CN212511860U - 一种基于南北跟踪的混合布置槽式集热场 - Google Patents

一种基于南北跟踪的混合布置槽式集热场 Download PDF

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张智博
郑国蓉
唐诗洁
王修荣
苑晔
郑冠捷
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Abstract

本实用新型公开一种基于南北跟踪的混合布置槽式集热场，集热场中设置多种开口尺寸的槽式集热器，槽式集热器互连形成槽式集热器回路；在槽式集热场南侧布置开口尺寸最小的槽式集热器，由南向北，槽式集热器开口尺寸依次增加，开口尺寸最大的槽式集热器回路布置在槽式集热场最北侧；沿南北方向，相邻集热器回路间预留空间，相邻集热器回路海拔高度由南向北依次升高；有效减少相邻槽式集热器间遮挡损失，提高槽式集热场的光学效率。相邻集热器间距减小还有利于减小槽式集热场占地，降低土地成本；整个槽式集热场的光学效率得到提高，与大开口槽式集热场相比，在相同条件的集热场内可以布置较多的集热器回路，增加整个槽式集热场的集热面积。

Description

一种基于南北跟踪的混合布置槽式集热场
技术领域
本实用新型属于太阳能热利用领域，具体涉及一种基于南北跟踪的混合布置槽式集热场。
背景技术
槽式太阳能热发电技术是通过槽式聚光镜面将太阳光汇聚在焦线上，在焦线上安装有集热管，以吸收聚焦后的太阳辐射能。槽式太阳能热发电系统主要包括集热系统、储热系统、换热系统及发电系统。其中，集热系统主要是集热器以及相应的连接管道组成，是整个槽式发电系统中成本占比较大的系统。因此集热系统的性能和成本显著影响电站的经济性，这其中集热器本体性能以及集热器的布置是关键因素。槽式集热器一般根据开口大小进行分类，开口尺寸为5.77m的称为标准槽，开口大于5.77m的均称为大开口槽式集热器。与标准槽相比，当电站集热场采用大开口槽式集热器时，由于开口尺寸的增加，光学性能得到提高，但同时为了支撑较大的开口，集热器支撑结构较为复杂，成本较高，同时为避免遮挡损失，大开口集热器相邻排间距较大，导致集热场占地较大，综合经济性并未显著提高。此外，集热器在集热场中的布置分为东西布置和南北布置，东西布置全年及热量较多但冬夏及热量差别较大，南北布置全年及热量差别不大但总及热量较少。无论采用哪种布置，一个无法避免的问题就是相邻集热器导致的遮挡损失。当相邻集热器间距较小时，遮挡损失(尤其是日出和日落时段)较为严重，当相邻集热器间距增大又会导致集热场占地面积大幅增加，增加用地成本。
因此，针对槽式热发电技术的集热系统，如何提高集热场性能的同时降低成本是一个亟待解决的问题。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种基于南北跟踪的混合布置槽式集热场，在槽式集热场南侧布置开口尺寸较小的集热器回路，在槽式集热场北侧布置开口尺寸较大的集热器回路，避免遮挡损失，提高单位面积槽式集热场的使用率，提高槽式集热场的整体效率。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于南北跟踪的混合布置槽式集热场，槽式集热场中设置多种开口尺寸的槽式集热器，槽式集热器互连形成槽式集热器回路；在槽式集热场南侧布置开口尺寸最小的槽式集热器，由南向北，槽式集热器开口尺寸依次增加，开口尺寸最大的槽式集热器回路布置在槽式集热场最北侧；沿着南北方向，相邻集热器回路间预留空间，相邻集热器回路海拔高度由南向北依次升高。
所述槽式集热场至少有三种不同开口尺寸的槽式集热回路。
槽式集热器回路包括若干串联的槽式集热器。
槽式集热器包括反射镜、反射镜支架、集热管、集热管支撑、驱动装置以及立柱，驱动装置设置在立柱的上部，驱动装置的输出端连接反射镜支架的底端，反射镜设置在反射镜支架的顶端，集热管支撑的一端连接反射镜支架，另一端连接集热管，集热管设置在反射镜反射光线聚集点的连线上。
所述开口尺寸最小的槽式集热器回路中集热器的开口尺寸D的范围为2.55≤D＜5.76m；开口尺寸最大的槽式集热器回路中集热器的开口尺寸D的范围为5.76≤D≤15.00m。
槽式集热场外圈边界为多边形，多边形至少为四条边。
沿南北方向相邻槽式集热器回路间预留的距离为其中开口尺寸较小的集热器开口尺寸的1.5-3倍。
沿南北方向两个相邻槽式集热器回路连线与水平线间的夹角为0.1-10°。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
