CN201191090Y - 可调反射镜太阳能跟踪集热装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型一种可调反射镜跟踪太阳能集热装置，主要由太阳能热管组件、可调反射镜单元、安装可调反射镜单元的柱面支架和单轴跟踪装置组成。其特征在于：所述的热管组件安装在可调反射镜单元的上部，热管组件包括太阳能集热管、热管接头、热管支架和接头支架组成，热管支架固定在可调反射镜的柱面支架上，柱面支架上固定有多套可调反射镜单元。本实用新型提高了太阳能的反射聚焦效率和降低了设备的制造成本。

Description

可调反射镜太阳能跟踪集热装置
技术领域
本实用新型涉及一种可调反射镜太阳能跟踪集热装置，属于太阳能利用技术领域。
背景技术：
当前全球能源形势愈来愈严峻，虽然许多工业化国家能源消耗已经趋于稳定，但发展中国家由于工业化进程速度加快，使得能源消耗的增加也加快，导致全球能耗平均呈指数增长的趋势，面对化石能源的潜在危机和生态环境的不断恶化，开发利用太阳能等可再生资源是实现能源工业可持续发展的重要途径和有效措施。
太阳能的利用包括太阳能光电的直接转换，太阳热的直接利用和太阳能热发电，其中太阳热利用的主要技术是要解决太阳能的收集效率和设备的制造成本，当前由于真空集热管的产业化生产，取得中低温热水的太阳能热水器已经产业化推广应用，取得了较大的经济效益和社会效益，但取得高温热工质的太阳能收集装置的利用还处在初步阶段。当前，国际上取得高温介质的热收集主要有三类：槽式线聚焦系统、塔式集热系统和碟式集热系统，塔式和碟式还处在试验样机阶段，只有槽式线聚焦集热产生蒸汽推动汽轮机发电实现了商业化，例如美国LUZ公司在南加州建成的9座槽式太阳能热发电站，聚光反射镜采用的是热弯工艺的玻璃银镜，反射集热效率在60％左右，总装机容量354MW，当前是世界上规模最大、商业化最成功的槽式线聚焦系统的太阳能发电工程。
槽式线聚焦集热原理是利用抛物柱面反射镜将阳光聚焦到热管上，并将热管内热工质加热到高温状态，这种集热方式的缺点是抛物柱面反射镜的制造难度高、制造精度难以保证，反射镜的热弯工艺复杂且易变形，制造成本很高，并且随着在恶劣环境中长时间运行，机架的变形造成抛物面反射镜也发生变形，使太阳光的聚焦效率降低，因而解决槽式聚光太阳能收集器的曲面的制造难度、制造精度、聚焦效率和制造成本以及聚焦精度的长期稳定是决定槽式集热发电商业化推广的根本。
实用新型内容：
本实用新型的目的是提供一种制造简单、聚焦精度高并且可调、太阳热收集效率高且成本低的可调反射镜太阳能跟踪集热装置。
为实现以上目的，本实用新型采用了以下方案：反射镜采用多套可调反射镜单元的组合，每一片反射镜都可采用一种简单的机构进行反射角度的调整，线聚焦太阳热收集装置的热管固定在柱面支架的上方，可调反射镜单元安装在柱面支架上，柱面支架的横断面可以是折线段也可是曲线段，柱面支架上安装有单轴自动跟踪太阳装置。该集热装置沿热管的长度方向为东西向安装，双面光伏组件检测太阳光和集热装置的相对位置通过比较电路控制单轴跟踪装置的运转，使柱面支架在太阳高低角方向做跟踪太阳的转动，通过调整可调反射镜单元的反射镜的角度，使得照射在可调反射镜上的太阳光都能反射到热管上。由包括接头的热管组件，多套可调反射镜单元、柱面支架、跟踪转轴和支撑组成一个反射集热单元，如果将多个这样的集热单元串联呈东西向安装，且在太阳高低角方向自动跟踪太阳的情况下，就可以使热管内的工质获得更高的温度，可以用于中高温的热利用或进行热发电。
本实用新型中支持可调反射镜单元的柱面支架不需要高的精度，可调反射镜单元的构件都是价格低廉运行可靠的部件，在初次安装时进行一次聚焦调整，运行一段时间后，待所有的部件变形稳定后再对反射镜的角度进行一次调整，所以能始终保持高的太阳热收集效率，反射集热效率能达到80％以上，这样就克服了传统的槽式线聚焦装置抛物柱面支架的制造难度、抛物镜面的热弯成本高、精度难以保证以及日后的变形而降低太阳能的收集效率等问题，因而本实用新型更易于商业化推广应用。
下面结合实施例及附图进一步说明本实用新型：
附图说明
图1，是本实用新型的主视图；
图2，是图1的左视图；
图3，是图1的A-A剖视图；
图4，是图3的B向视图；
图5，是可调反射镜组件另一实施例图。
具体的实施方式：
如图1和图2所示是可调反射镜太阳能跟踪集热装置的基本结构，包括太阳能热管组件、可调反射镜单元、安装可调反射镜单元的柱面支架和单轴跟踪装置组成，热管组件安装在可调反射镜单元3的上部，整个装置沿热管的长度方向为东西向安装，热管组件包括太阳能集热管1、热管接头9、热管支架2和接头支架10组成，热管支架2固定在可调反射镜柱面的支架6上，柱面支架6上固定有多个可调反射镜单元3。
图3和图4所示的可调反射镜单元，长条反射镜15可以制作成平面或者柱面，其固定在镜托16上，镜托16两端安装有调整转轴17，调整转轴17与固定在支架6上轴座19的孔相配合，轴座19上开有锁紧槽a，当松开锁紧螺丝18再旋转调整转轴17时，可以调整长条反射镜15的反射角度，初次安装时进行一次聚焦调整，运行一段时间后，待所有的部件变形稳定后再对反射镜角度进行一次调整，这样能始终保持高的太阳能收集效率。
