CN204254905U - 一种太阳能聚集单元及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种太阳能聚集单元及装置，太阳能聚集单元包括接收组件和布置于接收组件的一侧并用于将太阳光反射至接收组件上的反射组件；接收组件包括第一安装构件及置于第一安装构件上的光热接收器；反射组件包括第二安装构件及置于第二安装构件上且与水平面倾斜布置的反射构件；其中，垂直于光热接收器的延伸方向形成切面，光热接收器与切面形成的截面的中心点和反射构件靠近地面的端部在切面上形成的交点之间的连线为第一连线；水平面与切面的交线为第二连线；第一连线与第二连线形成的夹角为30~50°。利用本实用新型的太阳能聚集单元及装置，可减少第一安装构件及光热接收器对反射构件的遮挡，提高太阳光利用率。

Description

一种太阳能聚集单元及装置

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能聚集单元及装置。

背景技术

太阳能光热利用装置包括反射镜、接收器和接收器支撑构件，多个反射镜布置于反射镜支架上形成反射装置，反射镜将太阳光反射聚焦于接收器上，通过该接收器将太阳能转换为热能或电能。

多个太阳能光热利用装置阵列布置形成太阳能光热利用系统，在白天，反射镜将入射至反射镜面上的太阳光反射至接收器上，加热接收器中的传热流体，最终将传热流体加热成为过热蒸汽推动汽轮机运转进行发电。随着太阳光入射角度的变化，接收器支撑构件及接收器均会在反射镜上形成阴影，减少了反射镜的接收面积，降低了太阳光的利用率。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种太阳能聚集单元及装置，减少接收组件对反射构件的挡光，提高太阳光利用率。

本实用新型目的还在于提供一种太阳能聚集单元，减小接收组件在反射构件形成的阴影面积，从而减少接收组件对反射构件的挡光。

本实用新型目的还在于提供一种太阳能聚集装置，减少接收组件对反射构件的挡光，提高太阳光利用率。

本实用新型提供的一种太阳能聚集单元，包括接收组件和布置于所述接收组件的一侧并用于将太阳光反射至所述接收组件上的反射组件；

所述接收组件包括第一安装构件及置于所述第一安装构件上的光热接收器；

所述反射组件包括第二安装构件及置于所述第二安装构件上且与水平面倾斜布置的反射构件；

其中，垂直于所述光热接收器的延伸方向形成切面，所述光热接收器与所述切面形成的截面的中心点和所述反射构件靠近地面的端部在所述切面上形成的交点之间的连线为第一连线；

水平面与所述切面的交线为第二连线；

所述第一连线与所述第二连线形成的夹角为30~50°。

进一步地，所述反射构件包括多个菲涅尔反射镜，且多个所述菲涅尔反射镜均铰接安装在所述第二安装构件上。

进一步地，所述接收组件还包括二次聚光构件，该二次聚光构件将经反射组件反射但未反射至光热接收器上的光线重新聚集至光热接收器上。

本实用新型提供的一种太阳能聚集装置，包括多个上述太阳能聚集单元；多个所述太阳能聚集单元呈阵列布置，并且多个所述太阳能聚集单元中的所述反射构件均朝向同一方向设置。

进一步地，任一个所述太阳能聚集单元中的所述第二安装构件和与该所述太阳能聚集单元沿纵向相邻并位于其后方的另一个所述太阳能聚集单元中的所述第一安装构件相抵靠。

进一步地，任一个所述太阳能聚集单元中的所述第二安装构件和与该所述太阳能聚集单元沿纵向相邻并位于其后方的另一个所述太阳能聚集单元中的所述第一安装构件呈一体结构。

进一步地，任一个所述太阳能聚集单元中的所述光热接收器处于与该所述太阳能聚集单元沿纵向相邻并位于其前方的另一个所述太阳能聚集单元中的所述第二安装构件的远离水平面的一端处。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种太阳能聚集单元，将第一连线与第二连线的夹角设置为30~50°，当设置于第一安装构件上的光热接收器的高度一定时，增大了第一安装构件与反射构件的距离，同时也增大了光热接收器与反射构件的距离，当太阳光的入射角度在一天不同时刻发生变化时，可减小或避免第一安装构件及光热接收器在反射构件上形成的阴影，减弱其对反射构件的挡光，从而提高太阳光的利用率。