本实用新型所述的一种基于南北跟踪的混合布置槽式集热场，在槽式集热场南侧布置开口尺寸较小的集热器回路，在槽式集热场北侧布置开口尺寸较大的集热器回路；这种布置方式有如下明显优点：
由于北半球全年大部分时段，太阳位于槽式集热场南侧，开口尺寸较小的集热器整体高度较低，在相同的槽式集热场范围内，这种布置方式可以大幅减小前排集热器在后排集热器上的阴影，减小遮挡损失，此外，由于北侧集热器回路的海拔高度较高，进一步减小了相邻集热器回路间的遮挡损失。
在相同的槽式集热场范围内，与标准槽槽式集热场相比，由于引入了部分大开口集热器，整个槽式集热场的光学效率得到提高，与大开口槽槽式集热场相比，由于相邻集热器回路间隔较小，在相同条件的集热内可以布置的较多的集热器回路，增加整个槽式集热场的集热面积。
附图说明
图1为本实用新型的一种基于南北跟踪的混合布置槽式集热场主视图。
图2为本实用新型的一种基于南北跟踪的混合布置槽式集热场俯视图。
图3为本实用新型槽式集热器示意图。
图中标号：1—反射镜；2—集热管；3—集热管支撑；4—反射镜支架；5—驱动装置；6—立柱。
具体实施方式
本实用新型提供了一种基于南北跟踪的混合布置槽式集热场，下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
参考图1和图2，一种基于南北跟踪的混合布置槽式集热场，槽式集热场中设置多种开口尺寸的槽式集热器，槽式集热器互连形成槽式集热器回路；在槽式集热场南侧布置开口尺寸最小的槽式集热器，由南向北，槽式集热器开口尺寸依次增加，开口尺寸最大的槽式集热器回路布置在槽式集热场最北侧；沿着南北方向，相邻集热器回路间预留空间，相邻集热器回路海拔高度由南向北依次升高；所述槽式集热场至少有三种不同开口尺寸的槽式集热回路；槽式集热器中若干槽式集热器串联或并联。
参考图3，槽式集热器包括反射镜1、反射镜支架4、集热管2、集热管支撑3、驱动装置5以及立柱6，驱动装置5设置在立柱6的上部，驱动装置5的输出端连接反射镜支架4的底端，反射镜1设置在反射镜支架4的顶端，集热管支撑3的一端连接反射镜支架4，另一端连接集热管2，集热管2设置在反射镜1反射光线聚集点的连线上。
所述开口尺寸最小的槽式集热器回路中集热器的开口尺寸D的范围为2.55≤D＜5.76m；开口尺寸最大的槽式集热器回路中集热器的开口尺寸D的范围为5.76≤D≤15.00m。
槽式集热场外圈边界为多边形，多边形至少为四条边。
沿南北方向相邻槽式集热器回路间预留的距离为其中开口尺寸较小的集热器开口尺寸的1.5-3倍。
沿南北方向两个相邻槽式集热器回路连线与水平线间的夹角为0.1-10°。
如图1和图2所示，混合布置槽式集热场中设置不同开口尺寸的槽式集热器，开口尺寸最小的集热器回路布置于槽式集热场最南侧，从南到北集热器开口尺寸依次增加，开口尺寸最大的集热器回路布置于槽式集热场最北侧。
整个槽式集热场由4种规格的槽式集热器组成，集热器开口分别为2.55m、5.76m、8.60m、15.00m。每种集热器规格包括2排，即由南向北第1、2排集热器开口尺寸为2.55m；第3、4排集热器开口尺寸为5.76m；第5、6排为集热器开口尺寸为；第7、8排集热器开口尺寸为15.00m。每排集热器回路均由48个集热单元通过串联组成，集热单元由相应的反射镜、反射镜支架、集热管、集热管支撑、驱动装置和立柱等装置组成，如图3所示。
每排集热器间留有一定间距，其中第1、2排集热器中心间距为7.65m；第2、3排集热器中心间距为7.65m；第3、4排集热器中心间距为14.40m；第4、5排集热器中心间距为14.40m；第5、6排集热器中心间距为17.20m；第6、7排集热器中心间距为17.20m；第7、8排集热器中心间距为22.50m。
每排集热器间海拔高度不同，其中第2排集热器旋转中心海拔高度比第1排集热器旋转中心海拔高度高0.13m；第3排集热器旋转中心海拔高度比第2排集热器旋转中心海拔高度高0.13m；第4排集热器旋转中心海拔高度比第3排集热器旋转中心海拔高度高0.24m；第5排集热器旋转中心海拔高度比第4排集热器旋转中心海拔高度高0.24m；第6排集热器旋转中心海拔高度比第5排集热器旋转中心海拔高度高0.29m；第7排集热器旋转中心海拔高度比第6排集热器旋转中心海拔高度高0.29m；第8排集热器旋转中心海拔高度比第7排集热器旋转中心海拔高度高0.38m。
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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的范围之内。

