CN207974928U - 一种向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置 - Google Patents

Abstract

一种向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置，包括支撑柱、反射聚集太阳光的聚光抛物面、支撑臂、以及位于聚光抛物面的焦点处的太阳光接收器、电动机和发电机；向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置还设置有跟踪太阳光照射角度使聚光抛物面正对太阳光的转向机构，转向机构连接支撑柱和聚光抛物面，支撑臂一端与聚光抛物面连接，另一端固定太阳光接收器、电动机和发电机。本实用新型的向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置的转向机构可跟踪太阳光照射角度使聚光抛物面正对太阳光，这样可增加聚光抛物面接收太阳光的时间，增大接收太阳光的强度，进而提高工作效率，提高能量转换效率，占地面积较小。

Description

一种向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能技术领域，特别是涉及一种向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置。

背景技术

在能源发展问题突出的当今，新能源逐步代替传统石化能源已经成为社会的发展趋势，太阳能拥有着极其广大的发展空间。碟式太阳能光热发电装置是利用抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，再由传统汽轮发电机发电的装置。采用碟式太阳能光热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本。

现有技术的碟式太阳能光热发电装置的太阳能收集器安装位置固定，当太阳光不是直射太阳能收集器时，工作效率较低；要获得较大的发电功率，需要增大设备的体积，并且现有技术的碟式太阳能光热发电装置需要单独的冷却系统，不利于广泛推广和应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种工作效率高，能量转换效率高、占地面积小的向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置。

一种向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置，包括支撑柱、反射聚集太阳光的聚光抛物面、支撑臂、以及位于所述聚光抛物面的焦点处的太阳光接收器、将所述太阳光接收器所接收的热能转换为动能的电动机和将所述电动机输出的动能转换为电能的发电机；所述向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置还设置有跟踪太阳光照射角度使所述聚光抛物面正对太阳光的转向机构，所述转向机构连接所述支撑柱和所述聚光抛物面，所述支撑臂一端与所述聚光抛物面连接，另一端固定所述太阳光接收器、所述电动机和所述发电机。

优选地，上述转向机构包括探测太阳光照射角度的对光跟踪器、控制所述聚光抛物面的仰角大小的仰角调节装置、控制所述聚光抛物面的在水平转动角度的水平角调节装置、接收所述对光跟踪器的对光角度信号控制所述仰角调节装置和所述水平角调节装置工作的控制器；所述对光跟踪器设置于所述支撑臂的固定所述太阳光接收器的一端；所述仰角调节装置连接所述聚光抛物面和所述水平角调节装置；所述水平角调节装置连接所述聚光抛物面和所述支撑柱；所述控制器固定于水平角调节装置上；所述对光跟踪器的对光角度信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接，所述控制器的仰角控制信号输出端与所述仰角调节装置的控制信号输入端电连接，所述控制器的水平角控制信号输出端与所述水平角调节装置的控制信号输入端电连接。

优选地，上述水平角调节装置包括设置于所述支撑柱上的支撑盘、设置于所述支撑盘上的转轴、套于所述转轴上的轴承，具有第一通孔的齿轮盘、固定于所述齿轮盘上的具有第一凹槽的顶盘、固定于所述支撑盘的第一电机、由所述第一电机驱动的可转动的齿轮；以及一端连接所述聚光抛物面、另一端与所述顶盘活动连接的连接臂；所述齿轮盘通过所述第一通孔套于所述轴承上，所述顶盘通过所述第一凹槽套于所述轴承上，所述齿轮盘水平设置，所述齿轮盘和所述顶盘可以所述转轴为轴心水平转动；所述齿轮水平设置，所述齿轮与所述齿轮盘啮合；所述第一电机的控制信号输入端与所述控制器的水平角控制信号输出端电连接。

优选地，上述仰角调节装置包括设置于所述顶盘的连接柱、固定于所述顶盘的第二电机、固定销、由所述第二电机控制伸缩的伸缩连接杆；所述支撑臂和所述连接臂固定连接，所述连接柱设置有第二通孔，所述支撑臂与所述连接臂的连接处设置有第三通孔，所述固定销穿设于所述第二通孔和所述第三通孔，所述支撑臂和所述连接臂可以所述固定销为轴心转动，所述连接杆的一端与所述连接臂固定连接、另一端与所述第二电机输出端连接；所述第二电机的控制信号输入端与所述控制器的仰角控制信号输出端电连接。

