CN202973608U - 一种碟式斯特林太阳能热电装置的调焦系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种碟式斯特林太阳能热电装置的调焦系统，该系统包括旋转调试平台、伺服调节模块、感光模块、平行光发射器及显示控制模块，所述的旋转调试平台设在碟式斯特林太阳能热电装置底部，所述的伺服调节模块与旋转调试平台连接，所述的感光模块设在碟式斯特林太阳能热电装置的焦点处，所述的平行光发射器设在碟式斯特林太阳能热电装置上方，所述的显示控制模块分别与旋转调试平台、伺服调节模块、感光模块、平行光发射器连接。与现有技术相比，本实用新型的优点包括：实现了碟式斯特林太阳能热电系统调焦工作的自动化、集成化，大大提高了碟式光热电站的调试、安装效率。

Description

一种碟式斯特林太阳能热电装置的调焦系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能热发电领域，特别是指一种碟式斯特林太阳能热电装置的调焦系统。 

背景技术 

太阳能热发电技术是当今世界太阳能热利用研究领域的前沿课题，它利用高精度聚光器将低密度的太阳能汇聚成高密度热能，通过加热工质来驱动发电机、实现光电转化，具有零排放、可持续利用的优点。太阳能热发电分为槽式、塔式和碟式三种形式。目前最具发展潜力的是碟式太阳能高温发电技术，尤其是近几年碟式斯特林太阳能发电技术因其惊人的发展速度更是令世界瞩目。碟式斯特林发电系统利用旋转抛物面反射镜将太阳光聚焦到位于抛物面焦点的接收器上，接收器内的工质被加热到 750℃左右，驱动斯特林发电机发电。它具有光电转换效率高、耗水量低、发电方式灵活及可逐步规模化等优点。 

目前，国外太阳能斯特林发电机制作及测试枝术已趋于成熟、正处于中试和大规模推广阶段。相比之下，国内碟式斯特林大阳能热发电技术研究虽然取得了一些成绩，但总体来说还未获得实质性的进展，相关研究尚处于初级阶段。众所周知，碟式斯特林大阳能发电系统的核心部件是太阳能斯特林发动机。然而，在整个碟式斯特林热电系统中，还有一项关键技术并未引起广泛关注，或者相关的技术文献和学术论文并不多见，那就是碟式热电系统反射面板的调节技术。

为获得更高的转换效率及更好的经济性，碟式斯特林系统的发展趋势无疑是反射面积的不断增大，考虑到制造工艺及安装、运输的局限性，势必将几十平方至上百平方的反射碟面分瓣化，即整个碟面由多块反射板组成。在系统的调试阶段，需将每块面板位置重新调整，以获得良好的聚焦效果。

反射面板的聚集效果，在整个碟式斯特林太阳能热电装置中至关重要，它将直接影响系统的发电效率、可靠性及安全性等等。目前，国内的碟式斯特林热电装置的研究基本还停留在样机的测试阶段，针对的仅仅是单个系统的调焦，因此调节技术的重要性体现并不明显，然而随着碟式系统发展至后期的大规模的商业化运作，对于几十至几百套碟式装置构成的光热电站，碟式系统反射面板的调焦技术工作将至关重要。

发明内容

本实用新型提出一种碟式斯特林太阳能热电装置的调焦系统，解决了现有技术中碟式斯特林太阳能热电装置调焦难的缺点。 

本实用新型的技术方案是这样实现的：      

一种碟式斯特林太阳能热电装置的调焦系统，其特征在于，该系统包括旋转调试平台、伺服调节模块、感光模块、平行光发射器及显示控制模块，所述的旋转调试平台设在碟式斯特林太阳能热电装置底部，所述的伺服调节模块与旋转调试平台连接，所述的感光模块设在碟式斯特林太阳能热电装置的焦点处，所述的平行光发射器设在碟式斯特林太阳能热电装置上方，所述的显示控制模块分别与旋转调试平台、伺服调节模块、感光模块、平行光发射器连接。

所述的旋转调试平台为360°可旋转调试平台。       

所述的碟式斯特林太阳能热电装置设有反射太阳光的碟面及调节碟面角度  的调节机构，所述的伺服调节模块包括伺服马达及减速机，所述的减速机的输出轴与调节碟面角度的调节机构相连。

