CN202813830U - 一种多碟聚光跟踪装置、太阳能聚光热发电装置、太阳能制氢装置及太阳能海水淡化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多碟聚光跟踪装置及其应用，该多碟跟踪装置包括：多碟聚光器，由多组同焦距的抛物面反光镜模组构成；聚光器支架，安装并支撑所述多碟聚光器；双轴跟踪装置，连接所述聚光器支架，其包括方位角执行机构、高度角执行机构及环形支撑臂；跟踪控制装置，电性连接所述双轴跟踪装置，其包括：一光电传感器，安装于斯特林发动机入光孔周围及与所述多碟聚光器的主光轴平行的位置，及一电控箱，安装于所述环形支撑臂上，并电性连接所述光电传感器。该多碟聚光跟踪装置可应用于聚光热发电装置、太阳能制氢装置及太阳能海水淡化装置等。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能聚光发电技术领域，特别是一种多碟聚光跟踪装置。
背景技术
目前太阳能聚光热发电系统分为塔式、槽式和碟式等。
其中，塔式聚光热发电系统包括集热塔、定日镜阵列、定日跟踪系统，定日镜安装在集热塔周围的空地上，通过定日跟踪系统将阳光反射到集热塔上，使集热塔中的工质加热到很高的温度，产生高温蒸汽，推动汽轮机等设备进行发电。塔式聚光技术可以将工质加热到很高的温度，但是定日镜占地面积庞大，转换效率低，并且定日镜控制系统要求精度非常高。
槽式聚光热发电系统包括槽式聚光镜，集热管、跟踪系统，槽式聚光镜将太阳光反射到镜面焦线位置，集热管安装于焦线位置，集热管中的工质被加热后通过工质回路将热能传递给发电装置或者进行集中储热。槽式聚光发电系统由于集热管由玻璃等材料制成，所以不能承受温差的突变，一旦温差过大，将造成集热管破裂。
碟式聚光热发电系统，利用旋转抛物面反光镜组成聚光器，将入射的阳光汇聚到焦平面位置，在焦平面位置安装斯特林发电机组直接进行发电，所以碟式聚光热发电系统是效率最高的聚光热发电技术，聚光比高，焦平面处能流密度均匀，温度高，占地面积小，因而碟式聚光热发电是集合了塔式和槽式的优点的新型聚光热发电技术。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种多碟聚光跟踪装置，克服传统的碟式聚光跟踪装置在南北回归线内无法使用的难题，适合全纬度安装。
为达到上述目的，本发明提供了一种多碟聚光跟踪装置，包括：
多碟聚光器，由多组同焦距的抛物面反光镜模组构成；
聚光器支架，安装并支撑所述多碟聚光器；
双轴跟踪装置，连接所述聚光器支架，该双轴跟踪装置包括方位角执行机构、高度角执行机构及环形支撑臂，方位角执行机构安装于环形支撑臂底部，高度角执行机构安装于环形支撑臂两端；
跟踪控制装置，电性连接所述双轴跟踪装置，其包括：光电传感器、电控箱、减速机和电机，所述光电传感器安装于斯特林发动机入光孔周围及与所述多碟聚光器的主光轴平行的位置；所述电控箱安装于所述环形支撑臂上，并电性连接所述光电传感器、减速机和电机。
上述多碟聚光跟踪装置，所述聚光器支架进一步包括：
环形桁架，通过高度角执行机构安装于所述环形支撑臂上；
轮毂，设置于所述环形桁架的中心位置；
多个背部支架纵梁，呈辐射状连接所述环形桁架和所述轮毂；及
斯特林发动机支撑臂，为悬臂梁桁架支撑结构，所述斯特林发动机支撑臂的一端连接所述斯特林发动机底座，另一端连接所述环形桁架。
上述多碟聚光跟踪装置，所述多碟聚光器通过球头连接杆安装于所述聚光器支架上。
上述多碟聚光跟踪装置，所述反光镜组之间设有卸风槽。
上述多碟聚光跟踪装置，所述背部支架纵梁为复合式桁架结构，采用U形型钢焊接而成。
上述多碟聚光跟踪装置，所述轮毂为圆形箱体式结构，上下面板与侧面板采用焊接连接，且上下面板与侧板之间焊接有加强筋。
上述多碟聚光跟踪装置，所述电控箱通过环形支撑臂以内部走线的方式与电气部元件电性连接。
上述多碟聚光跟踪装置，所述电控箱的下部设有一开孔，该开孔安装一弯头，所述弯头伸入所述环形支撑臂内部，电气线路经所述弯头进入所述环形支撑臂内部采用触头触心的接线方式连接所述方位角执行机构电气线缆和所述高度角执行机构电气线缆。
上述多碟聚光跟踪装置，所述方位角执行机构和所述高度角执行机构采用回转支撑装置为传动件。
上述多碟聚光跟踪装置，所述背部支架纵梁与所述轮毂为螺栓联接，所述斯特林发动机支撑臂与所述环形桁架为销联接。
上述多碟聚光跟踪装置，所述反光镜模组的表面镀制有光学反射膜层，所述光学反射膜层上镀制有保护膜层。
更进一步的，本实用新型还提供了一种太阳能聚光热发电装置，包括上述多碟聚光跟踪装置。
