CN108474395B - 间隙减小装置和具有间隙减小结构的定日镜 - Google Patents
间隙减小装置和具有间隙减小结构的定日镜 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108474395B CN108474395B CN201680071445.6A CN201680071445A CN108474395B CN 108474395 B CN108474395 B CN 108474395B CN 201680071445 A CN201680071445 A CN 201680071445A CN 108474395 B CN108474395 B CN 108474395B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- torque tube
- heliostat
- solar tracker
- pivot
- hinge pin
- 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.)
- Active
Links
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 claims description 15
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 claims description 12
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 11
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 10
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000452464 Tagetes moorei Species 0.000 description 1
- VPNMENGBDCZKOE-LNYNQXPHSA-N [(1R,5S)-8-methyl-8-azabicyclo[3.2.1]octan-3-yl] 3-hydroxy-2-phenylpropanoate [(1S,2S,4R,5R)-9-methyl-3-oxa-9-azatricyclo[3.3.1.02,4]nonan-7-yl] (2S)-3-hydroxy-2-phenylpropanoate (1R,3S)-1,2,2-trimethylcyclopentane-1,3-dicarboxylic acid Chemical compound CC1(C)[C@H](CC[C@@]1(C)C(O)=O)C(O)=O.CC1(C)[C@H](CC[C@@]1(C)C(O)=O)C(O)=O.CN1[C@H]2CC[C@@H]1CC(C2)OC(=O)C(CO)c1ccccc1.CN1[C@H]2CC(C[C@@H]1[C@H]1O[C@@H]21)OC(=O)[C@H](CO)c1ccccc1 VPNMENGBDCZKOE-LNYNQXPHSA-N 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000007688 edging Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- F24S23/77—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with flat reflective plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S25/00—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
- F24S25/10—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules extending in directions away from a supporting surface
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S25/00—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
- F24S25/10—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules extending in directions away from a supporting surface
- F24S25/13—Profile arrangements, e.g. trusses
-
- 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
- F24S30/45—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with two rotation axes
- F24S30/452—Vertical primary axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B2/00—Friction-grip releasable fastenings
- F16B2/02—Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening
- F16B2/06—Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening external, i.e. with contracting action
- F16B2/065—Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening external, i.e. with contracting action using screw-thread elements
-
- 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
