CN111426076A - 自旋式跟踪反射聚光装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自旋式跟踪反射聚光装置，包括水平框架和反射镜阵列，另有一个聚光塔，下方设置有双向驱动电机及减速机。聚光塔顶端还安装有聚光点位置传感器，水平框架上安装有反射镜垂直角度调整机构，另有一个控制器与上述设备连接。当太阳照射的方向发生变化而导致聚光点偏离吸热器时，聚光点位置传感器感应到这个变化，控制器指令双向驱动电机运转，聚光塔围绕旋转轴转动，带动水平框架旋转调整朝向，或指令反射镜垂直角度调整机构调整所有反光镜的垂直角度，使聚光点再次移动到吸热器上。通过对聚光点在水平方向和垂直方向上的实时调整，使聚光点始终位于聚光塔顶端的吸热器上，提高光电转化效率。

Description

自旋式跟踪反射聚光装置

技术领域

本发明涉及一种光能采集装置，具体是一种自旋式跟踪反射聚光装置。

背景技术

现有的太阳能聚光发电系统，在地面上安装若干台大型反射镜形成一个阵列，将太阳光反射聚集到接收塔上的吸热器，吸热器将太阳能转化为热能，驱动发电机运行。现有技术已经可以做到当太阳正对反射镜阵列时，所有反射镜所反射的光都聚集在吸热器上，形成一个聚光点。但因反射镜和吸热器的安装位置固定，而太阳的照射角度在一天之内会不断地变化，导致反射镜阵列反射阳光形成的聚光点和接收塔上的吸热器两者所处的位置不能始终重合，一天之内从反射镜上反射的太阳光只有几个小时可以照射在吸热器上，其他时间都不能照射吸热器做功，这种现象造成光能的浪费，降低了发电系统的光电转化效率。

发明内容

为了克服现有太阳能聚光发电系统不能始终保持聚光点和吸热器所在的位置重合，而造成光能浪费的缺陷，本发明提供一种自旋式跟踪反射聚光装置，无论一天之中阳光照射方向如何变化，一年之中阳光照射高度随着季节的变动而升高降低，由多台反射镜反射阳光所形成的聚光始终照射在接收塔顶端的吸热器上，以实现高效地利用光能来产生电能。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种自旋式跟踪反射聚光装置，包括一个水平框架，水平框架上安装有多台反射镜组成一个反射镜阵列。另有一个聚光塔，通过连接臂和三角支撑臂与水平框架刚性连接，聚光塔顶端安装有吸热器。所述水平框架或连接臂的底部有一个旋转轴，在旋转轴的远离聚光塔一侧安装有两个承重轮，承重轮与地面接触。所述聚光塔下方安装有四个承重驱动轮，各承重驱动轮承担聚光塔的重量并与地面接触。另外在聚光塔下方还设置有双向驱动电机及减速机，减速机输出轴通过齿轮与所述四个承重驱动轮的驱动半轴啮合。通过所述双向驱动电机的运转，聚光塔在四个承重驱动轮的驱动下围绕旋转轴顺时针或逆时针转动，带动连接臂和水平框架作为一个整体围绕旋转轴自旋。在所述聚光塔顶端的吸热器周边还安装有聚光点位置传感器，在所述水平框架上安装有反射镜垂直角度调整机构，另有一个控制器与上述设备连接。当水平框架上的反射镜阵列正对太阳时，由反射镜反射阳光所形成的聚光照射在聚光塔顶端的吸热器上，当太阳照射的水平方向发生变化而导致反射形成的聚光点在水平方向上偏离吸热器时，所述聚光点位置传感器感应到这个变化，由控制器指令聚光塔下方的双向驱动电机及减速机运转，使聚光塔围绕旋转轴转动一定角度，同时通过连接臂带动水平框架围绕旋转轴转动一定的角度，从而使安装于水平框架上的反射镜阵列调整水平朝向，使聚光点再次水平移动到吸热器上；当太阳照射的高度发生变化而导致反射聚光点在垂直方向上偏离吸热器时，所述聚光点位置传感器感应到这个变化，由控制器指令反射镜垂直角度调整机构运转，同步调整所有反射镜在垂直方向上的朝向，使聚光点再次垂直移动到吸热器上。通过以上方式，实现对聚光点在水平方向和垂直方向上的实时调节，使聚光点始终与吸热器所在的位置保持重合，从而最大程度地利用太阳光能。当反射镜阵列正对太阳时，反射镜反射阳光形成的聚光照射在吸热器上，这是已有技术。