在进一步的技术方案中，反射构件包括多个菲涅尔反射镜，将各菲涅尔反射镜均铰接安装在第二安装构件上，便于实施菲涅尔反射镜跟踪太阳运动，提高菲涅尔反射镜的聚光效果。

在进一步的技术方案中，在接收组件中增加二次聚光构件，可将经反射组件反射但未反射至光热接收器上的光线重新聚集至光热接收器上，提高光热接收器的光线接受率，从而提高光热接收器的集热效率。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种太阳能聚集装置，将多个太阳能聚集单元阵列布置，且多个太阳能聚集单元中的反射构件均朝向同一方向设置，形成太阳能聚集装置，可减少接收组件对反射构件的挡光，提高太阳光利用率。

在进一步的技术方案中，任一个太阳能聚集单元中的所述第二安装构件和与该太阳能聚集单元沿纵向相邻并位于其后方的另一个太阳能聚集单元中的第一安装构件相抵靠。该阳能聚集单元中的第二安装构件可为另一个太阳能聚集单元中的第一安装构件提高一定的支撑，增强置于第一安装构件上的光热接收器的稳定性。

在进一步的技术方案中，任一个太阳能聚集单元中的第二安装构件和与该太阳能聚集单元沿纵向相邻并位于其后方的另一个太阳能聚集单元中的第一安装构件呈一体结构。减少该太阳能聚集单元中的第二安装构件和该另一个太阳能聚集单元中的第一安装构件的用料，简化该太阳能聚集单元中的第二安装构件和该另一个太阳能聚集单元中的第一安装构件的制造，安装工序，从而降低太阳能聚集装置的成本。

在进一步的技术方案中，任一个太阳能聚集单元中的光热接收器处于与该太阳能聚集单元沿纵向相邻并位于其前方的另一个太阳能聚集单元中的第二安装构件的远离水平面的一端处。降低了该另一个太阳能聚集单元中的光热接收器的安装高度，进一步减少该另一个太阳能聚集单元中的光热接收器对该另一个太阳能聚集单元中的反射构件的挡光，提高太阳光的利用率。

附图说明

在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1至图3为本发明实施例一提供的太阳能聚集单元的结构示意图。

图4为本发明实施例二提供的太阳能聚集单元的结构示意图。

图5为本发明实施例三提供的太阳能聚集装置的结构示意图。

图6为本发明实施例四提供的太阳能聚集装置的结构示意图。

附图说明：

1-太阳能聚集单元，11-光热接收器，12-反射组件，13-第一安装构件，14-第二安装构件，121-反射构件，16-二次聚光构件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1至图3所示，本实施例的太阳能聚集单元1，包括接收组件和布置于接收组件的一侧并用于将太阳光反射至接收组件上的反射组件12；接收组件包括第一安装构件13及置于第一安装构件13上的光热接收器11；反射组件12包括第二安装构件14及置于第二安装构件14上且与水平面倾斜布置的反射构件121；其中，垂直于光热接收器11的延伸方向形成切面，光热接收器11与切面形成的截面的中心点和反射构件靠近地面的端部在切面上形成的交点之间的连线为第一连线；水平面与切面的交线为第二连线；第一连线与第二连线形成的夹角为30~50°。

如图2所示，第一连线与第二连线的夹角θ为30~50°，采用该范围的角度，可增大第一安装构件13与反射构件121的距离，同时也增大了光热接收器11与反射构件121的距离，可减小或避免第一安装构件13及光热接收器11在反射构件121上形成的阴影，减弱其对反射构件121的挡光，从而提高太阳光的利用率。当第一连线与第二连线的夹角θ小于30°时，虽然第一安装构件13及光热接收器11在反射构件121上形成阴影的面积较小，但由于第一安装构件13及光热接收器11距反射构件121较远，太阳光损失较大，导致反射构件121接收的太阳光量较小，且经反射构件121反射至光热接收器11的光量也较小；当第一连线与第二连线的夹角θ大于50°时，第一安装构件13及光热接收器11在反射构件121上形成阴影的面积较大，对反射构件121造成较大面积的遮挡，导致反射构件接收的太阳光量较小。例如，当第一连线与第二连线的夹角为47°时，根据张家口某区域2012年太阳能辐照量分析得出平均每平方米反射构件121理论接收的太阳光热量为1000.328kwh（thermal），当第一连线与第二连线的夹角为87°时，根据张家口该区域2012年太阳能辐照量分析得出平均每平方米反射构件121理论接收的太阳光热量为949.340kwh（thermal），相对于之前的接收的太阳光热量降低了大约5%，主要原因在于，当接收组件距反射构件121较近时，即第一连线与第二连线的夹角较大时，接收组件中的第一安装构件13及置于第一安装构件上的光热接收器11易在反射构件121上形成较大面积的阴影，被遮挡的反射构件121无法接收太阳光线，减少了太阳光的利用率，从而降低了反射构件121的接收光线量。为提高反射构件121的接收光线量，避免因接收组件中的第一安装构件13及置于第一安装构件13上的光热接收器11对反射构件121的遮挡，增大接收组件与反射构件121之间的距离，故将第一连线与第二连线的夹角设置为30~50°，达到增大太阳光利用率，提高反射构件121的接收光线量，从而提高光热接收器的集热效率。