- F24S2030/16—Hinged elements; Pin connections
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
- Hinges (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于将铰链销(20)固定到枢转连接件(例如，太阳能捕获结构的枢转连接件)的间隙减小装置(19)。有利的是，所述间隙减小装置(19)包括夹紧支撑件(21)，该夹紧支撑件一体地结合在所述枢转连接件的凸耳(8)中并且设置有通孔，布置为围绕铰链销(20)的夹具的机械牵引元件(22)连接到所述夹紧支撑件。本发明还涉及一种具有双轴跟踪能力的定日镜，包括：底座(1)；扭矩管(2)；多个臂(9)，构成所述定日镜格栅的多个刻面(11)固定到所述多个臂；布置在底座(1)中的扭矩管(2)的方位驱动器(3)；布置在底座(1)的上端处的水平支撑件(4)以及间隙减小装置(19)。
Description
技术领域
本发明包含在与用于太阳能聚集能量生成技术领域中的太阳能跟踪器中的间隙(也称为游隙或间隔)减小装置有关的技术中，并且特别涉及具有双轴跟踪的太阳能跟踪器，诸如在太阳能塔架技术中使用的定日镜。本发明还可以应用于其他太阳能发电技术(例如太阳能收集器或光伏发电结构)中存在的任何枢转连接。
背景技术
自从其出现以来，太阳能发电技术的主要目的就是增加为其随后利用而捕获的太阳能辐射的强度。最初，通过试验和误差方法直观地提供了这种增加。然而，从科学的角度来看，这个技术问题后来得到了解决，形成了撞击捕获结构的太阳能辐射的更高度聚集的系统，从而根据热力学原理允许更有效的热转换。
中央塔架太阳能聚集技术由太阳能场组成，该太阳能场由具有多个独立反射镜(称为刻面)的结构构成，配置有大的球冠或抛物面，固定接收器定位在其焦点处。通过这种分布，撞击反射器以跟踪太阳的运动(称为定日镜)的太阳能辐射被聚集并聚焦在位于塔架顶部的接收器上。由此，接收器吸收所接收到的辐射并将其以热能的形式传递到称为热传递流体的载体流体，以直接用于相应的热或热力学过程中，或者作为热能被存储以在以后使用。
作为一般原则，形成太阳能场或收集器子系统的定日镜具有双轴跟踪能力，指定为方位轴或旋转轴，以及相对于水平面的天顶轴或倾斜轴。因此，无论太阳的位置如何，两个轴的运动自由度都确保所反射的反射辐射到达接收器的合适区域。继而，为了进一步将辐射聚集在接收器中，反射辐射的精确瞄准取决于反射表面的相对位置和入射辐射。在这种情况下，反射表面的倾斜度中的较小角度误差也转化为与反射光束对应的偏差，其取决于距接收器的距离和所述角度误差。
另外，结构刚性不足或过度的间隙使得太阳能辐射聚集的焦点相对于其待被聚集的区域偏离。必须考虑到定日镜的主要技术目的是使定日镜产生焦点，以聚集接收器中可能的最大反射能量。
为了减少聚集系统中的误差，现有技术包括具有不同特性的各种定日镜设计，如以下参考文献所示：
专利申请ES 210567 A1(CNRS)包括配备有液压致动器的摇臂定日镜，使其具有双轴跟踪能力。但是，由于定日镜运动学限制，该运动能力会降低。此外，由于液压驱动器的冲程或杆和销的尺寸，所述定日镜不适合用于大尺寸的反射表面，因为在它们之间定位有支撑件。通过增大反射表面，这导致降低定日镜的瞄准精度，以及相应的输出损失。
实用新型ES 245227U(Westinghouse Electric Corporation)公开了一种在滚筒上的带操作定日镜。定日镜的反射面板在工厂被预先安装。鉴于以所需精度制造所述轨道的成本太高(这由于预制反射面板在现场的适当组装、定位和修边的困难而导致)，这种定日镜配置不适合应用于大的反射表面。此外，必须考虑运动系统的蠕变，这会增加定日镜瞄准误差。
实用新型ES 281691 U(M-B-B GMBH)公开了一种双格栅定日镜，其中预制刻面通过夹具锚定件固定到框架上。刻面具有三个锚定点，以使其更容易修边。
专利申请ES 439605A1(F.Briones)公开了一系列具有共同或单独的浮动器的浮动定日镜，其通过用于方位轴的实际浮动以及通过用于天顶运动的伺服电动机或电缆而具有双轴追踪能力。
专利申请ES 465973 A1(SenerIngenieríay Sistemas)公开了一种具有倾斜的主支承柱的定日镜，其中驱动器在壳体内，支撑在三个套圈上。该柱继而支承多个具有天顶旋转能力的辅助支撑件。这种设计可以通过牵引电缆支撑到地面以为其提供更大的稳定性。
专利申请ES 473356 A1(Sener Ingeniería y Sistemas)公开了一种支撑在底座上的定日镜，其头部通过谐波齿轮和扭矩限制器而具有方位旋转能力，并且由于使用线性天顶驱动器和具有恒定长度的侧面的铰接四边形而使是格栅能够倾斜180°。
专利申请ES 8100499 A1(Construcciones Aeronáuticas S.A.)公开了一种具有底座和两个扭矩管的定日镜，其构造为十字形式，其中整体式齿轮箱通过齿轮为其提供运动。扭矩管支撑多个桁架，刻面被锚定在该桁架上。
专利申请WO8803635A1(Martin Marietta Corp.)公开了在底座和格子格栅上的扭矩管定日镜，其包括沿其周边存在风扰流板。
专利文献US 4459972(W.T.Moore)涉及具有双轴跟踪能力和沿着刻面的主轴具有两个不同曲率半径的反射表面的定日镜。
专利申请BR PI 0902803 A2(M.H.Bastos)涉及具有集成传感器的独立定日镜。该定日镜具有多个集成传感器和集成变换器，用于使用反射光来检测格栅的位置并瞄准接收器。
专利申请WO2011072449 A1(C.Wang)公开了一种定日镜，该定日镜在穿过格栅和线性驱动器的支撑件中在反射镜上方具有传感器。穿过反射镜面的臂仅用于支撑位置传感器。
专利申请WO2012139169A1(Heliosystems PTY，LTD。)公开了一种定日镜，该定日镜具有通过机械装置在反射表面中引起的曲率，所述机械装置借助于电缆和轮根据太阳的位置以可变方式使格栅弯曲。跟踪系统是小齿轮机构。
专利申请WO2012117142A1(Abengoa Solar New Technologies S.A.)公开了一种定日镜，其特征在于，在基座处具有固定到基座的方位驱动器。底座通过开口固定到该驱动器的运动部件。