优选地，上述控制器设置于所述顶盘上。

优选地，上述顶盘的下端设置有纵截面为“┐”形的套壳，所述第一电机、所述齿轮盘和所述支撑盘置于所述套壳内。

优选地，上述电动机为斯特林电动机，所述发电机为斯特林发电机。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：本实用新型的向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置的支撑柱起到支撑整个装置的作用，支撑臂起到支撑太阳光接收器、电动机和发电机的作用，聚光抛物面反射聚集太阳光，将太阳光聚集在聚光抛物面的焦点上，位于聚光抛物面的焦点处的太阳光接收器吸收聚集的太阳光，并将所吸收的热量传递给电动机，电动机将所接收的热能转换为动能，并将动能传递给发电机，发电机将所接收的动能转换为电能，进而实现发电。本实用新型的向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置设置有电动机和发电机，可以直接转换为电能，即可直接供电使用，也可以多个向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置汇聚电能后使用。

由于本实用新型的向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置的转向机构可跟踪太阳光照射角度使聚光抛物面正对太阳光，根据太阳光的不同照射角度实时调整聚光抛物面的角度，使聚光抛物面始终正对太阳光；由于支撑臂一端与聚光抛物面连接，所以太阳光接收器、电动机、发电机与聚光抛物面一起转动，太阳光接收器始终位于聚光抛物面的焦点处。这样可以增加聚光抛物面接收太阳光的时间，增大聚光抛物面接收太阳光的强度，进而提高向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置的工作效率，提高能量转换效率，相同功率的向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置比现有技术的占地面积小。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型的一种向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置的结构示意图；

图2是图1的A处的放大结构示意图；

图3是本实用新型的一种向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置的齿轮和齿轮盘啮合的结构示意图；

图4是本实用新型的一种向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置的转向机构的控制结构示意图。

具体实施方式

结合以下实施例和附图对本实用新型作进一步描述：

一种向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置，如图1和图2所示，包括支撑柱10、反射聚集太阳光的聚光抛物面20、支撑臂30、以及位于聚光抛物面20的焦点处的太阳光接收器31、将太阳光接收器31所接收的热能转换为动能的电动机32和将电动机32输出的动能转换为电能的发电机33；向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置还设置有跟踪太阳光照射角度使聚光抛物面20正对太阳光的转向机构40，转向机构40连接支撑柱10和聚光抛物面20，支撑臂30一端与聚光抛物面20连接，另一端固定太阳光接收器31、电动机32和发电机33。电动机32可以为斯特林电动机32，发电机33可以为斯特林发电机33。采用斯特林电动机32和斯特林发电机33不需要另外设置散热装置，降低了向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置体积。

本实用新型的向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置的支撑柱10起到支撑整个装置的作用，支撑臂30起到支撑太阳光接收器31、电动机32和发电机33的作用，聚光抛物面20反射聚集太阳光，将太阳光聚集在聚光抛物面20的焦点上，位于聚光抛物面20的焦点处的太阳光接收器31吸收聚集的太阳光，并将所吸收的热量传递给电动机32，电动机32将所接收的热能转换为动能，并将动能传递给发电机33，发电机33将所接收的动能转换为电能，进而实现发电。本实用新型的向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置设置有电动机32和发电机33，可以直接转换为电能，即可直接供电使用，也可以多个向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置汇聚电能后供电使用，使用非常灵活。

由于本实用新型的向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置的转向机构40可跟踪太阳光照射角度使聚光抛物面20正对太阳光，根据太阳光的不同照射角度实时调整聚光抛物面20的角度，使聚光抛物面20始终正对太阳光，如向日葵一样跟踪太阳转动；由于支撑臂30与聚光抛物面20连接，所以太阳光接收器31、电动机32、发电机33与聚光抛物面20一起转动，太阳光接收器31始终位于聚光抛物面20的焦点处。这样可以增加聚光抛物面20接收太阳光的时间，增大聚光抛物面20接收太阳光的强度，进而提高向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置的工作效率，提高能量转换效率，相同功率的向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置比现有技术的占地面积小。