更进一步的，本实用新型还提供了一种太阳能制氢装置，包括上述多碟聚光跟踪装置。
更进一步的，本实用新型还提供了一种太阳能海水淡化装置，包括上述多碟聚光跟踪装置。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
1.本实用新型解决了在南北回归线内进行对日跟踪的难题，做到了全纬度都能安装使用，具有很强的适应性。
2.使用复合桁架结构作为聚光器支架主要支撑架构，减轻了背部支架纵梁的重量，提高了强度和刚度。
3.聚光器反光镜为多组同焦点的抛物面镜组，安装在同一个抛物面面上，易于定位，降低了机械加工难度。
4.反光镜组之间的卸风槽设计，有效减低了风载对聚光跟踪系统的影响，提高了跟踪稳定性。
5.跟踪控制装置为闭环控制，抗干扰能力强，可无人值守自动运行，远程控制端可以集中对多碟聚光跟踪热发电系统控制，降低了维护难度。
本实用新型及以下附图的结合仅为说明性的实施方式，并不为本实用新型的限制。
附图说明
图1为本实用新型多碟聚光跟踪装置结构示意图；
图2为本实用新型多碟聚光跟踪热发电装置实施例示意图；
图3为本实用新型聚光器反光镜排列示意图；
图4为本实用新型背部支架纵梁结构示意图。
具体实施方式
藉由以下较佳实施例的详细描述，将可进一步了解本实用新型所述的方法及构造的特征及好处。
参考图1－图3，本实用新型的多碟聚光跟踪装置包括多碟聚光器、聚光器支架、双轴跟踪装置和跟踪控制装置。
其中，多碟聚光器由多组同焦距的抛物面反光镜模组11组成，并通过球头连接杆13安装在其背部的聚光器支架12上，反光镜组之间有卸风槽110。
聚光器支架12由环形桁架4、背部支架纵梁5、轮毂6和斯特林发动机支撑臂3组成，其中，轮毂6设置于所述环形桁架4的中心位置；多个背部支架纵梁5呈辐射状连接环形桁架4和轮毂6；斯特林发动机支撑臂3为悬臂梁桁架支撑结构，其一端连接斯特林发动机底座2，另一端连接环形桁架4。更进一步的，其中，背部支架纵梁5与轮毂6为螺栓联接，斯特林发动机支撑臂3与环形桁架4为销联接。如图4所示，背部支架纵梁5为复合式桁架结构，采用U形型钢焊接而成；轮毂6为圆形箱体式结构，上下面板与侧面板采用焊接连接，并在上下面板与侧板之间焊接加强筋。
双轴跟踪装置由方位角执行机构9、高度角执行机构7和环形支撑臂8组成，方位角执行机构9安装于环形支撑臂8底部，高度角执行机构7安装于环形支撑臂8两端，双轴跟踪装置采用环抱式设计，环抱聚光器支架。方位角执行机构采用回转支撑装置为传动件，高度角执行机构采用回转支撑装置为传动件。
跟踪控制装置包括光电传感器14、电控箱15、减速机（未图示）、电机（为图示）、安装支撑轴承（未图示），其中电控箱15安装于环形支撑臂8上，通过内部走线的方式与各电气部元件相连。其中光电传感器14为高精度传感器，光电传感器14可安装于斯特林发动机入光孔周围及与多碟聚光器主光轴平行的任何位置，电控箱15采用防磁防潮防尘结构，其下部开孔安装弯头16，弯头16伸入环形支撑臂8内部，电气线路从环形支撑臂8内部与光电传感器14、减速机、电机等电气元件相连接。
采用本实用新型的多碟聚光跟踪装置，在斯特林发动机底座2安装斯特林发电装置1进行聚光热发电，本实用新型提供的多碟跟踪装置，跟踪装置结构强度高、变形小有效的降低了机械结构对跟踪精度的影响，通过自动跟踪太阳 的多碟抛物面聚光镜，将垂直入射的阳光汇聚到焦平面位置，对焦点附近的斯特林发电机组的加热盘进行集中加热，以获得较高的能流密度及温度，推动斯特林发电机组发电。但并不仅限于聚光热发电，在斯特林发动机底座位置安装制氢装置即可太阳能海水制氢，安装海水淡化装置即可太阳能海水淡化。
本实用新型提供的多碟跟踪装置采用地盘式设计，可全纬度适用、抗风载能力强、跟踪精度高。
本说明书虽然已通过举例方式在附图中描述了本发明的具体实施方式，并在本文中对其作了详细的说明，但是本实用新型还允许有各种修改和替换形式。本实用新型的附图内容可为不等比例，附图及其详细的描述仅为特定型式的揭露，并不为本实用新型的限制，相反的，依据权利要求保护范围的精神和范围内进行修改、均等构件及其置换皆为本实用新型所涵盖的范围。
Claims (14)
1.一种多碟聚光跟踪装置，采用地盘式结构，其特征在于，包括：
多碟聚光器，由多组同焦距的抛物面反光镜模组构成；
聚光器支架，安装并支撑所述多碟聚光器；
双轴跟踪装置，连接所述聚光器支架，该双轴跟踪装置包括方位角执行机构、高度角执行机构及环形支撑臂，方位角执行机构安装于环形支撑臂底部，高度角执行机构安装于环形支撑臂两端；