专利申请EP2450644A1(D.Tommei)公开了一种在两个驱动器中具有小齿轮系统的定日镜，其在前部中配备有光敏检测器以检测太阳的位置。
专利申请WO2013178850A1(Abengoa Solar New Technologies S.A.)公开了一种具有液压方位驱动器的定日镜，其具有带有侧开口的罩，两个线性驱动器通过该侧开口进入。所述驱动器不共面并且附接到致动器的相同旋转轴。
专利申请WO2012022027A2(PWR，Inc.)公开了一种定日镜，该定日镜基于使用具有垂直轴的铰接接头而使得天顶和方位旋转角度大于90°。
专利申请WO2011080270A2(Lehle Gmbh)公开了一种具有旋转梁的底座式定日镜，该定日镜具有用于方位和天顶运动的液压线性驱动器。
专利申请US2010/0180884A1(K.Oosting)公开了一种定日镜，该定日镜具有中心支柱以及两个线性致动器，中心支柱在其上端处具有枢转点，两个线性致动器锚定到格栅和地面。
以上段落中描述的现有技术总体上具有影响光学质量和定日镜性能的一些缺点，其中出现了下面描述的技术问题。
定日镜是双轴太阳能跟踪器，其通常在方位上具有360°的运动范围(其完全在水平面内旋转)，然而在格栅的俯仰或倾斜度中，它们通常可以在-10°和90°之间移动，0°位置是格栅的水平位置，90°位置是其完全竖直的位置。由于格栅的位置和现场天气条件的连续变化，由重力引起的载荷和诸如风的外部原因相对于定日镜的反射表面在大小和方向上连续变化。这意味着结构中引起的变形不仅是它们在一天中变化，因此在安装结构时对变形进行补偿是不切实际的。
因此，如果通过改变由于重量本身引起的载荷方向在格栅处于0°的情况下来完成定日镜的修边，则在修边时存在的变形在垂直于反射表面的方向上减小，然而它们在与所述反射表面相同的平面内增加。换句话说，定日镜表面的表观曲率(修边)随着结构元件(例如扭矩管)的弯曲而变化，弯曲发生在其受到应力的方向上而不是在垂直于反射表面的方向上。
此外，可变的风力条件和载荷方向导致系统部件的间隙，而使得较小的变量也产生角度瞄准误差。
本发明作为这样一种技术解决方案提出，其通过包括不同的结构元件来改进已知系统并解决其相关问题，这些结构元件一方面通过减小底座和扭矩管之间的连接间隙来提高瞄准精度，并且另一方面针对由于重力或风引起的弯曲载荷来加强定日镜。
发明内容
本发明的一个目的涉及一种间隙减小装置，用于将铰链销固定到枢转连接件，例如太阳能捕获结构的枢转连接件。有利的是，所述间隙减小装置包括夹紧支撑件，该夹紧支撑件一体地结合在所述枢转连接件的凸耳中并且设置有通孔，布置为围绕铰链销的夹具的机械牵引元件连接到所述夹紧支撑件。
在本发明的优选实施例中，机械牵引元件包括在其端部处具有螺纹的金属拱，所述金属拱可以通过紧固元件夹紧。
在本发明的另一个优选实施例中，铰链销包括轴承(24)或球窝接头。
本发明的另一目的是定日镜，其具有大表面，优选在120至210m2之间的大表面，并且具有双轴跟踪能力的扭矩管式配置，其特征在于，特别设计用于改进和纠正前一部分提到的现有技术的问题的结构元件的组装。
所述定日镜优选包括以下元件：
-底座；
-扭矩管；
-固定到所述扭矩管的多个臂，所述臂横切于所述扭矩管布置；
-通过多个锚定点固定到所述臂的多个刻面，所述刻面构成反射式定日镜格栅；
-布置在所述底座中的格栅的方位驱动器；
-布置在所述底座的上端处的水平支撑件，所述水平支撑件通过由铰链销连接的协作的天顶枢轴和天顶凸耳与所述扭矩管连接；
-所述格栅的天顶驱动器，所述天顶驱动器通过凸耳和/或天顶锚定件以枢转的方式连接到所述水平支撑件和所述扭矩管。
有利地，扭矩管和/或水平支撑件的天顶驱动器与凸耳和/或与天顶锚定件的枢转连接件包括用于固定所述连接件的铰接销的间隙减小装置，其中所述间隙减小装置包括夹紧支撑件，所述夹紧支撑件一体地结合在天顶凸耳中并且设置有通孔，旨在布置为围绕铰链销的夹具的机械牵引元件被连接到所述夹紧支撑件。
在本发明的优选实施例中，机械牵引元件包括在其端部处具有螺纹的金属拱，所述金属拱可以通过紧固元件夹紧。这种间隙减小装置可应用于具有旋转轴的移动附接件的任何配置，无论是在本发明的定日镜的枢转附接件中，还是存在于其他太阳能捕获系统(例如太阳能追踪器、太阳能收集器或光伏生成系统)中的任何其他移动附接件中。
在本发明的优选实施例中，定日镜还包括抗散光系统，所述抗散光系统由通过平行或倾斜于所述扭矩管的轴线布置的结构元件连接所述定日镜的连续臂和所述扭矩管的栅格配置构成，从而加强了定日镜格栅支撑。所述抗散光系统包括增强定日镜的反射表面的后部的结构配置，从而最小化了在刻面格栅的倾角增大时由于扭矩管在平行于反射表面的平面内的弯曲造成的所反射的太阳能光斑的变形。
在本发明的优选实施例中，抗散光系统的结构元件包括平行于扭矩管布置的预应力线缆或杆。作为替代或补充，抗散光系统的结构元件可以相对扭矩管倾斜布置。
在本发明的另一个优选实施例中，抗散光系统的结构元件彼此平行地成对布置，连接连续臂。
在本发明的另一个优选实施例中，所述抗散光系统包括形成闭合几何形状的结构元件的布置，所述闭合几何形状围绕所述底座和所述扭矩管之间的连接，以使得其包围所述底座和所述扭矩管。
这种抗散光系统也能够应用于除了方位和天顶驱动系统之外的其他跟踪器，其具有其他跟踪系统，如极轴。
此外，本发明的定日镜包括相对于由于重力或风引起的弯曲载荷的转矩管的结构元件，所述结构元件包括中心支撑件，所述中心支撑件从所述扭矩管的中心在垂直于所述格栅的反射表面的方向上垂直于所述定日镜突出。所述中心支撑件的端部终止在一对或多对前拉杆的端部处，所述一对或多对前拉杆的相对端部在扭矩的两侧附接到所述扭矩管。优选地，这些前连杆是刚性结构型材或杆。
前连杆减少了扭矩管在垂直于定日镜的反射表面的方向上的弯曲，这是导致格栅的表观曲率变化的原因。应该指出的是，扭矩管在这个方向上的弯曲取决于格栅的倾斜度和风荷载，因此该系统有利于减少定日镜性能在一天中的变化。
该系统特别地被设想为减少定日镜的间隙，提高其瞄准精度，并且继而降低其成本，因为其仅需要在大规模工业生产中容易获得的制造公差。在使用塔架技术的大型太阳能发电厂中，必须考虑到定日镜可以定位成距离接收器超过1000米，因此较小的角度误差需要一线性距离，该线性距离可以使定日镜瞄准的距离使其不能正确地撞击接收器或反射的能量过大的距离，从而降低其输出。
在本发明的优选实施例中，定日镜包括控制柜，该控制柜配备有所述定日镜的控制电子器件及其电力供应连接件，所述控制柜布置在底座中。