较佳地，如图1、图2和图4所示，转向机构40包括探测太阳光照射角度的对光跟踪器50、控制聚光抛物面20的仰角大小的仰角调节装置60、控制聚光抛物面20的在水平转动角度的水平角调节装置70、接收对光跟踪器50的对光角度信号控制仰角调节装置60和水平角调节装置70工作的控制器80；对光跟踪器50设置于支撑臂30的固定太阳光接收器31的一端；仰角调节装置60连接聚光抛物面20和水平角调节装置70；水平角调节装置70连接聚光抛物面20和支撑柱10；控制器80固定于水平角调节装置70上；对光跟踪器50的对光角度信号输出端与控制器80的信号输入端电连接，控制器80的仰角控制信号输出端与仰角调节装置60的控制信号输入端电连接，控制器80的水平角控制信号输出端与水平角调节装置70的控制信号输入端电连接。

对光跟踪器50探测太阳光照射角度，然后将探测的角度信息输送给控制器80，控制器80根据接收的太阳光照射角度信息控制仰角调节装置60调节聚光抛物面20的仰角大小，控制水平角调节装置70调节聚光抛物面20的水平角大小，进而达到根据太阳光的不同照射角度实时调整聚光抛物面20的角度，使聚光抛物面20始终正对太阳光。这样可以增加聚光抛物面20接收太阳光的时间，增大聚光抛物面20接收太阳光的强度，进而提高向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置的工作效率，提高能量转换效率，相同功率的向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置比现有技术的占地面积小。

较佳地，如图1至图4所示，水平角调节装置70包括设置于支撑柱10上的支撑盘71、设置于支撑盘71上的转轴72、套于转轴72上的轴承73，具有第一通孔75的齿轮盘74、固定于齿轮盘74上的具有第一凹槽77的顶盘76、固定于支撑盘71的第一电机78、由第一电机78驱动的可转动的齿轮79；以及一端连接聚光抛物面20、另一端与顶盘76活动连接的连接臂90；齿轮盘74通过第一通孔75套于轴承73上，顶盘76通过第一凹槽77套于轴承73上，齿轮盘74水平设置，齿轮盘74和顶盘76可以转轴72为轴心水平转动；齿轮79水平设置，齿轮79与齿轮盘74啮合；第一电机78的控制信号输入端与控制器80的水平角控制信号输出端电连接。

支撑盘71固定在支撑柱10上，转轴72固定于支撑盘71上，轴承73套于转轴72上，齿轮盘74套于轴承73上，顶盘76与齿轮盘74固定连接，顶盘76套于轴承73上，齿轮盘74和顶盘76由于轴承73的作用可以以转轴72为轴心转动，齿轮79与齿轮盘74啮合。第一电机78根据控制器80的水平角控制信号运转，驱动齿轮79顺时针转动或逆时针转动，由于齿轮79与齿轮盘74啮合，齿轮79转动带动齿轮盘74以转轴72为轴心转动；因齿轮盘74与顶盘76固定连接，顶盘76也以转轴72为轴心转动；因支撑臂30与聚光抛物面20连接，聚光抛物面20通过连接臂90与顶盘76连接，所以顶盘76转动带动聚光抛物面20、连接臂90、太阳光接收器31、电动机32和发电机33转动，使聚光抛物面20水平角度上正对太阳光。

较佳地，如图1、图2和图4所示，仰角调节装置60包括设置于顶盘76的连接柱61、固定于顶盘76的第二电机62、固定销63、由第二电机62控制伸缩的伸缩连接杆65；支撑臂30和连接臂90固定连接，连接柱61设置有第二通孔64，支撑臂30与连接臂90的连接处设置有第三通孔（图中未标识），固定销63穿设于第二通孔64和第三通孔（图中未标识），支撑臂30和连接臂90可以固定销63为轴心转动，连接杆65的一端与连接臂90固定连接、另一端与第二电机62输出端连接；第二电机62的控制信号输入端与控制器80的仰角控制信号输出端电连接。