Claims (8)

1.一种基于南北跟踪的混合布置槽式集热场，其特征在于，槽式集热场中设置多种开口尺寸的槽式集热器，槽式集热器互连形成槽式集热器回路；在槽式集热场南侧布置开口尺寸最小的槽式集热器，由南向北，槽式集热器开口尺寸依次增加，开口尺寸最大的槽式集热器回路布置在槽式集热场最北侧；沿着南北方向，相邻集热器回路间预留空间，相邻集热器回路海拔高度由南向北依次升高。
2.根据权利要求1所述的基于南北跟踪的混合布置槽式集热场，其特征在于，所述槽式集热场至少有三种不同开口尺寸的槽式集热回路。
3.根据权利要求2所述的基于南北跟踪的混合布置槽式集热场，其特征在于，槽式集热器回路包括若干串联的槽式集热器。
4.根据权利要求1所述的基于南北跟踪的混合布置槽式集热场，其特征在于，槽式集热器包括反射镜(1)、反射镜支架(4)、集热管(2)、集热管支撑(3)、驱动装置(5)以及立柱(6)，驱动装置(5)设置在立柱(6)的上部，驱动装置(5)的输出端连接反射镜支架(4)的底端，反射镜(1)设置在反射镜支架(4)的顶端，集热管支撑(3)的一端连接反射镜支架(4)，另一端连接集热管(2)，集热管(2)设置在反射镜(1)反射光线聚集点的连线上。
5.根据权利要求1所述的基于南北跟踪的混合布置槽式集热场，其特征在于，所述开口尺寸最小的槽式集热器回路中集热器的开口尺寸D的范围为2.55≤D＜5.76m；开口尺寸最大的槽式集热器回路中集热器的开口尺寸D的范围为5.76≤D≤15.00m。
6.根据权利要求1所述的基于南北跟踪的混合布置槽式集热场，其特征在于，槽式集热场外圈边界为多边形，多边形至少为四条边。
7.根据权利要求1所述的基于南北跟踪的混合布置槽式集热场，其特征在于，沿南北方向相邻槽式集热器回路间预留的距离为其中开口尺寸较小的集热器开口尺寸的1.5-3倍。
8.根据权利要求1所述的基于南北跟踪的混合布置槽式集热场，其特征在于，沿南北方向两个相邻槽式集热器回路连线与水平线间的夹角为0.1-10°。
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CN114001467A (zh) * 2021-07-24 2022-02-01 中卫市天云新能源科技有限公司 一种槽式太阳能集热场布置方法以及集热器调节装置

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