次槽形反射镜上的两组平面镜：第三次平面反射镜164A1/A2/A3…、第三次平面反射镜164B1/B2/B3…，其中两组平面镜有不同倾角，同一组平面镜由多个相同倾角的平面镜组成，两组平面镜相互交叉放置。可将第二次凸面反射镜163反射的平行光反射成两组太阳光。第四次平面反射镜165为两组可任意方向旋转的双面镜:第四次平面反射镜165A1/A2/A3…、第四次平面反射镜165B1/B2/B3…，其中第四次平面反射镜165A1/A2/A3…可将第三次平面反射镜164A1/A2/A3…反射的太阳光反射到集热装置上；第四次平面反射镜165B1/B2/B3…可将第三次平面反射镜164B1/B2/B3…反射的太阳光反射到集热装置上。太阳光经过多次反射后可将光线焦聚到较低的位置。
本发明的工作原理为，将本发明安装完成后，通过普通的太阳能跟踪器，坚持太阳位置并提供太阳位置信号给自动控制装置，由自动控制装置控制机械跟踪机械跟踪系统的南北向跟踪电机12、东西向跟踪电机14旋转运动，以控制南北向旋转轴13、多根东西向旋转轴15转动，以调整多次反射结构16的方向，使多次反射结构16从日出到日落，始终正对太阳，以适应每天中地球表面与太阳光线间角度因地球每自转而产生的变化。多次反射结构16中的第一次槽形反光镜162在有日照时，每时每刻都与太阳光垂直，以保证太阳光始终垂直照射到第一次槽形反光镜162上。照射到第一次槽形反射镜162上的太阳光，经槽形面反射、聚焦后，照射到第二次凸面反射镜163上，第二次凸面反射镜163可将第一次槽形反射镜162焦聚的太阳光变成平行光反射到第三次平面反射镜164上。其中第三次平面反射镜164为两组相互交叉放置的平面镜：第三次平面反射镜164A1/A2/A3…、第三次平面反射镜164B1/B2/B3…。第三次平面反射镜164A1/A2/A3…、第三次平面反射镜164B1/B2/B3…可将第二次凸面反射镜163反射的平行光反射成两组平行光。第四次平面反射镜165A1/A2/A3…可将第三次平面反射镜164A1/A2/A3…反射的太阳光反射到集热装置上，第四次平面反射镜165B1/B2/B3…可将第三次平面反射镜164B1/B2/B3…反射的太阳光反射到集热装置上。集热器将光能转换成热能，可用于生活供暖、工业供热、发电等。
Claims (8)
1.一种基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统，包括多个阵列的基于槽形定日镜的多次反射模块、集热装置，其中基于槽形定日镜的多次反射模块包括机械跟踪系统、多次反光结构，其特征在于：所述机械跟踪装置包括一根南北向旋转轴和多根东西向旋转轴，多根东西向旋转轴采用机械装置联动。
2.根据权利要求1所述的基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统，其特征在于：多次反光结构固定在东西向旋转轴两端。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统，其特征在于：多次反光结构包括第一次槽形反射镜、第二次凸面反射镜、第三次平面反射镜、第四次平面反射镜。
4.根据权利要求3所述的基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统，其特征在于：第一次槽形反射镜可将太阳光反射到第二次凸面反射镜上。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统，其特征在于：第二次凸面反射镜反射面为凸面，位于第一次槽形反射镜焦点下部，可将第一次槽形反射镜反射的太阳光变成成平行光反射到第三次平面反射镜上。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统，其特征在于：第三次平面反射镜为固定在第一次槽形反射镜上的两组平面镜，其中两组平面镜有不同倾角，同一组平面镜由多个相同倾角的平面镜组成，两组平面镜相互交叉放置，可将第二次凸面反射镜反射的平行光反射成两组太阳光。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统，其特征在于：第四次平面反射镜为两组可任意方向旋转的双面镜，可将第三次平面反射镜反射的两组太阳光反射到集热装置上。
8.基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集方法，具体步骤包括：
步骤A:安装多次反光结构，调整第一次槽形反射镜、第二次凸面反射镜、第三次平面反射镜、第四次平面反射镜，使垂直于第一次槽形反射镜的太阳光经过多次反射后能照射到第四次平面反射镜上，安装机械跟踪系统和集热装置，并将多次反光结构安装在多根东西向旋转轴两端，调整多次反光结构位置，使每一个多次反光结构都能将太阳光反射到集热装置上；