在本发明的另一个优选实施例中，所述臂包括多个锚定凸缘，用于借助紧固件锚定到刻面，用于将所述臂固定到所述刻面的锚定支撑件。
在本发明的另一个优选实施例中，所述锚定凸缘以四个一组的方式布置，用于同时固定四个刻面。
因此，本发明的设计目标的功能特征解决了该技术中的现有技术中的问题，增加了定日镜性能并因此增加了太阳能热设备的全球输出。
附图说明
图1示出了定日镜的后部的总体视图，其中可以看到其主要结构元件。
图2示出了定日镜的前视图，其中示出了扭矩管的结构元件的主要元件。
图3示出了反射器的锚定件的分布细节。
图4示出了图3的放大图。
图5和6示出了定日镜支撑和移动系统的相应视图，包括通过枢转连接将扭矩管固定到底座上。
图7示出了应用在天顶枢轴中的本发明的间隙减小装置的视图。
图8示出了本发明的间隙减小装置的剖视图，其处于配备有轴承的销构造中。
图9示出了本发明的间隙减小装置的剖视图，其处于装配有内部球窝接头的销构造中。
附图中示出的附图标记如下：
具体实施方式
参照本文件的图1至9，下面描述提供用于说明但非限制性目的的本发明的不同优选实施例。
本发明的定日镜对象是具有大表面优选在120和210m2之间的定日镜，所述定日镜具有由具有双轴跟踪能力的底座(1)和扭矩管(2)形成的配置，其特征在于：特别设计以用于改进和纠正本申请的现有技术部分中描述的技术问题的结构元件的组装。
本发明的定日镜的底座(1)具有主要的结构功能，其固定在地基上。所述底座(1)还优选地包含控制柜(1')，定日镜的控制电子设备和电力供应连接件位于所述控制柜中。在底座(1)的上部中，定日镜还包括方位驱动器(3)，以提供其围绕平行于底座(1)的竖直轴线的竖直轴线的旋转。方位驱动器优选为机电系统，但不排除使用诸如液压系统的其他系统。
具有固定到方位驱动器(3)的上部区域的水平支撑元件或台(4)。该结构元件包含子结构，定日镜在这些子结构上沿天顶或俯仰方向枢转，从而将底座(1)与扭矩管(2)连接。优选地，所述连接借助于多个天顶枢轴(5)和也连接到天顶驱动器(7)的天顶锚定件(6)来平行于扭矩管执行，以调节定日镜的天顶角或高度。所述天顶驱动器(7)优选为线性机电和/或液压驱动器。
为了提供定日镜的高度跟踪能力，天顶驱动器(7)优选通过多个天顶凸耳(8)固定到扭矩管(2)。因此，通过改变天顶驱动器(7)的线性长度，天顶锚定件(6)和天顶凸耳(8)之间的距离被改变，通过在位于天顶枢轴(5)中的旋转点上的旋转，而在定日镜中引起其格栅倾斜度的变化(即，其反射表面的组件的倾斜度的变化)。
扭矩管(2)继而支撑多个臂(9)，臂(9)优选垂直于所述扭矩管(2)布置，并且包含形成定日镜格栅的刻面(11)的锚定点(10)。
臂(9)与扭矩管(2)连接并且布置在扭矩管(2)的两侧，通过为此目的布置的共用锚定件(12)固定，平衡扭矩管(2)相对于臂(9)的纵向载荷的反作用力。
臂(9)还优选具有多个锚定凸缘(13)，其中借助每个刻面(11)的紧固件(14)将它们固定到所述刻面(11)的锚固支撑件(15)。为了允许同时固定四个刻面(11)，这些锚定凸缘(13)优选地以四个一组布置。
除了前面段落中详细描述的特征之外，本发明的定日镜对象还具有以下结构元件，这些结构元件被特别设想用于相对于现有技术的定日镜改善输出。所述元件可以单独或组合使用，应用于定日镜，因为它们中的每一个提供了互补的结构优点，其本身改善了所述定日镜的输出和瞄准精度。
这些元件中的第一个元件是间隙减小装置(19)，其也是本发明的目的，特别构想为减小水平支撑件或台(4)与扭矩管(2)之间的连接件中的定日镜的间隙，提高其瞄准精度，并且继而降低其成本，因为它只需要在大量工业生产中容易获得的制造公差。在使用塔架技术的大型太阳能发电厂中，定日镜可以位于远离接收器超过1000m的地方，因此较小的角度误差会带来一定线性距离，该线性距离可以导致定日镜瞄准的距离不能正确撞及接收器或反射的能量过大，从而降低了其输出。
本发明的间隙减小装置(19)优选应用于连接天顶枢轴(5)或天顶驱动器(7)以及它们各自的天顶凸耳(8)的铰链销(20)。所述装置(19)优选地包括与天顶凸耳(8)一体地结合的夹持支撑件(21)，所述夹持支撑件设置有通孔，机械牵引元件(22)旨在用于布置为围绕铰链销20)的夹具。所述机械牵引元件(22)例如可以是在其端部具有螺纹的金属拱，金属拱可以借助于紧固元件(23)(例如螺母和锁紧螺母组件)夹紧。该机械牵引元件(22)将铰链销(20)固定并朝向支撑件(21)牵引，从而消除了销(20)与设置在天顶凸耳(8)中的相应的壳体间隔之间存在的间隙，并且允许所述铰链销(20)相对于天顶枢轴(5)在无间隙的情况下旋转。无论销的位置如何，特别是在天顶驱动器(7)的锚固销中，间隙减小装置(19)都具有相同的操作。
如图7至9所示，根据本发明的间隙减小装置(19)可以包括两个或更多个夹紧支撑件(21)，所述夹紧支撑件一体地结合在所述枢转连接件的凸耳(8)中并且设置有通孔，所述机械牵引元件(22)连接到所述夹紧支撑件。因此，牵引元件(22)布置为围绕铰链销(20)的夹具，并且位于其两个或更多个施加点处(例如，在铰链销(20)与凸耳(8)之间的两个连接侧)。
为了使天顶凸耳(8)和它们相应的枢轴(5)或驱动器7之间的枢转运动更容易，铰链销20在铰接枢轴内装备有轴承(24)(图8)或球窝关节(25)(图9)。这些元件的使用降低了销的同轴度公差，因为其允许补偿天顶凸耳(8)的壳体间隙的失准，继而进行平缓和低消耗的旋转。
本发明提出的间隙减小装置(19)可以存在于围绕轴线枢转的定日镜的一个或全部移动附接件中。优选地，为了减少这些附接件的间隙，所述枢转附件必须被组装在太阳能场中，以适应实际的工作条件。类似地，间隙减小装置(19)可应用于具有轴的附接件，例如极性定日镜的驱动器的附接件，其旋转轴不对应于方位和天顶方向而是相对于其倾斜，或者甚至是抛物面槽收集器的太阳跟踪系统中驱动器的附接件。
本发明提出的另一个特征结构元件是抗散光系统。所述系统包括附接定日镜的臂(9)的栅格配置，使得其通过增加格栅的倾斜度而使由于扭矩管(2)的弯曲导致的反射太阳光斑的变形最小化。加强由连接连续臂(9)的结构杆(16)形成。所述杆单独地或成对地平行于彼此而与扭矩管(2)平行或倾斜地布置。优选地，抗散光系统包括围绕底座(1)和扭矩管(2)之间的连接的结构杆(16)的布置，使得其包围底座(1)和扭矩管(2)(如图所示，例如，在图2的配置中)，但是在本发明的范围内也可以有其他配置。使用包围底座(1)和扭矩管(2)之间的连接(也连接其相继的臂(9))的闭合结构为由于其部件的重量载荷导致的定日镜格栅的最终变形提供了紧凑且有效的解决方案。通过利用结构杆(16)以闭合方式连接所述格栅的两个主要结构元件(即，扭矩管(2)和垂直臂(9))，传送到格栅的负载均匀地分布在其不同的几何和结构支撑件之间，从而使定日镜的反射表面的特定区域中的光学影响最小化。
