CN203190653U

CN203190653U - 大型点聚焦太阳能收集装置

Info

Publication number: CN203190653U
Application number: CN2012204266299U
Authority: CN
Inventors: 黄卫东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2022-08-20

Abstract

一种大型点聚焦太阳能收集装置，包括支架，光能接收器，一组托架和一组反射镜，在支架上安装一组相互平行，可绕水平轴旋转的托架，每个托架上安装一子组依次排列的聚光反射镜，支架可绕垂直于参考面的轴旋转，所述参考面是水平面，或与水平面成一定夹角的面，所述聚光反射镜可以是旋转抛物面反射镜，球面反射镜，椭球面反射镜，点聚焦菲涅耳反射镜，或球形菲涅耳反射镜，在支架上，还安装一组光能接收器，入射光线经所述聚光反射镜反射后到达所述光能接收器上。与现有技术方案相比，本实用新型减少了跟踪系统数量和驱动装置数量，使跟踪系统数量降低了近一个数量级，从而降低了系统复杂性，结构设计合理，成本低廉。

Description

大型点聚焦太阳能收集装置

技术领域

本实用新型专利涉及一种太阳能收集装置，尤其是一种跟踪方式得到改进的太阳能收集装置，属于太阳能利用技术领域。

背景技术

随着化石资源的逐渐减少，人们需要大力发展可再生能源。太阳能是取之不尽，用之不竭的可再生能源。由于太阳能密度低，采用聚光可提高太阳能密度，从而提高太阳能利用效率，是太阳能利用的主要方法之一。目前聚光太阳能利用系统，主要包括多个反射镜双向跟踪太阳光的点聚光系统，如塔式太阳能热发电系统；多个反射镜单向跟踪太阳光的线聚光系统，如线性菲涅耳太阳能热发电系统；带单向跟踪装置的反射抛物面线聚焦太阳能利用系统；带双向跟踪装置的碟形抛物面聚焦太阳能利用系统；各种带跟踪装置的折射聚焦太阳能利用系统。

碟式系统包括旋转抛物面反射镜和双向跟踪系统，能跟踪太阳位置变化，使太阳中心光线时刻与光轴平行，能将入射太阳光线聚焦到焦面上很小范围内，余弦因子始终为100％，系统效率是所有太阳能热利用系统中最高的，历来受到重视。但是，由于单个大面积曲面镜面制造难度大，成本高，同时为防风力作用，配置的跟踪装置要求高，这种技术的规模难以增大，目前最大的单个系统是澳大利亚国立大学研制的通过面积为500平米的碟式系统，发电功率仅为50kW，对于一个发电功率为50万千瓦的中型电厂，需要安装10000台这样的碟式系统，从而需要2万个跟踪装置。跟踪装置是一种周期性往复运动的装置，通常无故障工作时间仅有1万个小时，这使得系统维修工作量很大。另一方面，成本也是随规模的增大而下降，通常规模增大10倍，成本约下降一半。单个碟式系统规模难以增大，使其在成本上与其他技术难以匹敌。

发明内容

本实用新型的目的在于改进现有聚光太阳能收集系统结构，提出一种增大系统规模，大幅度减少跟踪装置数量的大型2维聚焦太阳能收集装置。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种太阳能收集装置，包括支架，一组光能接收器，一组托架和一组反射镜，在支架上安装一组相互平行，可绕水平轴旋转的托架，每个托架上安装一子组依次排列的聚光反射镜，支架可绕垂直于参考面的竖直轴旋转，所述参考面是水平面，或与水平面成一定夹角的面，所述光能接收器安装在支架上，入射光线经所述聚光反射镜反射后到达所述光能接收器上。光能接收器安装在离地面较高位置，以提高系统效率。

改进的第2方案是上述方案中所述聚光反射镜可以是旋转抛物面反射镜，球面反射镜，椭球面反射镜，点聚焦菲涅耳反射镜，或球形菲涅耳反射镜。

改进的第3方案是上述第一方案中所述聚光反射镜还可以由2个或2个以上平面反射镜或球面反射镜组合组成。

改进的第4方案是上述第一或第二或第三方案中所述光能接收器是太阳能热能转换装置。

改进的第5方案是上述第一或第二或第三方案中所述光能接收器是由1根或一根以上高温真空集热管和绝热层组成，绝热层安装在所述高温真空集热管背光一侧。

改进的第6方案是上述第一或第二或第三方案中所述光能接收器是空腔接收器。

改进的第7方案是上述第一或第二或第三方案中，在地面上安装一个驱动系统，驱动所述竖直轴转动，在所述支架上安装一个驱动系统，驱动所述各水平轴转动，使所述各反射镜的反射光线进入接收器上。