上述的自旋式跟踪反射聚光装置，所述聚光点位置传感器包括围绕吸热器的18个热电偶，所述18个热电偶都在同一个平面内，每个热电偶都有一根信号线连接到所述控制器。在吸热器上下两端各分布有两个热电偶，分别为顶端热电偶和底端热电偶，在吸热器左右两侧各有三个热电偶，分别为左侧热电偶和右侧热电偶。另有八个热电偶在上述热电偶外围呈放射状排列，上述的18个热电偶固定在一个框架上，框架通过一个垂直支架固定在聚光塔上。在18个热电偶的背对反射镜一侧，安装有屏蔽罩，从背对反射镜的方向或聚光塔侧面照射过来的光线无法照射到18个热电偶上。每一个热电偶都通过一根信号线连接到控制器，控制器上有24个信号线路接口，每个信号线都在控制器上占用一个线路接口，且所述热电偶在聚光点位置传感器上所在的方位和其信号线在控制器上的线路接口一一对应，控制器根据各个不同线路接口的信号强度实时检测聚光点位置传感器上各热电偶所接受的光热辐射强度。当反射镜阵列所反射的聚光照射在吸热器正中间时，围绕吸热器周边的热电偶没有受到聚光照射，所受到的光热辐射较小。随着太阳方位的变化，从反射镜反射而成的聚光点偏离吸热器，而投射在吸热器周边，围绕吸热器周边的热电偶开始接受到较高强度的光热辐射，连接这个热电偶的信号线把这个辐射强度的变化以电信号形式传输到控制器，控制器根据发生辐射变化的热电偶在聚光点位置传感器上的方位，确定聚光点相对于吸热器是偏高还是偏低，或者是偏左还是偏右。如果聚光点的位置相对于吸热器偏左或偏右，则由控制器指令聚光塔下方的双向驱动电机及减速机运转，使聚光塔、连接臂和水平框架围绕旋转轴整体旋转一定角度，使聚光点再次水平移动到吸热器正中间。如果聚光点的位置相对于吸热器偏高或偏低，则指令所有反射镜垂直角度调节电动机正转或反转，同步调整所有反射镜的垂直角度，把聚光点再次投射到吸热器上。

上述的自旋式跟踪反射聚光装置，所述双向驱动电机分别与一个水平方向正转接触器和一个水平方向反转接触器电连接。在所述水平框架或连接臂下方安装有四个导电环，这四个导电环以位于水平框架或连接臂底部的旋转轴为圆心，固定安装在地面上。所述四个导电环中的一个为电力输入导电环，另外三个是电力输出导电环。电力输入导电环被分隔为上下层叠且互相绝缘的三个区域，这三个区域分别连接着电力输入导线的不同相位的三条火线。在导电环上方的水平框架或连接臂底部固定有一个输入导电刷，所述输入导电刷也分为三个互相绝缘的部分，每个部分都与电力输入导电环上的一个区域以滑动摩擦的形式接触，再通过沿着连接臂布设的电力输入导线与所述水平方向正转接触器和水平方向反转接触器连接。所述水平方向正转接触器和水平方向反转接触器分别与控制器连接，在控制器指令下分别闭合或断开，实现双向驱动电机的正转或反转。在导电环上方的水平框架或连接臂底部还固定安装有三个大功率输出导电刷，分别以滑动摩擦的形式与所述三个电力输出导电环接触，并且所述三个大功率输出导电刷分别通过沿着连接臂布设的大直径电力输出导线与吸热器下方聚光塔内的发电机输出端连接，将发电机产生的电力传导至所述三个电力输出导电环，进而输送至变电站。导电刷和导电环都是已有公知技术，不做详细描述。