另外，本实施例可优选为如图3所示的结构，在该优选的实施方式中，反射构件121包括多个菲涅尔反射镜，且多个所述菲涅尔反射镜均铰接安装在第二安装构件14上，便于实施多个菲涅尔反射镜跟踪太阳运动，提高菲涅尔反射镜的聚光效果。

实施例二

如图4所示，本实施例的太阳能聚集单元1，包括接收组件和布置于所述接收组件的一侧并用于将太阳光反射至接收组件上的反射组件12；接收组件包括第一安装构件13及置于第一安装构件13上的光热接收器11；反射组件12包括第二安装构件14及置于第二安装构件14上且与水平面倾斜布置的反射构件121；其中，垂直于光热接收器11的延伸方向形成切面，光热接收器11与切面形成的截面的中心点和反射构件靠近地面的端部在切面上形成的交点之间的连线为第一连线；水平面与切面的交线为第二连线；第一连线与第二连线形成的夹角为30~50°。优选地，该反射构件121包括多个菲涅尔反射镜，且多个菲涅尔反射镜均铰接安装在第二安装构件14上，便于实施菲涅尔反射镜跟踪太阳运动，提高菲涅尔反射镜的聚光效果。

为增加光热接收器11接收的光线量，提高其集热效率，该接收组件还可包括二次聚光构件16，反射构件121将一部分太阳光线反射至光热接收器11上，将另一部分太阳光线反射至二次聚光构件16上，二次聚光构件16再将该部分光线重新汇聚至光热接收器11，从而提高了光热接收器11的集热效率。

实施例三

如图5所示，本实施例的太阳能聚集装置，包括多个太阳能聚集单元1，其中太阳能聚集单元1采用上述实施例一和实施例二提供的太阳能聚集单元中的任一种或两种组合；多个太阳能聚集单元1呈阵列布置，并且多个太阳能聚集单元1中的反射构件均朝向同一方向设置。为减少土地利用面积，提高土地利用率，可减小相邻的两个太阳能聚集单元1之间的间距。

另外，为增大太阳能聚集单元1的第二安装构件14的支撑强度，提高光热接收器11的稳定性，本实施例还提供一种优选的实施方式，该实施方式的太阳能聚集装置中，任一个太阳能聚集单元1中的第二安装构件14和与该太阳能聚集单元1沿纵向相邻并位于其后方的另一个太阳能聚集单元1中的第一安装构件13相抵靠。该太阳能聚集单元中的第二安装构件14可为另一个太阳能聚集单元1中的第一安装构件13提高一定的支撑，增强置于第一安装构件13上的光热接收器11的稳定性。

需要说明的是，本实施例中所述的纵向是指与横向垂直的方向，其中横向是指与光热接收器11延伸方向一致的方向；本实施例优选实施方式中所述后方是指远离反射构件朝向方向的位置。具体地，如图5所示，多个太阳能聚集单元1中的反射构件均朝向南设置，若选定图5中靠近南侧的太阳能聚集单元1作为任一个太阳能聚集单元中的其中一个，则位于该太阳能聚集单元1后方的另一个太阳能聚集单元1所处的位置为远离南面的位置。

实施例四

但实施例三所述的太阳能聚集装置中的任一个太阳能聚集单元1中的第二安装构件14和与该太阳能聚集单元1沿纵向相邻并位于其后方的另一个太阳能聚集单元1中的第一安装构件13仍然为分体设置，增加了第一安装构件13和第二安装构件14的用料，安装工序较为复杂，成本较高。

