CN201314707Y - 一种太阳能双碟面热能发电装置 - Google Patents

一种太阳能双碟面热能发电装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种太阳能双碟面热能发电装置，包括主聚光碟面，镜面支撑架设于主聚光碟面外，主聚光碟面的外中心与支撑架顶部连接，吸热器设于主聚光碟面的内中心处，在支撑架的顶部还设有垂直跟踪转动系统和水平跟踪转动系统，其特征在于，副聚光碟面通过副碟面支撑架设于主聚光碟面的焦点处，发动机设于支撑架顶部的垂直跟踪转动系统上，位于主聚光碟面的中心处。本实用新型的优点是结构简单实用，可靠性高，成本低，能量转化效率高，综合性价比高。

Description

一种太阳能双碟面热能发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能双碟面热能发电装置，尤其应用在太阳能聚光热发电系统，属于太阳能热发电技术领域。
背景技术
碟式太阳能热发电系统是一种先进的聚光热电发电技术，用抛物面反射镜将太阳光聚焦加热热工介质，将太阳能热能转化为机械能，进而推动发电机组发电。系统具有光电转化率高，安装灵活，可以混合使用多种燃料持续发电等特点。但目前国内外比较常用的办法是把斯特林发电机组安装于抛物面的焦点处。存在以下不足：
1.发电机组一般几十公斤到数百公斤，支撑发电机的支架强度必须足够大，这样增加了系统支架的力学复杂性及制造成本。
2.因为焦距通常5—7米，发电机又重，造成的力矩很大，对平衡稳定的要求较高。驱动聚光镜跟踪太阳的自动跟踪系统必须较大的电流才能驱动，浪费了电能，而且每天早晨需要外接电源或蓄电池的电能驱动方能完成自动跟踪，系统可靠性差，很不方便。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种运行更可靠，转化效率高而制造成本低的太阳能双碟面热能发电装置
为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种太阳能双碟面热能发电装置，包括主聚光碟面，镜面支撑架设于主聚光碟面外，主聚光碟面的外中心与支撑架顶部连接，吸热器设于主聚光碟面的内中心处，在支撑架的顶部还设有垂直跟踪转动系统和水平跟踪转动系统，其特征在于，副聚光碟面通过副碟面支撑架设于主聚光碟面的焦点处，发动机设于支撑架顶部的垂直跟踪转动系统上，位于主聚光碟面的中心处。
所述的副聚光碟面为抛物面型，其表面设有多晶硅高效光电池。
本实用新型在主抛物面型反光镜的焦点附近又设计安装了一面较小的抛物面副镜面，根据几何光学的原理，副镜面能够将主反光镜的聚焦光线再次聚焦反射致主反光镜中心处。发电机组安装在主反光镜的中心位置，这样主镜面和发电机的重心都直接落在反光镜中心下方的支柱上，即系统的重心处，从而不需要发电机用高强度支架固定在主反光镜的焦点位置，省去了结构复杂的发电机悬臂梁并大大简化了支架结构设计，整个系统的力学稳定性和可靠性大大提高；驱动阳光跟踪系统需要的力矩大大下降，阳光跟踪系统的可靠性得以提高；使整个系统的制造成本大大降低，相应每千瓦时的投资大大下降。
考虑到整个发电系统对阳光的跟踪装置需要电能，副镜面表面装有多晶硅光电池，产生电能后直接给阳光跟踪系统的蓄电池供电，使阳光跟踪系统单独成为一个弱电控制系统，实现了系统用电自给。
本实用新型同时保持转化效率较高的原理为：在进行结构改进的同时，保留了对斯特林发电机直接聚光加热发电。
本实用新型的优点是结构简单实用，可靠性高，成本低，能量转化效率高，综合性价比高。
附图说明
图1为一种太阳能双碟面热能发电装置结构示意图；
图2为副聚光碟面结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例
如图1所示，为一种太阳能双碟面热能发电装置结构示意图，所述一种太阳能双碟面热能发电装置包括主聚光碟面1，镜面支撑架4安装在主聚光碟面1外，主聚光碟面1的外中心与支撑架7顶部连接，吸热器3安装在主聚光碟面1的内中心处，在支撑架7的顶部还安装垂直跟踪转动系统6和水平跟踪转动系统8，副聚光碟面2通过副碟面支撑架5安装在主聚光碟面1的焦点处，发动机9直接安装在支撑架7顶部的垂直跟踪转动系统6上，位于主聚光碟面1的中心处，并与之联接在一起，一起转动。
如图2所示，所述的副聚光碟面2为抛物面型，其表面装有多晶硅高效光电水平跟踪转动系统8可以将主聚光碟面1在水平方向上360度旋转，垂直跟踪转动系统6可以将主聚光碟面1在竖直方向上180度旋转。
发电机9为斯特林发电机。
其控制运行方式与现有技术相同，微机系统将跟踪阳光需要的两维角度信号计算好，转换成脉冲信号驱动两个电机控制整个系统对阳光的自动跟踪，保证主镜面始终朝向太阳，不再赘述。
由于发电机启动时需要一定时间才能发电，此时需要依赖外部电源驱动阳光跟踪系统，在副聚光碟面2上安装了多晶节光电池。由光电池给阳光跟踪系统的蓄电池充电，也就是说，阳光跟踪系统的电控部分是单独体系。
系统工作时，太阳的光线先通过抛物面型主聚光碟面1聚焦在副镜面2附近，副聚光碟面2将阳光再次反射，聚焦在发电机9上，因为直接由发电机9发电，发电效率比单晶硅电池板高2—3倍，比同类加热热介质再集中发电也要高很多。
本实用新型极大地优化了碟式太阳能发电系统的结构，结构紧凑简单，能量转换效率高，适合大功率高温太阳能电站建设场合。

Claims (2)

1.一种太阳能双碟面热能发电装置，包括主聚光碟面(1)，镜面支撑架(4)设于主聚光碟面(1)外，主聚光碟面(1)的外中心与支撑架(7)顶部连接，吸热器(3)设于主聚光碟面(1)的内中心处，在支撑架(7)的顶部还设有垂直跟踪转动系统(6)和水平跟踪转动系统(8)，其特征在于，副聚光碟面(2)通过副碟面支撑架(5)设于主聚光碟面(1)的焦点处，发动机(9)设于支撑架(7)顶部的垂直跟踪转动系统(6)上，位于主聚光碟面(1)的中心处。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能双碟面热能发电装置，其特征在于，所述的副聚光碟面(2)为抛物面型，其表面设有多晶硅高效光电池(10)。
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