本发明提出的、作为相对于该技术的现有技术的改进的另一个特征结构元件是基于中心支撑件(17)的结构配置，该中心支撑件从扭矩管(2)的中心在垂直于所述格栅的反射表面的方向上垂直于定日镜格栅突出。所述中央支撑件(17)的端部终止两个前拉杆(18)的端部处，所述两个前拉杆(18)的相对端在扭矩管(2)的相对两附接到扭矩管(2)。优选地，所述前连杆(18)是刚性结构型材或杆。
这些拉杆(18)减小了扭矩管在垂直于由刻面(11)形成的反射表面的方向上的弯曲，这造成了格栅的表观曲率变化并且因此导致定日镜的焦距变化。应该指出的是，扭矩管(2)在这个方向上的弯曲取决于格栅的倾斜度和风力载荷，所以该系统有利于减少定日镜性能在一天中的变化，因为它在两个方向上在弯曲平面上工作。
抗散光系统和前拉杆(18)的间隙减小装置(19)的组合使用允许定日镜保持其瞄准精度，反射的太阳能图像的尺寸和形状以及其抗弯曲载荷甚至集成一个大的反射表面，例如在120和210m2之间，从而制造简单且性能高。
Claims (15)
1.一种太阳能追踪器，至少包括铰链销(20)和枢转连接件，其中所述枢转连接件包括凸耳(8)和枢轴(5)，其中所述凸耳(8)和所述枢轴(5)包括通孔，所述铰链销(20)通过所述通孔布置到所述凸耳(8)和所述枢轴(5)，并且所述枢转连接件连接所述枢轴(5)与所述凸耳(8)，
其特征在于，所述太阳能追踪器包括间隙减小装置(19)，用于将所述铰链销(20)固定到所述枢转连接件，其中所述间隙减小装置包括夹紧支撑件(21)和机械牵引元件(22)，所述夹紧支撑件一体地结合在所述枢转连接件的所述凸耳(8)中，其中所述夹紧支撑件(21)设置有通孔，所述机械牵引元件(22)布置为围绕所述铰链销(20)的夹具并且通过所述夹紧支撑件(21)的通孔，从而允许所述铰链销(20)相对于所述枢轴(5)旋转。
2.根据前述权利要求所述的太阳能追踪器，其中所述间隙减小装置(19)的所述机械牵引元件(22)包括在其端部处具有螺纹的金属拱，所述金属拱能够通过紧固元件(23)夹紧。
3.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能追踪器，其中所述铰链销(20)包括轴承(24)或球窝接头(25)。
4.根据权利要求1或2所述的太阳能追踪器，其中所述间隙减小装置(19)至少包括另外的夹紧支撑件(21)和另外的机械牵引元件(22)，所述另外的夹紧支撑件一体地结合在所述枢转连接件的所述凸耳(8)中并且设置有通孔，所述另外的机械牵引元件(22)布置为围绕所述铰链销(20)的夹具，并且通过所述另外的夹紧支撑件(21)的通孔，从而允许所述铰链销(20)相对于所述枢轴(5)旋转。
5.根据权利要求1或2所述的太阳能追踪器，其中所述太阳能追踪器是具有双轴追踪能力的定日镜，其类型包括：
底座(1)；
扭矩管(2)；
固定到所述扭矩管(2)的多个臂(9)，所述多个臂横切于所述扭矩管布置；
通过多个锚定点(10)固定到所述多个臂(9)的多个刻面(11)，所述多个刻面构成反射式定日镜格栅；
布置在所述底座(1)中的扭矩管(2)的方位驱动器(3)；
布置在所述底座(1)的上端处的水平支撑件或台(4)，所述水平支撑件或台通过由铰链销(20)连接的相互协作的天顶枢轴(5)和天顶凸耳(8)与所述扭矩管(2)连接；
所述扭矩管(2)的天顶驱动器(7)，所述天顶驱动器通过凸耳(8)和/或天顶锚定件(6)以枢转的方式连接到所述水平支撑件(4)和所述扭矩管(2)。
6.根据权利要求5所述的太阳能追踪器，还包括抗散光系统，所述抗散光系统由通过平行或倾斜于所述扭矩管(2)的轴线布置的结构元件(16)连接所述定日镜的连续的多个臂(9)和所述扭矩管的栅格配置构成，从而加强了定日镜格栅支撑。
7.根据权利要求6所述的太阳能追踪器，其中所述抗散光系统的所述结构元件(16)包括平行于所述扭矩管(2)布置的预应力线缆或杆。
8.根据权利要求6所述的太阳能追踪器，其中所述抗散光系统的所述结构元件(16)包括相对于所述扭矩管(2)倾斜布置的预应力线缆或杆。
9.根据权利要求6所述的太阳能追踪器，其中所述抗散光系统的所述结构元件(16)彼此平行地成对布置，连接连续的多个臂(9)。
10.根据权利要求6所述的太阳能追踪器，其中所述抗散光系统的结构元件(16)的布置形成闭合几何形状，所述闭合几何形状围绕所述底座(1)和所述扭矩管(2)之间的连接，以使得其包围所述底座(1)和所述扭矩管(2)。
11.根据权利要求5所述的太阳能追踪器，还包括所述扭矩管(2)的结构增强件，所述结构增强件包括中心支撑件(17)，所述中心支撑件从所述扭矩管(2)的中心在垂直于所述格栅的反射表面的方向上垂直于所述定日镜突出，并且其中所述中心支撑件(17)的端部终止在一对或多对前拉杆(18)的端部处，所述一对或多对前拉杆(18)的相对端部在两侧附接到所述扭矩管(2)。
12.根据权利要求11所述的太阳能追踪器，其中用于所述扭矩管(2)的所述结构增强件的所述前拉杆(18)是刚性结构型材或杆。
13.根据权利要求5所述的太阳能追踪器，包括配备有所述定日镜的控制电子器件及其电力供应连接的控制柜(1')，所述控制柜(1')布置在所述底座(1)中。
14.根据权利要求5所述的太阳能追踪器，其中所述臂(9)包括多个锚定凸缘(13)，用于借助于紧固件(14)锚定到所述刻面(11)，用于将所述臂固定到所述刻面(11)的锚定支撑件(15)。
15.根据权利要求14所述的太阳能追踪器，其中所述锚定凸缘(13)以四个一组的方式布置，用于同时固定四个刻面(11)。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP15382612.8A EP3179177A1 (en) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | Heliostat with an improved structure |
| EP15382612.8 | 2015-12-07 | ||