第二电机62根据控制器80的仰角控制信号运转，控制伸缩连接杆65伸长或缩短，由于连接杆65与连接臂90固定连接，且支撑臂30和连接臂90可以固定销63为轴心转动，所以，当连接杆65伸长或缩短时，支撑臂30和连接臂90可以固定销63为轴心向下或向上转动，进而带动动聚光抛物面20、连接臂90、太阳光接收器31、电动机32和发电机33前倾或后仰，使聚光抛物面20在竖直仰角上正对太阳光。

较佳地，如图1和图2所示，控制器80设置于顶盘76上。当然控制器80也可以设置于其他合适的位置。顶盘76的下端设置有纵截面为“┐”形的套壳91，第一电机78、齿轮盘74和支撑盘71置于套壳91内。套壳91可以起到保护第一电机78、齿轮盘74和支撑盘71的作用。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置，其特征在于，包括支撑柱、反射聚集太阳光的聚光抛物面、支撑臂、以及位于所述聚光抛物面的焦点处的太阳光接收器、将所述太阳光接收器所接收的热能转换为动能的电动机和将所述电动机输出的动能转换为电能的发电机；所述向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置还设置有跟踪太阳光照射角度使所述聚光抛物面正对太阳光的转向机构，所述转向机构连接所述支撑柱和所述聚光抛物面，所述支撑臂一端与所述聚光抛物面连接，另一端固定所述太阳光接收器、所述电动机和所述发电机。

2.根据权利要求1所述的一种向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置，其特征在于：所述转向机构包括探测太阳光照射角度的对光跟踪器、控制所述聚光抛物面的仰角大小的仰角调节装置、控制所述聚光抛物面的在水平转动角度的水平角调节装置、接收所述对光跟踪器的对光角度信号控制所述仰角调节装置和所述水平角调节装置工作的控制器；

所述对光跟踪器设置于所述支撑臂的固定所述太阳光接收器的一端；

所述仰角调节装置连接所述聚光抛物面和所述水平角调节装置；

所述水平角调节装置连接所述聚光抛物面和所述支撑柱；

所述控制器固定于水平角调节装置上；

所述对光跟踪器的对光角度信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接，所述控制器的仰角控制信号输出端与所述仰角调节装置的控制信号输入端电连接，所述控制器的水平角控制信号输出端与所述水平角调节装置的控制信号输入端电连接。

3.根据权利要求2所述的一种向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置，其特征在于：所述水平角调节装置包括设置于所述支撑柱上的支撑盘、设置于所述支撑盘上的转轴、套于所述转轴上的轴承，具有第一通孔的齿轮盘、固定于所述齿轮盘上的具有第一凹槽的顶盘、固定于所述支撑盘的第一电机、由所述第一电机驱动的可转动的齿轮；以及一端连接所述聚光抛物面、另一端与所述顶盘活动连接的连接臂；

所述齿轮盘通过所述第一通孔套于所述轴承上，所述顶盘通过所述第一凹槽套于所述轴承上，所述齿轮盘水平设置，所述齿轮盘和所述顶盘可以所述转轴为轴心水平转动；所述齿轮水平设置，所述齿轮与所述齿轮盘啮合；

所述第一电机的控制信号输入端与所述控制器的水平角控制信号输出端电连接。

4.根据权利要求3所述的一种向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置，其特征在于：所述仰角调节装置包括设置于所述顶盘的连接柱、固定于所述顶盘的第二电机、固定销、由所述第二电机控制伸缩的伸缩连接杆；所述支撑臂和所述连接臂固定连接，所述连接柱设置有第二通孔，所述支撑臂与所述连接臂的连接处设置有第三通孔，所述固定销穿设于所述第二通孔和所述第三通孔，所述支撑臂和所述连接臂可以所述固定销为轴心转动，所述连接杆的一端与所述连接臂固定连接、另一端与所述第二电机输出端连接；所述第二电机的控制信号输入端与所述控制器的仰角控制信号输出端电连接。

5.根据权利要求4所述的一种向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置，其特征在于：所述控制器设置于所述顶盘上。

6.根据权利要求5所述的一种向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置，其特征在于：所述顶盘的下端设置有纵截面为“┐”形的套壳，所述第一电机、所述齿轮盘和所述支撑盘置于所述套壳内。

7.根据权利要求1所述的一种向日跟踪高效碟式太阳能光热发电装置，其特征在于：所述电动机为斯特林电动机，所述发电机为斯特林发电机。