改进的第8方案是上述第一或第二或第三方案中，所述支架上还安装有3个或4个或4个以上轮子，所述太阳能收集装置还包括一个或一个以上相互平行的安装在地面的弧形或圆形轨道，所述在支架上安装的轮子在轨道上运动。

改进的第9方案是上述第一或第二或第三方案中所述光能接收器周边还安装反射镜。

改进的第10方案是上述第一方案中所述光能接收器固定安装在接收塔上，所述接收塔安装在地面。在这种方案下，所述太阳能收集装置的功能与定日镜相同。一个在接收塔上安装的接收器能接受多个所述太阳能收集装置反射的太阳能。

与现有技术方案相比，在大规模太阳能收集系统中，本实用新型减少了跟踪系统数量和驱动装置数量，使跟踪系统数量降低了近一个数量级，从而降低了系统复杂性，提高了可靠性，此外，本实用新型专利结构设计合理，成本低廉。

附图说明

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1本实用新型实施例1的俯视示意图；

图2为本实用新型实施例1侧视示意图；

图3是本实用新型实施例1中接收器横截面示意图；

图中：1为支架，2为托架，3为反射镜，4为光能接收器，5为轨道，6，7为驱动装置；8为滚轮；11是反射镜；12是真空集热管；13是绝热层。

具体实施方式

实施例1，如图1和2，一种太阳能聚光利用装置，包括支架1，由5个平行排列的托架组成的一组托架2和一组由5排8列共40个反射镜3组成的反射镜阵列，2个光能接收器4，驱动装置6和7组成。由驱动装置7驱动支架1绕垂直于水平面的轴旋转，跟踪太阳方位；在驱动装置6驱动下，托架2绕水平轴旋转运动，每个反射镜3使用1米*1米通光面积的平面镜组合的球面聚焦反射镜，总通光面积为6米*8米；整个系统通光面积为1920平米。系统安装了2个用伍根真空集热管12和绝热层13组成的接收器，接收器两侧安装了两个反射镜11，入射光经反射镜反射到达接收器上，转换为热能，由接收器内部流动的传热介质带走；支架上安装了滚轮8，地面上安装了轨道5，滚轮8在圆形轨道5上运动，实现支架转动，跟踪太阳方位变化(俯视图中，轨道5和支架1是重合的)。

Claims

1.一种太阳能收集装置，其特征是：包括支架，光能接收器，一组托架和一组反射镜，在支架上安装一组相互平行，可绕水平轴旋转的托架，每个托架上安装一子组依次排列的聚光反射镜，支架可绕垂直于参考面的竖直轴旋转，所述参考面是水平面，或与水平面成一定夹角的面，所述光能接收器安装在支架上，入射光线经所述聚光反射镜反射后到达所述光能接收器上。

2.根据权利要求1所述太阳能收集装置，其特征是：所述聚光反射镜可以是旋转抛物面反射镜，球面反射镜，椭球面反射镜，点聚焦菲涅耳反射镜，或球形菲涅耳反射镜。

3.根据权利要求1所述太阳能收集装置，其特征是：所述聚光反射镜是由2个或2个以上平面反射镜或球面反射镜组合组成的。

4.根据权利要求1或2或3所述太阳能收集装置，其特征是：所述光能接收器是太阳能热能转换装置。

5.根据权利要求1或2或3所述太阳能收集装置，其特征是：所述光能接收器是由1根或一根以上高温真空集热管和绝热层组成，绝热层安装在所述高温真空集热管背光一侧。

6.根据权利要求1或2或3所述太阳能收集装置，其特征是：所述光能接收器是空腔接收器。

7.根据权利要求1或2或3所述太阳能收集装置，其特征是：在地面上安装一个驱动系统，驱动所述竖直轴转动，在所述支架上安装一个驱动系统，驱动所述各水平轴转动，使所述各反射镜的反射光线进入接收器上。

8.根据权利要求1或2或3所述太阳能收集装置，其特征是：所述支架上还安装有3个或4个或4个以上轮子，所述太阳能收集装置还包括一个或一个以上相互平行的安装在地面的弧形或圆形轨道，所述在支架上安装的轮子在轨道上运动。

9.根据权利要求1或2或3所述太阳能收集装置，其特征是：所述光能接收器周边还安装反射镜。

10.根据权利要求1所述太阳能收集装置，其特征是：所述光能接收器固定安装在接收塔上，所述接收塔安装在地面。