上述的自旋式跟踪反射聚光装置，每一个反射镜都通过一个托架固定在水平框架上，所述托架的底边两端各有一个转轴，这两个托架转轴排列在同一条直线上，托架通过这两个转轴与水平框架连接。所述托架的边框固定连接有一个圆弧形升降臂，圆弧形升降臂的弧形面上分布有齿牙，另外在每个反射镜托架下的水平框架上还安装有一个垂直角度调节电动机，垂直角度调节电动机与垂直角度调节减速机连接，垂直角度调节减速机的输出端与所述圆弧形升降臂上的齿牙啮合。另有一个垂直角度调节正转接触器和一个垂直角度调节反转接触器分别与所有的反射镜垂直角度调节电动机连接，所述垂直角度调节正转接触器和垂直角度调节反转接触器通过电力输入导线与水平框架下的输入导电刷连接。在控制器的指令下，正转接触器和反转接触器分别闭合断开，使所有的反射镜垂直角度调节电动机同步正转或反转，通过减速装置带动所述圆弧形升降臂围绕托架转轴上下摆动，与圆弧形升降臂固定连接的反射镜托架也围绕托架转轴同步上下摆动，从而实现对所有反射镜的垂直角度的同步调节。在所述的反射镜垂直角度的每一次调节过程中，所有反射镜的垂直角度调节电动机的运转方向和运转时长都相同，反射镜阵列中的所有反射镜，无论其离吸热器的距离是多少，在垂直角度上的角度变化都相同，反射镜阵列反射阳光所形成的聚光也始终照射在吸热器上。

上述的自旋式跟踪反射聚光装置，所述双向驱动电机和水平方向正转接触器以及水平方向反转接触器之间分别安装有一个切换开关，通过这两个切换开关，可以实现对双向驱动电机的手动控制和由控制器自动控制的切换。所述垂直角度调节电动机和垂直角度调节正转接触器以及垂直角度调节反转接触器之间也分别安装有一个切换开关，通过这两个切换开关，可以实现对垂直角度调节电动机的手动控制和由控制器自动控制的切换。

本发明的有益效果是，本发明自旋式跟踪反射聚光装置利用围绕在吸热器周边的聚光点位置传感器，实时检测反射镜反射阳光形成的聚光点相对于吸热器的方位，并通过聚光塔下方的双向驱动电机对反射镜阵列的水平朝向进行调整，通过反射镜垂直角度调节电动机在垂直方向上实现对聚光点的高度控制，从而使反光镜反射形成的聚光点始终与吸热器所在的位置保持重合，从而最大程度地利用太阳光能，提高光电转化效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明俯视图；

图2为双向驱动电机及减速机构示意图；

图3为电力输入导电环和电力输出导电环示意图；

图4为聚光点位置传感器示意图；

图5为双向驱动电机供电电路切换为手动控制示意图；

图6为双向驱动电机供电电路切换为自动控制示意图；

图7为反射镜垂直角度调节机构及电路切换示意图；

图8为聚光塔环形轨道示意图。

图中1.水平框架，2.反射镜阵列，3.旋转轴，4.承重轮，5.聚光塔，6.连接臂，7.三角支撑臂，8.承重驱动轮，9.双向驱动电机，10.减速机，11.水平方向正转接触器，12.水平方向反转接触器，13.电力输入导电环，14.电力输出导电环，15.电力输入导线一，16.电力输入导电刷，17.电力输入导线二，18.控制器，19.电力输出导电刷，20.电力输出导线一，21.电力输出导线二，22.吸热器，23.聚光点位置传感器，24.框架，25.顶端热电偶，26.底端热电偶，27.左侧热电偶，28.右侧热电偶，29.外围热电偶，30.屏蔽罩，31.电路触点一，32.电路触点二，33.电路触点三，34.电路触点四，35.托架，36.托架转轴，37.圆弧形升降臂，38.垂直角度调节电动机，39.垂直角度调节减速机，40.垂直角度调节正转接触器，41.垂直角度调节反转接触器，42.电路触点五，43.电路触点六，44.电路触点七，45.电路触点八。

具体实施方式

【实施例1】

自旋式跟踪反射聚光装置包括一个水平框架1，水平框架1上安装有多台反射镜组成一个反射镜阵列2，水平框架1的底部有一个旋转轴3，旋转轴3与地面垂直且伸入地面以下。在水平框架1底部安装有两个承重轮4，承重轮4与地面接触。另有一个聚光塔5，通过连接臂6与水平框架1刚性连接，连接臂6两侧各有一个三角支撑臂7，三角支撑臂7与水平框架1和聚光塔5相连接，起到固定聚光塔5的作用。如图2，聚光塔5下方安装有四个承重驱动轮8，各承重驱动轮8承担聚光塔5的重量并与地面接触。另外在聚光塔5下方还设置有双向驱动电机9及减速机10，减速机10的输出轴通过齿轮与四个承重驱动轮8上的半轴驱动齿轮啮合。双向驱动电机9分别与一个水平方向正转接触器11和一个水平方向反转接触器12连接。水平方向正转接触器11和水平方向反转接触器12分别与控制器18连接，在控制器18指令下分别闭合或断开，实现双向驱动电机9的正转或反转。