| PCT/EP2016/079781 WO2017097718A1 (en) | 2015-12-07 | 2016-12-05 | Clearance reducing device and heliostat with clearance reduced structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108474395A CN108474395A (zh) | 2018-08-31 |
| CN108474395B true CN108474395B (zh) | 2020-12-11 |
Family
ID=55024974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201680071445.6A Active CN108474395B (zh) | 2015-12-07 | 2016-12-05 | 间隙减小装置和具有间隙减小结构的定日镜 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (2) | EP3179177A1 (zh) |
| CN (1) | CN108474395B (zh) |
| ES (1) | ES2758188T3 (zh) |
| MA (1) | MA42861A1 (zh) |
| WO (2) | WO2017097712A1 (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10077921B2 (en) * | 2014-10-14 | 2018-09-18 | Eduardo Saucedo | Re-reflecting paraboloid dish collector |
| US10804837B2 (en) * | 2016-03-25 | 2020-10-13 | Sunpower Corporation | Sun tracking solar energy collection system and method of assembly |
| WO2019136136A1 (en) * | 2018-01-04 | 2019-07-11 | Solarreserve Technology, Llc | Systems and methods to mount mirror panel assemblies on heliostats |
| CN108999553B (zh) * | 2018-08-06 | 2020-05-15 | 济南阳光幕墙装饰有限公司 | 一种遮阳窗 |
| CN108952603B (zh) * | 2018-09-04 | 2023-08-04 | 中国地质大学（北京） | 一种动力头浮动器、动力头和动力头钻机 |
| MX2021006624A (es) * | 2018-12-04 | 2021-07-07 | Vast Solar Pty Ltd | Un subconjunto de heliostatos. |
| AU2020251711A1 (en) * | 2019-04-04 | 2021-10-28 | Vast Solar Pty Ltd | Assembly and method for attaching a heliostat to a foundation |
| CN110068161B (zh) * | 2019-05-16 | 2023-12-26 | 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司 | 一种带隅撑的定日镜支架 |
| EP4047286B1 (en) * | 2021-02-18 | 2023-12-20 | C Dos Consulting & Engineering, S.L. | Solar concentrator facet, solar concentrator comprising said facet and method of installation thereof |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4325529A (en) * | 1980-04-25 | 1982-04-20 | American Trading And Production Corp. | Mounting bracket assembly |
| EP0071103A1 (de) * | 1981-07-23 | 1983-02-09 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Spiegelanordnung zum Reflektieren und Konzentrieren von Strahlungsenergie |
| EP1998122A1 (en) * | 2007-05-29 | 2008-12-03 | Miguel Angel Orta Alava | Two-axis solar tracker |
| CN101895238A (zh) * | 2010-08-16 | 2010-11-24 | 成都钟顺科技发展有限公司 | 一种太阳跟踪装置 |
| WO2012117142A1 (es) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | Abengoa Solar New Technologies, S.A. | Seguidor solar |
| CN104136863A (zh) * | 2012-03-01 | 2014-11-05 | 亮源工业（以色列）有限公司 | 定日镜及其装配方法和装置 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES210567A1 (es) | 1952-07-24 | 1953-11-01 | Centre Nat Rech Scient | UN DISPOSITIVO PARA LA ORIENTACION DE UNA RADIACIoN |
| ES439605A1 (es) | 1975-07-21 | 1977-03-01 | Briones Fernandez Pola Fernand | Sistema de heliostatos flotantes. |