步骤B:机械跟踪系统带动多次反射结构旋转，使第一次槽形反射镜从日出到日落，始终正对太阳，保证太阳光始终垂直照射到第一次槽形反射镜上，照射到第一次槽形反射镜上的太阳光，经槽形面反射、聚焦后，照射到第二次凸面反射镜，再由第二次凸面反射镜、第三次平面反射镜、第四次平面反射镜反射后照射到集热装置上，被集热装置吸收。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610291225.6A CN107355997A (zh) | 2016-05-05 | 2016-05-05 | 一种基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610291225.6A CN107355997A (zh) | 2016-05-05 | 2016-05-05 | 一种基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107355997A true CN107355997A (zh) | 2017-11-17 |
Family
ID=60270572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610291225.6A Pending CN107355997A (zh) | 2016-05-05 | 2016-05-05 | 一种基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107355997A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112578820A (zh) * | 2019-09-29 | 2021-03-30 | 何开浩 | 塔式太阳能发电系统的太阳光跟踪装置及跟踪方法 |
| WO2023133752A1 (zh) * | 2022-01-11 | 2023-07-20 | 于善广 | 三次反射太阳能聚光器 |
-
2016
- 2016-05-05 CN CN201610291225.6A patent/CN107355997A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112578820A (zh) * | 2019-09-29 | 2021-03-30 | 何开浩 | 塔式太阳能发电系统的太阳光跟踪装置及跟踪方法 |
| WO2023133752A1 (zh) * | 2022-01-11 | 2023-07-20 | 于善广 | 三次反射太阳能聚光器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205119523U (zh) | 菲涅耳透射聚光式太阳能高温集热装置 | |
| KR20130057992A (ko) | 태양열 집열 시스템 | |
| CN1580667A (zh) | 太阳能汇聚利用装置 | |
| WO2012113195A1 (zh) | 基于碟式聚光的太阳能二次聚光分频方法及其装置 | |
| CN101526275A (zh) | 可调反射镜太阳能跟踪集热装置 | |
| CN201191090Y (zh) | 可调反射镜太阳能跟踪集热装置 | |
| CN102082195A (zh) | 自动跟踪双抛物面聚光发电供热系统 | |
| CN103199743A (zh) | 一种可控双状态反光聚光太阳能集热发电装置 | |
| CN101771370B (zh) | 一种使用二次反射法实现数倍聚光的太阳能发电装置 | |
| CN102789046A (zh) | 一种多平面反射镜太阳能聚光装置 | |
| WO2017024038A1 (en) | Solar concentrator for a tower-mounted central receiver | |
| CN2884538Y (zh) | 太阳能电池反光型高效收集装置 | |
| CN101776330B (zh) | 一种太阳能聚光集热方法 | |
| CN201352013Y (zh) | 一种新型太阳能聚光集热系统 | |
| CN204593900U (zh) | 焦距可变、方位可调的菲涅尔太阳反射装置 | |
| CN107355997A (zh) | 一种基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统 | |
| CN101795100A (zh) | 一种太阳能光伏发电系统 | |
| CN1420322A (zh) | 将动太阳能转变成可控太阳能的装置 | |
| CN108507199A (zh) | 一种太阳能聚光集热系统及方法 | |
| CN206055974U (zh) | 一种阳光采集传输装置和真空光热传输导管 | |
| CN106549632B (zh) | 一种镜面可折叠的光伏光热切换式聚光装置 | |
| CN102042184A (zh) | 太阳能光汇聚系统 | |
| CN107328114A (zh) | 一种利用可调式曲面反光板的太阳能集热装置 | |
| CN208859917U (zh) | 一种太阳能聚光集热系统 | |
| CN107763862A (zh) | V型调姿定日镜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20171117 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |