CN200949944Y - 太阳光自动跟踪聚光太阳能利用装置 - Google Patents

Abstract

太阳光自动跟踪聚光太阳能利用装置属一种太阳能转换为热能的装置，由太阳光自动跟踪控制部分，太阳光采光聚光部分构成。自动跟踪控制部份采用液压驱动及电力驱动两种方式，驱动控制部分由空气集热管、空气连通管、控制阀及相关的液压输入、输出管线、液压缸，电动机构成，聚光部分由一个球面采光聚光板及其支撑骨架构成，驱动控制部分、采光聚光部分连接采用一根连杆，采光聚光板下设一轨道，在太阳光自动跟踪器的控制作用下，采光聚光板沿下设轨道与其作同步运动，采光聚光板采光面始终正面向着太阳，将太阳光反射聚焦到自动控制跟踪器转换装置上，将光能转换成热能。该装置结构简单、制造成本低、太阳能利用率高，适用范围广。

Description

太阳光自动跟踪聚光太阳能利用装置

所属技术领域

本实用新型涉及一种太阳能转换利用技术设备，特别是一种太阳光自动跟踪聚光太阳能利用装置。

背景技术

目前太阳光收集能量转换利用装置均是被动式的，包括太阳能电池组成的太阳能发电站，太阳能热水器都是固定一个角度朝地球赤道方向倾斜安装。太阳每天东起西落。太阳光采光面只有正午直射才能达到吸收率最高，上午10时30分至下午13时30分太阳光吸收率90％，上午9时和下午15时吸收率70％，上午7时30分和下午16时30分吸收率只有40～45％。在同等条件下被动式太阳能吸收率占阳光直射采光面吸收量的45～50％。而且被动式采光面内必须布满太阳电池块或真空吸热管，这些原器件都是价格比较高的核心部件，单位造价高而性价比不高，在采光面积内致使太阳光能白自流失。

发明内容

针对背景技术的缺陷，本发明提供一种太阳光自动跟踪聚光太阳能利用装置采取液压或电力驱动两种动力源驱动达到采光聚光板同步跟踪太阳光的目的，该装置原材料易获得，跟踪准确，不怕潮湿和炎热。能节省大量太阳能电池块或真空集热管，相应能大幅降低造价。同时提高阳光吸收率，阳光集中利用效率也大大提高。还可扩展用途，如烧蒸汽推动汽轮机发电，烘干物品，提供暖气，小型金属冶炼等。

本实用新型实现其发明目的所采用的技术方案是：该装置由太阳光跟踪控制器部分及太阳能采光聚光部分组成，太阳光自动跟踪采用电力驱动或液压驱动两种方式。液压驱动方式由空气集热管、空气连通管、液压输入管、控制阀、液压输出管、液压缸、驱动齿轮、液体回流管构成液压驱动的太阳光自动跟踪器。

电力驱动方式由空气集热管、空气连通管、控制阀、电源输入线、变速电流输出连接线、电动机构成电力驱动的太阳光自动跟踪器。

家用热水器的自动跟踪器采用液压驱动方式，将真空管热水器改装成将采光直接聚焦到两根真空集热管上，实现吸热温度高，流动循环快，同时提高阳光利用率。

太阳能采光聚光部分，由采光聚光板，支撑架、驱动轮、连杆、钢质轨道构成。采光面的采光聚光板不管用那种材料，取什么形状必须是以采光面与焦点之距为半径的球面体。按太阳的方位角、高度角计算出采光面阳光收集装置的运行轨迹，用φ20大的钢筋建成半圆形的轨道，内钢轨为水平半圆形，外钢轨建成东西两头高，中部与内钢轨同高，使采光聚光板装置运行时造成俯仰角的变换，早、中、晚都能正对太阳，在聚光焦点处安装开水蒸汽锅炉、太阳电池板，吸收面根据太阳能装置对高温的承受力和光热的用途计算出焦点的接受面积，在太阳能光热吸收装置转动的平台下用一根连接杆与采光聚光板支撑架连接，使二者始终运行在同一个平面角度上。根据冬至、春分、秋分、夏至太阳高度角的变化，在内支撑骨架下方驱动轮上方安装高度角微调装置。

本适用新型的有益效果是：该装置自太阳升起至落下可全天进行自动跟踪，充分吸收太阳光能量，达到充分利用太阳能、聚光热量温度高，应用范围广。

附图说明：

图1：A为液压驱动太阳光自动跟踪控制器结构示意图

B为电力驱动太阳光自动跟踪控制器结构示意图

图2：为太阳光自动跟踪聚光太阳能利用装置整体结构示意图

具体实施方式：

本实用新型具体实施方式结合附图作进一步说明

图1为太阳光自动跟踪聚光太阳能利用装置，太阳光自动跟踪器结构示意图、图1-A为家庭太阳能热水器使用利用液压驱动的阳光自动跟踪器。空气集热管(16)、(13)安装在太阳能热水器吸热面的东西两侧。当旭日东升时太阳光将东侧空气集热管(16)加热，管内空气膨涨，体积增大，通过同侧空气连通管(12)向控制阀(17)提供压力空气，使西侧液压阀开启，通过同侧液压输送管(11)，将压力液体送入液压缸(10)，推动活塞和驱动连杆(18)迅速伸出使套安在太阳能真空吸热管基座上的驱动齿轮旋转，采光聚光板采光面在几分钟内正对东方旭日。随着太阳逐渐升高，东侧空气集热管(16)被遮掩，西侧的空气集热管(13)被太阳光逐渐照射，管内温度逐渐升高，管内空气膨涨，体积增加，通过同侧空气连通管(12)向控制阀(17)提供压力空气，使东侧液压阀开启，通过同侧液压输送管(11)将压力液体送入液压缸(10)推动活塞和驱动杆(18)缓缓回缩使套安在太阳能真空吸热管基座上的驱动齿轮控制采光聚光板采光面正对太阳，随太阳升落的速度运行，到太阳下山后，采光面背对东方。当次日太阳升起时，太阳光自动跟踪器又开始新一轮循环运行。

图1-B为太阳光自动跟踪聚光太阳能利用装置用电力驱动的太阳光自动跟踪控制器示意图。空气集热管(16)、(13)安装在太阳能采光面的东、西两侧，东方日出时将东侧的空气集热管(16)加热，管内空气受热膨涨，产生压力空气。通过空气连通管(12)向控制阀(22)提供压力空气，使西侧的电源闸阀开启让电源输入(21)，经输出电源线(20)向驱动电动机(19)供电运转，使图2中的采光聚光板(6)的支撑架(7)和驱动轮(5)在电动机(19)的带动下，沿着钢轨(9)，在10分钟内运行至西方面对东升的红日。同时，通过连接杆(3)的带动，太阳能转换吸热装置(2)在转动的底盘(1)上跟着采光聚光板采光面同步转动，吸收采光聚光板反射回来的太阳聚光(4)。随着太阳高角度的变化，东侧空气集热管(16)被遮掩，西侧空气集热管(13)被太阳光逐渐照射，管内温度升高，空气膨涨，通过空气连通管(12)向控制阀(22)提供压力空气，使东侧的电源阀开启，使输入电源(21)经变流后由输出电源线(20)向驱动电动机(19)供电运转，使图2中的采光聚光板(6)的支撑架(7)和驱动轮(5)在电动机(19)带动下沿着钢轨(9)对着阳光随太阳缓慢地运行。同时通过连接杆(3)的带动下太阳能转换装置(2)在转动的底盘(1)上跟着采光聚光板同步转动，吸收采光聚光板反射回来的太阳聚光(4)。当太阳落山时，采光聚光板(6)采光面背对东方。为了更好调整采光聚光板(6)采光面与太阳运动的角度，在采光聚光板(6)内支撑架下方驱动轮上方装高度角微调装置(8)。

第二天早上东方日出时，太阳光将采光聚光板(6)采光面东侧的空气集热管(16)加热，温度升高，管内气体膨张，输出压力空气，驱动控制阀(17)，阳光自动跟踪器驱使采光聚光太阳能利用转换装置又开始新一轮循环运行。

Claims (5)

1、太阳光自动跟踪聚光太阳能利用装置，由太阳光自动跟踪控制器部分，太阳能聚光部分构成，太阳光跟踪控制器部分包括空气集热管、压力空气输送、液压控制阀、液压输送、液压驱动、齿轮传动、聚光太阳能热水器和电力变速控制阀、变速电流输送，太阳能聚光部分包括电动机、采光聚光板球面、运行轨道及太阳能转换控制装置与球面采光聚光板之间的连接杆及采光聚光板支撑架，其特征是：太阳光自动跟踪控制器部分，采用液压或电力驱动两种方式，空气集热管中的空气受热膨涨受冷收缩，产生正负压，将空气压力传送给控制阀，对压力液体的流量或变速电流进行控制，使液压缸中的活塞和驱动连杆使驱动齿轮或电动机变速运转，使太阳能聚光部分同太阳光跟踪控制部分作同步运行。

2、根据权利要求1所述的太阳能跟踪聚光太阳能利用装置，其特征是：太阳光自动跟踪控制器部分采用液压驱动方式，由空气集热管的压力空气经压力空气输送管把空气压力传送给液压控制阀，受控制的压力液体通过液压输送管把液体的压力提供给液压缸，推动液压缸中的活塞和驱动连杆使安装在真空吸热管基座上的驱动齿轮旋转，带动聚光太阳能热水器的聚焦面跟踪太阳运行。

3、根据权利要求1所述的太阳能跟踪聚光太阳能利用装置，其特征是：太阳光自动跟踪控制器部分采用电力驱动方式，由空气集热管的压力空气经压力空气输送管把空气压力传送给电力变速控制阀，把变速电流提供给电动机，电动机驱动轮带动球面采光聚光板及其支撑架在轨道上随太阳光作同步运行，同时，连接杆使太阳能转换装置在转动的底盘上对着采光聚光板面作同步运转。

4、根据权利要求1所述的太阳光自动跟踪聚光太阳能利用装置，其特征是：采光聚光板运行轨道用钢筋制成，内轨道水平呈半园形、外轨呈东西两头高，中段与内轨同高。

5、根据权利要求1所述的太阳光自动跟踪聚光太阳能利用装置，其特征是：采光聚光板内支撑架下方驱动轮上方要装有高度角微调装置。

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