| ES465973A1 (es) | 1978-01-13 | 1979-01-01 | Sener Ing & Sist | Perfeccionamientos en sistemas reflectores de la radiacion solar |
| US4209231A (en) | 1978-08-24 | 1980-06-24 | Westinghouse Electric Corp. | Heliostat assemblies |
| ES473356A1 (es) | 1978-09-14 | 1979-11-01 | Sener Ing & Sist | Perfeccionamientos en heliostatos |
| ES485688A0 (es) | 1979-11-05 | 1980-11-01 | Const Aeronauticas Sa | Perfeccionamientos en un heliostato para la captacion de energia solar |
| US4459972A (en) | 1981-10-06 | 1984-07-17 | Veda Incorporated | Heliostat assembly |
| JPH02500996A (ja) | 1986-11-04 | 1990-04-05 | マーチン・マリエッタ・コーポレーション | 改良された太陽光エネルギー追尾装置 |
| WO2010034851A1 (es) * | 2008-09-24 | 2010-04-01 | Talleres Clavijo, S.L | Mejoras en los sistemas de paneles solares orientables |
| US20110108019A1 (en) | 2008-08-18 | 2011-05-12 | Pratt & Whitney Rocketdyne., Inc. | Heliostat joint |
| WO2010085592A2 (en) | 2009-01-22 | 2010-07-29 | Kenneth Oosting | Actuated feedforward controlled solar tracking system |
| BRPI0902803A2 (pt) | 2009-08-04 | 2011-04-12 | Helmut Bastos Meschede | heliostato autÈnomo |
| US20110079214A1 (en) * | 2009-10-06 | 2011-04-07 | Wai Man Hon | Solar power station |
| EP2515051A4 (en) | 2009-12-17 | 2014-01-01 | Chengwei Wang | HELIOSTAT DEVICE |
| DE202009017658U1 (de) | 2009-12-28 | 2010-04-15 | Lehle Gmbh | Vorrichtung, insbesondere Heliostat oder Photovoltaikeinrichtung |
| CN102985765B (zh) * | 2009-12-31 | 2016-03-02 | 圣戈班性能塑料帕姆普斯有限公司 | 包括能量转换结构以及轴承构件的可再生能源 |
| ES2366078B1 (es) * | 2010-03-31 | 2012-08-06 | Abengoa Solar New Technologies, S.A. | Módulo de colector solar pretensado. |
| EP2450644A1 (en) | 2010-11-05 | 2012-05-09 | Daniele Tommei | Portable heliostat |
| EP2697575B1 (en) | 2011-04-15 | 2019-07-17 | Heliosystems Pty Ltd | Toroidal heliostat |
| WO2013128403A1 (en) * | 2012-03-01 | 2013-09-06 | Brightsource Industries (Israel) Ltd. | Heliostats, and methods and apparatus for assembly thereof |
| ES2436852B1 (es) | 2012-05-28 | 2014-10-14 | Abengoa Solar New Technologies, S.A. | Seguidor solar con mecanismo de giro azimutal. |
-
2015
- 2015-12-07 EP EP15382612.8A patent/EP3179177A1/en not_active Withdrawn
-
2016
- 2016-12-05 CN CN201680071445.6A patent/CN108474395B/zh active Active
- 2016-12-05 WO PCT/EP2016/079771 patent/WO2017097712A1/en active Application Filing
- 2016-12-05 EP EP16822115.8A patent/EP3387269B1/en active Active
- 2016-12-05 WO PCT/EP2016/079781 patent/WO2017097718A1/en active Application Filing
- 2016-12-05 ES ES16822115T patent/ES2758188T3/es active Active
- 2016-12-05 MA MA42861A patent/MA42861A1/fr unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4325529A (en) * | 1980-04-25 | 1982-04-20 | American Trading And Production Corp. | Mounting bracket assembly |