如图3，在水平框架1下方安装有四个导电环，这四个导电环以水平框架1的旋转轴3为圆心，固定安装在地面上。四个导电环中最上面的一个为电力输入导电环13，另外三个是电力输出导电环14。电力输入导电环13被分隔为上下层叠且互相绝缘的三个区域，这三个区域分别连接位于导电环内的电力输入导线一15的三个不同相位的火线。在水平框架1下方固定有一个电力输入导电刷16，电力输入导电刷16也分为三个互相绝缘的部分，每个部分都与电力输入导电环13上的一个区域以滑动摩擦的形式接触，再通过沿着连接臂6布设的电力输入导线二17与水平方向正转接触器11和水平方向反转接触器12连接。在水平框架1底部还固定安装有三个电力输出导电刷19，分别以滑动摩擦的形式与三个电力输出导电环14接触，并且三个电力输出导电刷19分别通过沿着连接臂6布设的大直径电力输出导线一20与聚光塔5内的发电机输出端连接，将发电机产生的电力传导至三个电力输出导电环14，进而通过设于导电环内并与之连接的电力输出导线二21输送至变电站。导电刷和导电环都是已有公知技术，不做详细描述。

如图4，在聚光塔5顶端的吸热器22周边安装有聚光点位置传感器23，聚光点位置传感器23由围绕吸热器22的18个热电偶，以及固定这些热电偶的框架24组成。这18个热电偶都在同一个平面内，且这18个热电偶所围成的区域的几何中心点与水平框架1的几何中心点两点连线，与这18个热电偶所在的平面垂直。每个热电偶都有一根信号线连接到控制器18。在吸热器22上下两端各分布有两个热电偶，分别为顶端热电偶25和底端热电偶26，在吸热器22左右两侧各有三个热电偶，分别为左侧热电偶27和右侧热电偶28。另有八个外围热电偶29在上述热电偶外围呈放射状排列。在18个热电偶的背对反射镜一侧，安装有屏蔽罩30，从背对反射镜的方向或聚光塔5侧面照射过来的光线无法照射到上述18个热电偶上。

如图5，位于聚光塔5底部的双向驱动电机9和电力输入导线二17之间连接有水平方向正转接触器11和水平方向反转接触器12，以及控制器18。此外，双向驱动电机9和水平方向正转接触器11以及水平方向反转接触器12之间分别安装有一个切换开关，双向驱动电机9通过这两个切换开关与电力输入导线二17连接。从上述两个切换开关到双向驱动电机9之间的两段电力输入线路具有不同的火线排列顺序，当这两段输入线路在不同时间分别接通时，双向驱动电机9的旋转方向相反。当上述两个切换开关分别断开与两个接触器连接的电路触点一31和电路触点二32时，控制器18无法再通过接触器控制双向驱动电机9的运转，此时双向驱动电机9的供电电路处于手动状态。在电路处于手动状态下，切换开关断开与电力输入导线二17连接的电路触点三33，同时闭合与电力输入导线二17连接的电路触点四34，即接通双向驱动电机9的正转电路，此时双向驱动电机9通过减速机10驱动承重驱动轮8转动，带动水平框架1围绕旋转轴3顺时针旋转。反之，切换开关闭合与电力输入导线二17连接的电路触点三33，同时断开与电力输入导线二17连接的电路触点四34，即接通双向驱动电机9的反转电路，此时双向驱动电机9通过减速机10驱动承重驱动轮8反向转动，带动水平框架1围绕旋转轴3逆时针旋转。通过在两条不同火线线序的输入电路之间切换，实现电机变换旋转方向为已有公知技术，不做详细描述。

如图6，当两个切换开关分别闭合与两个接触器连接的电路触点31和电路触点32，同时断开与电力输入导线二17连接的电路触点33和电路触点34时，双向驱动电机9的供电电路处于自动状态，此时控制器18通过水平方向正转接触器11以及水平方向反转接触器12控制双向驱动电机9的运转方向。