为此，如图6所示，本实施例的太阳能聚集装置包括多个太阳能聚集单元1，该太阳能聚集单元1可为实施例一至实施例二中的太阳能聚集中的任一种或两种的组合；多个太阳能聚集单元1呈阵列布置，并且多个太阳能聚集单元1中的反射构件均朝向同一方向设置。其中，任一个太阳能聚集单元1中的第二安装构件14和与该太阳能聚集单元1沿纵向相邻并位于其后方的另一个太阳能聚集单元1中的第一安装构件13呈一体结构。减少该太阳能聚集单元1中的第二安装构件14和该另一个太阳能聚集单元1中的第一安装构件13的用料，简化该太阳能聚集单元1中的第二安装构件14和该另一个太阳能聚集单元1中的第一安装构件13的制造，安装工序，从而降低太阳能聚集装置的成本。

需要说明的是，本实施例中所述的纵向是指与横向垂直的方向，其中横向是指与光热接收器11延伸方向一致的方向；本实施例优选实施方式中所述后方是指远离反射构件朝向方向的位置。具体地，如图6所示，多个太阳能聚集单元1中的反射构件均朝向南设置，若选定靠近南方的太阳能聚集单元1作为任一个太阳能聚集单元中的其中一个，则远离南方的太阳能聚集单元1为位于其后方的另一个太阳能聚集单元。

另外，本实施例还可为下述的实施方式，任一个太阳能聚集单元中的光热接收器处于与该太阳能聚集单元沿纵向相邻并位于其前方的另一个太阳能聚集单元中的第二安装构件的远离水平面的一端处。降低了该另一个太阳能聚集单元中的光热接收器的安装高度，进一步减少该另一个太阳能聚集单元中的光热接收器对该另一个太阳能聚集单元中的反射构件的挡光，提高太阳光的利用率。需要说明的是，本实施方式中前方与上述描述的后方的概念相反，具体是指靠近反射构件朝向方向的位置。

 需要说明的是，实施例一至实施例四中所描述的反射构件可包括多个菲涅尔反射镜，多个菲涅尔反射镜呈东西轴南北方向布置于接收组件的单侧，且与水平面倾斜布置并铰接安装在第二安装构件上，具体地，多个菲涅尔反射镜统一向南布置，接收组件位于多个菲涅尔反射镜的南部，与一般的南北轴平行布置的紧凑型线性菲涅尔聚光系统相比，东西轴布置的多个菲涅尔反射镜在冬天能够接收更多的太阳光，发电量增加；与水平面倾斜布置的多个菲涅尔反射镜能够有效降低平行布置方式的漏光率，光接收率增加，可进一步增加发电量；且这种布置方式使得多个菲涅尔反射镜下方空间较大，便于维护与维修。

最后需要说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种太阳能聚集单元，其特征在于，包括接收组件和布置于所述接收组件的一侧并用于将太阳光反射至所述接收组件上的反射组件；

所述接收组件包括第一安装构件及置于所述第一安装构件上的光热接收器；

所述反射组件包括第二安装构件及置于所述第二安装构件上且与水平面倾斜布置的反射构件； 

其中，垂直于所述光热接收器的延伸方向形成切面，所述光热接收器与所述切面形成的截面的中心点和所述反射构件靠近地面的端部在所述切面上形成的交点之间的连线为第一连线；

水平面与所述切面的交线为第二连线；

所述第一连线与所述第二连线形成的夹角为30~50°。

2.根据权利要求1所述的太阳能聚集单元，其特征在于，所述反射构件包括多个菲涅尔反射镜，且多个所述菲涅尔反射镜均铰接安装在所述第二安装构件上。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能聚集单元，其特征在于，所述接收组件还包括二次聚光构件。

4.一种太阳能聚集装置，其特征在于，包括多个上述权利要求1至3中任一项所述的太阳能聚集单元；

多个所述太阳能聚集单元呈阵列布置，并且多个所述太阳能聚集单元中的所述反射构件均朝向同一方向设置。

5.根据权利要求4所述的太阳能聚集装置，其特征在于，任一个所述太阳能聚集单元中的所述第二安装构件和与该所述太阳能聚集单元沿纵向相邻并位于其后方的另一个所述太阳能聚集单元中的所述第一安装构件相抵靠。

6.根据权利要求4所述的太阳能聚集装置，其特征在于，任一个所述太阳能聚集单元中的所述第二安装构件和与该所述太阳能聚集单元沿纵向相邻并位于其后方的另一个所述太阳能聚集单元中的所述第一安装构件呈一体。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的太阳能聚集装置，其特征在于，任一个所述太阳能聚集单元中的所述光热接收器处于与该所述太阳能聚集单元沿纵向相邻并位于其前方的另一个所述太阳能聚集单元中的所述第二安装构件的远离水平面的一端处。