所述的碟式斯特林太阳能热电装置设有斯特林发动机吸热器，所述的感光模块包括感光屏，所述的感光屏设在斯特林发动机吸热器所设位置。       

所述的感光屏设有多个感光单元，该感光单元分别与碟式斯特林太阳能热电装置的反射太阳光的碟面一一对应。

所述的平行光发射器设于碟式斯特林太阳能热电装置的正上方，所述的平行光发射器发射的光线与反射太阳光的碟面的中心轴平行。

与现有技术相比，本实用新型的优点包括：

（1）实现了碟式斯特林太阳能热电系统调焦工作的自动化、集成化，大大提高了碟式光热电站的调试、安装效率； 

（2 ）该系统通过感光模块，采用了闭环控制的互反馈技术，大大提高了碟式系统调焦的准确性和可靠性，使得系统以良好的聚集获得更高的热电转换效率；      

（3 ）该调焦系统使得调焦工作在厂房内进行，不受天气条件的限制，碟式电站的施工安装工期更加可控，施工人员的安全性得到可靠保障；

（4 ）该调焦系统通常与碟式斯特林太阳能热电装置的整套装配线配套运作，成为整个碟式系统装配中的重要一环，为大规模碟式光热电站工程施工安装提供可能。  

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图 1  为本实用新型一种碟式斯特林太阳能热电装置的调焦系统的结构示意图。      

图2 为本实用新型的感光屏上光斑的示意图。

其中，1-旋转调试平台、2-伺服调节模块、3-感光模块、4-平行光发射器、5-显示控制模块

具体实施方式 

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 

如图 1  所示，一种碟式斯特林太阳能热电装置的调焦系统，该系统包括旋转调试平台 1、伺服调节模块 2 、感光模块 3、平行光发射器 4 及显示控制模块5，所述的旋转调试平台 1 设在碟式斯特林太阳能热电装置底部，所述的伺服调节模块 2 与旋转调试平台 1 连接，所述的感光模块 3 设在碟式斯特林太阳能热电装置的焦点处，所述的平行光发射器4 设在碟式斯特林太阳能热电装置上方，所述的显示控制模块 5 分别与旋转调试平台 1、伺服调节模块 2 、感光模块 3、平行光发射器 4 连接。

使用过程如下：

将整个被调试的碟式斯特林太阳能热电装置放置在旋转调试平台 1  上，并进行水平校准，使得碟面的中心轴与旋转调试平台平面垂直 （允许一定的误差）。在碟式斯特林太阳能热电装置的正上方设置平行光发射器 4 ，其主要目的是通过一定的光学手段，产生一束平行光用以模拟太阳直射光。调整平行光发射器使得射出平行光与碟面中心轴线保持平行。平行光射入碟面，经反射面板反射聚焦后，在安装于碟面焦点处的感光模块 3 上形成光斑。 

所述感光模块 3，还包含一块感光屏。感光屏的大小与实际斯特林发动机吸热器大小相当，并将其以周向和径向方式划分为多个单元。其单元的划分形式与碟式斯特林太阳能热电装置反射面板的布置形式相同，以保证在感光屏上的每一区域都有唯一的一块反射面板与之对应。感光模块 3  通过感光屏上光斑的实际位置、形状与理论位置、形状（感光屏上划分好的区域）的相对位置进行比较，发出对应信号至显示控制模块5，并同时将光斑图形输出在显示屏上。所述显示控制模块 5 对感光模块 3  的输入信号进行处理运算，再发出对应的控制信号至伺服调节模块 2 ，精准的驱动伺服电机调节反射面板的位置，从而改变光斑的大小、形状和位置。通过不断的循环，使得实际光斑与理论位置的偏移达到预设值后停止动作，从而结束单块面板的调节工作。

当单块面板的调节工作结束后，显示控制模块 5  发出信号，使得伺服调节模块 2  退出，进而旋转调试平台 1 旋转一定的角度，使得下一块预调节面板就位，再进行上述调节工作。通过不断的循环，而实现整个碟式斯特林太阳能热电装置的自动化调焦工作，达到如图2 所示感光屏上的光斑效果。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (4)

1.一种碟式斯特林太阳能热电装置的调焦系统，其特征在于，该系统包括旋转调试平台、伺服调节模块、感光模块、平行光发射器及显示控制模块，所述的旋转调试平台设在碟式斯特林太阳能热电装置底部，所述的伺服调节模块与旋转调试平台连接，所述的感光模块设在碟式斯特林太阳能热电装置的焦点处，所述的平行光发射器设在碟式斯特林太阳能热电装置上方，所述的显示控制模块分别与旋转调试平台、伺服调节模块、感光模块、平行光发射器连接。

2.根据权利要求 1 所述的一种碟式斯特林太阳能热电装置的调焦系统，其特征在于，所述的旋转调试平台为360°可旋转调试平台。

3.根据权利要求 1 所述的一种碟式斯特林太阳能热电装置的调焦系统，其特征在于，所述的碟式斯特林太阳能热电装置设有反射太阳光的碟面及调节碟面角度的调节机构，所述的伺服调节模块包括伺服马达及减速机，所述的减速机的输出轴与调节碟面角度的调节机构相连。

4.根据权利要求 1 所述的一种碟式斯特林太阳能热电装置的调焦系统，其特征在于，所述的碟式斯特林太阳能热电装置设有斯特林发动机吸热器，所述的感光模块包括感光屏，所述的感光屏设在斯特林发动机吸热器所设位置。

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