如图7，反射镜阵列2中的每一个反射镜都通过一个托架35固定在水平框架1上，托架35的底边两端各有一个托架转轴36，托架35通过这两个托架转轴36与水平框架1连接。托架35的边框固定连接有一个圆弧形升降臂37，圆弧形升降臂37的弧形面上分布有齿牙，另外在每个反射镜托架35下的水平框架1上还安装有一个垂直角度调节电动机38，垂直角度调节电动机38与垂直角度调节减速机39连接，垂直角度调节减速机39的输出端与圆弧形升降臂37上的齿牙啮合。另有一个垂直角度调节正转接触器40和一个垂直角度调节反转接触器41分别与所有的反射镜垂直角度调节电动机38连接，垂直角度调节正转接触器40和垂直角度调节反转接触器41分别与水平框架1下的电力输入导线二17和控制器18连接。此外，垂直角度调节电动机38和垂直角度调节正转接触器40以及垂直角度调节反转接触器41之间分别安装有一个切换开关，垂直角度调节电动机38通过这两个切换开关与电力输入导线二17连接。从上述两个切换开关到垂直角度调节电动机38之间的两段电力输入线路具有不同的火线排列顺序，当这两段输入线路在不同时间分别接通时，垂直角度调节电动机38的旋转方向相反。当上述两个切换开关分别断开与垂直角度调节正转接触器40以及垂直角度调节反转接触器41连接的电路触点五42和电路触点六43时，控制器18无法再通过上述两个接触器控制垂直角度调节电动机38的运转，此时垂直角度调节电动机38供电电路处于手动状态。当垂直角度调节电动机38供电电路处于手动状态时，闭合与电力输入导线二17连接的电路触点七44，同时断开和电力输入导线二17连接的电路触点八45，即可接通垂直角度调节电动机38的驱动电路，使垂直角度调节电动机38正向旋转，并通过垂直角度调节减速机39带动圆弧形升降臂37围绕托架转轴36向上转动。反之，断开电路触点七44，同时闭合电路触点八45，即可接通垂直角度调节电动机38的驱动电路，使垂直角度调节电动机38反向旋转，并通过垂直角度调节减速机39带动圆弧形升降臂37围绕托架转轴36向下转动。当上述两个切换开关分别闭合与垂直角度调节正转接触器40以及垂直角度调节反转接触器41连接的电路触点五42和电路触点六43，同时断开与电力输入导线二17连接的电路触点七44和电路触点八45时，垂直角度调节电动机38的供电电路处于自动状态，此时控制器18通过垂直角度调节正转接触器40以及垂直角度调节反转接触器41控制垂直角度调节电动机38的运转方向。通过在两条不同火线线序的输入电路之间切换，实现电机变换旋转方向为已有公知技术，不做详细描述。

对自旋式跟踪反射聚光装置的操作分为手动和自动模式。早晨太阳刚升起时，由操作人员把双向驱动电机9和垂直角度调节电动机38的驱动电路切换为手动状态，并根据太阳的方位手动控制双向驱动电机9运转，以此调整水平框架1的朝向，使它对准太阳的方向。同时，根据太阳的照射高度手动控制垂直角度调节电动机38运转，以此调整反射镜阵列2的垂直角度，使反射镜反射阳光形成的聚光点照射在聚光点位置传感器23上。以上动作完成后，即将双向驱动电机9和垂直角度调节电动机38的驱动电路切换为自动状态，进入自动控制模式。

在自动控制模式下，聚光点位置传感器23通过它自身的18个热电偶实时检测反射镜反射阳光所形成的聚光点的方位，如果聚光点位置传感器23上的外围热电偶29中的上端热电偶受到聚光点的照射，连接此热电偶的信号线把这个光照强度的变化传输到控制器18，控制器18判断聚光点相对于吸热器22的位置偏高，即指令垂直角度调节正转接触器40接通垂直角度调节电动机38的驱动电路，使垂直角度调节电动机38正向旋转，并通过垂直角度调节减速机39带动圆弧形升降臂37围绕托架转轴36向上转动。此时承托反射镜的托架35相对于水平面的倾斜角度变大，反射镜反射阳光形成的聚光点也随之下降，下降到一定程度时，聚光点照射到位于吸热器22上端边缘的顶端热电偶25，与之连接的信号线把这个光照强度的变化传输到控制器18，控制器18判断聚光点相对于吸热器22的位置稍有偏高，继续维持垂直角度调节电动机38运转。当聚光点进一步下降到吸热器22的中心时，顶端热电偶25、底端热电偶26、左侧热电偶27、右侧热电偶28所受到的光照强度都相等，此时控制器18判断聚光点已经位于吸热器22的中心，即指令垂直角度调节正转接触器40断开垂直角度调节电动机38的驱动电路，反射镜相对于水平面的角度不再变化，从而保持聚光点的位置。