| EP0071103A1 (de) * | 1981-07-23 | 1983-02-09 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Spiegelanordnung zum Reflektieren und Konzentrieren von Strahlungsenergie |
| EP1998122A1 (en) * | 2007-05-29 | 2008-12-03 | Miguel Angel Orta Alava | Two-axis solar tracker |
| CN101895238A (zh) * | 2010-08-16 | 2010-11-24 | 成都钟顺科技发展有限公司 | 一种太阳跟踪装置 |
| WO2012117142A1 (es) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | Abengoa Solar New Technologies, S.A. | Seguidor solar |
| CN104136863A (zh) * | 2012-03-01 | 2014-11-05 | 亮源工业（以色列）有限公司 | 定日镜及其装配方法和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3387269B1 (en) | 2019-09-04 |
| CN108474395A (zh) | 2018-08-31 |
| WO2017097712A1 (en) | 2017-06-15 |
| WO2017097718A1 (en) | 2017-06-15 |
| EP3387269A1 (en) | 2018-10-17 |
| MA42861A1 (fr) | 2018-10-31 |
| ES2758188T3 (es) | 2020-05-04 |
| EP3179177A1 (en) | 2017-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108474395B (zh) | 间隙减小装置和具有间隙减小结构的定日镜 | |
| US7878191B2 (en) | Solar collector stabilized by cables and a compression element | |
| US9568215B2 (en) | Solar central receiver system employing common positioning mechanism for heliostats | |
| JP4527803B1 (ja) | 平面的拡張が容易な軽量薄型の太陽光集光器 | |
| US7748376B2 (en) | Solar collector stabilized by cables and a compression element | |
| JP4541395B2 (ja) | 太陽光追尾センサの方位設定方法 | |
| US20160218663A1 (en) | Solar Photovoltaic Single Axis Tracker | |
| EP2060928A1 (en) | Light tracking device | |
| US20120180846A1 (en) | Solar tracker for the orientation of solar panels | |
| EP2016344B1 (en) | Hyperbolic solar trough field system | |
| AU2010267547A1 (en) | A solar central receiver system employing common positioning mechanism for heliostats | |
| AU2008318598B2 (en) | Solar collector stabilized by cables and a compression element | |
| US20110214666A1 (en) | Fixed focus parabolic trough collector | |
| JP5153953B1 (ja) | ヘリオスタット及びその制御方法 | |
| EP2778563A1 (en) | Solar concentrator with focal system | |
| WO2017178863A1 (en) | System comprising sun ray collimating central mirror and heliostat | |
| US9391558B2 (en) | Solar tracker with refraction-based concentration | |
| JP4852649B2 (ja) | 太陽光追尾センサの再調整方法 | |
| EP3940312A1 (en) | Solar concentration system | |
| IL303303A (en) | A single-axis modular solar tracking device and a system using this device | |
| CN104932551B (zh) | 一种定日镜远轴控制方法及定日镜远轴控制装置 | |
| ITRM20110635A1 (it) | Eliostato a focalizzazione ottimizzata |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210930 Address after: Madrid Patentee after: C DOS consulting and Engineering Co. Address before: Madrid Patentee before: Marco Antonio Carrascosa Perez |
|
| TR01 | Transfer of patent right |