图1和图2所示的柱面支架6为型材结构，其上表面为柱面形式，上表面的横向断面为折线段或曲线，因可调反射镜单元3的反射镜可调，所以柱面支架6的上表面也可做成平面形式。柱面支架6的一侧安装有防冰雹钢丝网21，冰雹或大雪天气前，通过控制跟踪装置的转动，使柱面支架6上有钢丝网的一侧运转到上部，以保护镜片不被冰雹砸坏或被大雪压变形，柱面支架6固定在跟踪转轴12上，跟踪转轴12由轴承13和支承架7支撑，跟踪转轴12的一端通过弹性联轴器14与单轴自动跟踪装置5的输出轴连接。
图1和图2所示的单轴自动跟踪装置5通过支架11固定在支承架7上，自动跟踪装置5由减速自锁蜗轮蜗杆传动部件和跟踪控制装置组成，跟踪控制装置由安装在柱面支架6上双面光伏组件20和比较控制电路组成，双面光伏组件20的表面和柱面支架6长度方向的对称面b平行安装，双面光伏组件20由两块性能相同的光伏小组件组成，两个小组件的受光表面反向封装，如果阳光的照射方向不和对称面b平行，则双面光伏组件20两边的两个光伏小组件产生的电流不相等，通过比较电路控制跟踪电机正转或反转，从而使跟踪减速器5、跟踪转轴12和柱面支架6在太阳高低角方向做跟踪太阳的转动。因为该可调反射镜集热装置的单轴跟踪装置只对太阳的高低角的变化进行跟踪，而对每天太阳的方位角的变化不做跟踪，为了解决早晨和下午所聚焦的太阳光有一部分不能反射到热管上的问题，所以热管两端超出反射镜两端一定的距离。
图2所示，通过跟踪转轴12和热管接头9将多套可调反射镜太阳能集热装置串联，可以使热管中的介质获得更高的温度。
图5为可调反射镜太阳能集热装置中的可调反射镜单元3的另一实施例原理图，长条反射镜15可以制作成平面或者曲面，固定在镜托23上，镜托23的一个侧边附近安装有铰链24，铰链24同时又与柱面支架6固定，可以使镜托23与柱面支架6形成相对转动，镜托23下安装有拉簧25，调整螺钉27旋合在固定件上的螺孔中并顶在镜托23的背面，通过旋合调整螺钉27可调整镜托23上反射镜的反射角度，这种反射镜的调整方法也属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1、一种可调反射镜太阳能跟踪集热装置，包括太阳能热管组件、可调反射镜单元、安装可调反射镜单元的柱面支架和单轴跟踪装置组成，其特征在于：所述的热管组件安装在可调反射镜单元(3)的上部，热管组件包括太阳能集热管(1)、热管接头(9)、热管支架(2)和接头支架(10)组成，热管支架(2)固定在可调反射镜的柱面支架(6)上，柱面支架(6)上固定有多套可调反射镜单元(3)。
2、根据权利要求1所述的可调反射镜太阳能跟踪集热装置，其特征在于：所述的可调反射镜单元(3)上部的长条反射镜(15)可以制作成平面或者曲面，其固定在镜托(16)上，镜托(16)的两端固定安装有调整转轴(17)，调整转轴(17)与固定在柱面支架(6)上轴座(19)的孔相配合，轴座(19)上开有锁紧槽(a)，当松开锁紧螺丝(18)再旋转调整转轴(17)时，可调整长条反射镜(15)的反射角度。
3、根据权利要求1所述的可调反射镜太阳能跟踪集热装置，其特征在于：所述的柱面支架(6)为型材结构，其上表面为柱面形式，上表面的横向断面为折线段或曲线，柱面支架(6)的一侧安装有防冰雹钢丝网(21)，柱面支架(6)固定在跟踪转轴(12)上，跟踪转轴(12)由轴承(13)和支承架(7)支撑，跟踪转轴(12)的一端通过弹性联轴器(14)与单轴自动跟踪装置(5)的输出轴连接。
4、根据权利要求1所述的可调反射镜太阳能跟踪集热装置，其特征在于：所述的单轴自动跟踪装置(5)通过支架(11)固定在支承架(7)上，自动跟踪装置(5)由减速自锁蜗轮蜗杆传动部件和跟踪控制装置组成。
5、根据权利要求4所述的可调反射镜太阳能跟踪集热装置，其特征在于：所述的自动跟踪控制装置由固定安装在柱面支架(6)上双面光伏组件(20)和比较控制电路组成，双面光伏组件(20)的表面和柱面支架(6)长度方向的对称面(b)平行安装，双面光伏组件(20)由两块性能相同的光伏小组件组成，两个小组件的受光表面反向封装。
6、根据权利要求1所述的可调反射镜太阳能跟踪集热装置，其特征在于：通过跟踪转轴(12)和热管接头(9)将多套可调反射镜太阳能集热装置串联，热管两端超出反射镜两端一定的距离，可以使热管中的介质获得更高的温度。
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Denomination of utility model: Solar tracking heat collection device for adjustable mirror

Granted publication date: 20090204

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Record date: 20091228

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Effective date: 20091228

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