随着时间推移，太阳照射高度升高，聚光点的位置随之下降。下降到一定程度时，底端热电偶26受到聚光点照射，与之连接的信号线把这个照射强度的变化传输到控制器18，控制器18判断聚光点位置相对于吸热器22稍有偏低，即指令垂直角度调节反转接触器41接通垂直角度调节电动机38的驱动电路，使垂直角度调节电动机38反向旋转，并通过垂直角度调节减速机39带动圆弧形升降臂37围绕托架转轴36向下转动。此时承托反射镜的托架35相对于水平面的倾斜角度变小，反射镜反射阳光形成的聚光点也随之上升，当聚光点上升到吸热器22的中心时，顶端热电偶25、底端热电偶26、左侧热电偶27、右侧热电偶28所受到的光照强度都相等，此时控制器18判断聚光点已经位于吸热器22的中心，即指令垂直角度调节反转接触器41断开垂直角度调节电动机38的驱动电路，反射镜相对于水平面的角度不再变化，从而保持聚光点的位置。

在自动控制模式下，如果聚光点位置传感器23上的外围热电偶29中的右侧热电偶受到聚光点的照射，连接此热电偶的信号线把这个光照强度的变化传输到控制器18，控制器18判断聚光点位置相对于吸热器22偏右，即指令水平方向反转接触器12接通双向驱动电机9的供电电路，双向驱动电机9开始反向转动，并通过减速机10驱动承重驱动轮8转动，带动水平框架1围绕旋转轴3逆时针旋转。此时反射镜反射阳光形成的聚光点向左移动，移动到一定程度时，右侧热电偶28受到聚光点照射，与之连接的信号线把这个光照强度的变化传输到控制器18，控制器18判断聚光点位置相对于吸热器22稍微偏右，继续维持双向驱动电机9反向运转。当聚光点进一步左移到吸热器22的中心时，顶端热电偶25、底端热电偶26、左侧热电偶27、右侧热电偶28所受到的光照强度都相等，此时控制器18判断聚光点已经位于吸热器22的中心，即指令水平方向反转接触器12断开双向驱动电机9的驱动电路，此时水平框架1相对于太阳的朝向不再变化，从而保持聚光点的位置。

随着时间的推移，太阳照射方向发生变化，聚光点的位置随之左移，移动到一定程度时，左侧热电偶27受到聚光点照射，与之连接的信号线把这个光照强度的变化传输到控制器18，控制器18判断聚光点的位置相对于吸热器22稍微偏左，即指令水平方向正转接触器11接通双向驱动电机9的供电电路，双向驱动电机9开始正向转动，并通过减速机10驱动承重驱动轮8转动，带动水平框架1围绕旋转轴3顺时针旋转，此时反射镜反射阳光形成的聚光点向右移动。当聚光点右移到吸热器22的中心时，顶端热电偶25、底端热电偶26、左侧热电偶27、右侧热电偶28所受到的光照强度都相等，此时控制器18判断聚光点已经位于吸热器22的中心，即指令水平方向正转接触器11断开双向驱动电机9的供电电路，此时水平框架1相对于太阳的朝向不再变化，从而保持聚光点的位置。

在自动控制模式下，如果外围热电偶29的左上或右上，或左下、右下热电偶受到聚光点照射，则控制器18判断聚光点相对于吸热器22的位置偏左上或右上，或左下、右下，同时指令双向驱动电机9和垂直角度调节电动机38向相应方向转动，直到把聚光点移动到吸热器22的中心。控制器18的具体指令及电机驱动过程见以上段落。

【实施例2】

如图8，旋转轴3可以设置在水平框架1底部，也可以设置在连接臂6底部。相比于设置在水平框架1的底部，旋转轴3设置在连接臂6底部可以减小聚光塔5和水平框架1围绕旋转轴3的旋转半径，占用的场地面积更小。

【实施例3】

聚光塔5可以通过承重驱动轮8直接与地面接触，也可以在地面上铺设环形轨道，把承重驱动轮8放置于环形轨道上。环形轨道以旋转轴3为圆心，以旋转轴3到承重驱动轮8的距离为半径，使聚光塔5围绕旋转轴3在轨道上转动。相比于承重驱动轮8直接与地面接触，环形轨道可以为承重驱动轮8提供更小的滚动摩擦阻力。