跟踪控制装置，电性连接所述双轴跟踪装置，其包括：光电传感器、电控箱、减速机和电机，所述光电传感器安装于斯特林发动机入光孔周围及与所述多碟聚光器的主光轴平行的位置；所述电控箱安装于所述环形支撑臂上，并电性连接所述光电传感器、减速机和电机。
2.根据权利要求1所述的多碟聚光跟踪装置，其特征在于，所述聚光器支架进一步包括：
环形桁架，通过所述高度角执行机构安装于所述环形支撑臂上；
轮毂，设置于所述环形桁架的中心位置；
多个背部支架纵梁，呈辐射状连接所述环形桁架和所述轮毂；及
斯特林发动机支撑臂，为悬臂梁桁架支撑结构，所述斯特林发动机支撑臂的一端连接所述斯特林发动机底座，另一端连接所述环形桁架。
3.根据权利要求1所述的多碟聚光跟踪装置，其特征在于，所述多碟聚光器通过球头连接杆安装于所述聚光器支架上。
4.根据权利要求1所述的多碟聚光跟踪装置，其特征在于，所述反光镜模组之间设有卸风槽。
5.根据权利要求2所述的多碟聚光跟踪装置，其特征在于，所述背部支架纵梁为复合式桁架结构，采用U形型钢焊接而成。
6.根据权利要求2所述的多碟聚光跟踪装置，其特征在于，所述轮毂为圆形箱体式结构，上下面板与侧面板采用焊接连接，且上下面板与侧板之间焊接有加强筋。
7.根据权利要求1所述的多碟聚光跟踪装置，其特征在于，所述电控箱通过环形支撑臂以内部走线的方式与电气部元件电性连接。
8.根据权利要求7所述的多碟聚光跟踪装置，其特征在于，所述电控箱的下部设有一开孔，该开孔安装一弯头，所述弯头伸入所述环形支撑臂内部，电气线路经所述弯头进入所述环形支撑臂内部采用触头触心的接线方式连接所述方位角执行机构的电气线缆和所述高度角执行机构的电气线缆。
9.根据权利要求1所述的多碟聚光跟踪装置，其特征在于，所述方位角执行机构和所述高度角执行机构采用回转支撑装置为传动件。
10.根据权利要求2所述的多碟聚光跟踪装置，其特征在于，所述背部支架纵梁与所述轮毂为螺栓联接，所述斯特林发动机支撑臂与所述环形桁架为销联接。
11.根据权利要求1所述的多碟聚光跟踪装置，其特征在于，所述反光镜模组的表面镀制有光学反射膜层，所述光学反射膜层上镀制有保护膜层。
12.一种太阳能聚光热发电装置，其特征在于，包括上述权利要求1-11中任一项所述的多碟聚光跟踪装置。
13.一种太阳能制氢装置，其特征在于，包括上述权利要求1-11中任一项所述的多碟聚光跟踪装置。
14.一种太阳能海水淡化装置，其特征在于，包括上述权利要求1-11中任一项所述的多碟聚光跟踪装置。
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| GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of utility model: Multi-disc condensation tracking device, solar energy condensation thermal power generation device, solar energy hydrogen production device and solar-powered seawater desalination device Effective date of registration: 20140108 Granted publication date: 20130320 Pledgee: Li Zhian Pledgor: Dalian Great Ocean New Energy Development Co., Ltd. Registration number: 2014990000022 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
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Date of cancellation: 20190801 Granted publication date: 20130320 Pledgee: Li Zhian Pledgor: Dalian Great Ocean New Energy Development Co., Ltd. Registration number: 2014990000022 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130320 Termination date: 20200524 |