Claims (10)

1.一种自旋式跟踪反射聚光装置，包括水平框架，水平框架上安装有多台反射镜组成一个反射镜阵列，另有一个聚光塔，通过连接臂和三角支撑臂与水平框架刚性连接，其特征在于：所述水平框架或连接臂的底部有一个旋转轴，所述聚光塔下方安装有四个承重驱动轮，在聚光塔下方还设置有双向驱动电机及减速机，通过双向驱动电机的运转，聚光塔在四个承重驱动轮的驱动下围绕旋转轴顺时针或逆时针转动，带动连接臂和水平框架作为一个整体围绕旋转轴自旋，在所述聚光塔顶端的吸热器周边还安装有聚光点位置传感器，在水平框架上安装有反射镜垂直角度调节电动机和减速机，另有一个控制器与上述设备连接，当水平框架上的反射镜阵列正对太阳时，由反射镜反射所形成的聚光照射在聚光塔顶端的吸热器上，当太阳照射的水平方向发生变化而导致反射形成的聚光点在水平方向上偏离吸热器时，聚光点位置传感器感应到这个变化，由控制器指令聚光塔下方的双向驱动电机及减速机运转，使聚光塔围绕旋转轴转动一定角度，同时通过连接臂带动水平框架围绕旋转轴转动一定的角度，从而使安装于水平框架上的反射镜阵列调整水平朝向，使聚光点再次水平移动到吸热器上；当太阳照射的高度发生变化而导致反射聚光点在垂直方向上偏离吸热器时，所述聚光点位置传感器感应到这个变化，由控制器指令反射镜垂直角度调节电动机运转，同步调整所有反射镜在垂直方向上的朝向，使聚光点再次垂直移动到吸热器上。

2.根据权利要求1所述的自旋式跟踪反射聚光装置，其特征在于，所述聚光点位置传感器包括围绕吸热器的18个热电偶，所述18个热电偶都在同一个平面内，每个热电偶都有一根信号线连接到所述控制器。

3.根据权利要求1所述的自旋式跟踪反射聚光装置，其特征在于，在所述18个热电偶的背对反射镜一侧，安装有屏蔽罩，从背对反射镜的方向或聚光塔侧面照射过来的光线无法照射到18个热电偶上。

4.根据权利要求1所述的自旋式跟踪反射聚光装置，其特征在于，所述双向驱动电机分别与一个水平方向正转接触器和一个水平方向反转接触器电连接。

5.根据权利要求1所述的自旋式跟踪反射聚光装置，其特征在于，所述水平框架或连接臂下方安装有四个导电环，所述四个导电环中的一个为电力输入导电环，另外三个是电力输出导电环，在水平框架或连接臂底部固定安装有三个大功率输出导电刷，分别以滑动摩擦的形式与所述三个电力输出导电环接触，并且所述三个大功率输出导电刷分别通过沿着连接臂布设的大直径电力输出导线与吸热器下方聚光塔内的发电机输出端连接。

6.根据权利要求1所述的自旋式跟踪反射聚光装置，其特征在于，所述反射镜阵列中的每一个反射镜都通过一个托架固定在所述水平框架上，所述托架的底边两端各有一个转轴，这两个托架转轴排列在同一条直线上，托架通过这两个转轴与水平框架连接。

7.根据权利要求1所述的自旋式跟踪反射聚光装置，其特征在于，所述反射镜垂直角度调节电动机分别与垂直角度调节正转接触器和垂直角度调节反转接触器连接。

8.根据权利要求1所述的自旋式跟踪反射聚光装置，其特征在于，所述双向驱动电机和水平方向正转接触器以及水平方向反转接触器之间分别安装有一个切换开关，通过这两个切换开关，可以实现对双向驱动电机的手动控制和由控制器自动控制的切换。

9.根据权利要求1所述的自旋式跟踪反射聚光装置，其特征在于，所述垂直角度调节电动机和垂直角度调节正转接触器以及垂直角度调节反转接触器之间分别安装有一个切换开关，通过这两个切换开关，可以实现对垂直角度调节电动机的手动控制和由控制器自动控制的切换。

10.根据权利要求1所述的自旋式跟踪反射聚光装置，其特征在于，在地面上铺设环形轨道，把聚光塔下方的承重驱动轮放置于环形轨道上，聚光塔围绕旋转轴在所述轨道上转动。

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