[實(shí)用新型]一種太陽能線性變焦單向跟蹤斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920301477.8
• 申請日: 2009-03-22
• 公開（公告）號: CN201504197U
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建民
• 申請（專利權(quán)）人: 北京智慧劍科技發(fā)展有限責(zé)任公司
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;G05D3/00;G02B7/182;G02B5/08;G02B3/00;G02B3/08
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技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及太陽能利用，特別是太陽能聚焦跟蹤焦點(diǎn)為直線的線性跟蹤以及組成陣列跟蹤組成的斯特林發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)

太陽能跟蹤主要由槽式、塔式和蝶式三種，由于槽式系統(tǒng)為單向跟蹤相對技術(shù)難度比較低，同時(shí)由于太陽能選擇涂層以及真空管技術(shù)在100-400度的溫度區(qū)間具備產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)能力，因而可以迅速的被批量生產(chǎn)，在國際上被最早的商業(yè)化應(yīng)用的就是槽式系統(tǒng)。

太陽能槽式系統(tǒng)被推出后主要應(yīng)用于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，目前的一列槽式系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到8*100*5米的圓柱體，由于其發(fā)展朝向大規(guī)模應(yīng)用，因而沒有在其他的應(yīng)用領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用。

斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)主要是在蝶式太陽能系統(tǒng)中應(yīng)用，但由于槽式太陽能跟蹤技術(shù)的成熟和低成本，需要采用槽式的跟蹤技術(shù)與斯特林機(jī)發(fā)電機(jī)相結(jié)合的發(fā)電技術(shù)。

中國專利200710176966提供了一種組合的跟蹤系統(tǒng)，可以用于槽式、塔式結(jié)合的跟蹤系統(tǒng)，其跟蹤的方式采用將焦點(diǎn)不動而太陽能鏡系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動的方式，主要是采用在地面上設(shè)置兩個軌道進(jìn)行跟蹤，而槽式系統(tǒng)線聚焦系統(tǒng)，利用其線性軸與地球自傳軸平行放置，因而可以采用一個方向的轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)跟蹤，但是該方案采用在地面上的轉(zhuǎn)動來實(shí)現(xiàn)槽式跟蹤，顯然不能實(shí)現(xiàn)跟蹤，因而發(fā)明者在方案中進(jìn)一步設(shè)置了俯仰跟蹤，這樣槽式系統(tǒng)就不是單向跟蹤，而成為雙向的跟蹤，因而發(fā)明者沒有解決槽式單向跟蹤時(shí)焦線不運(yùn)動的跟蹤問題。該系統(tǒng)主要是應(yīng)用于太陽能熱能的應(yīng)用，沒有在斯特林發(fā)電機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用

本實(shí)用新型人在200610020352發(fā)明中公布了變焦跟蹤的太陽能利用系統(tǒng)，主要采用盤式或十字型雙向跟蹤方式實(shí)現(xiàn)變焦跟蹤，但是該系統(tǒng)不是采用單向跟蹤。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是提供一種太陽能線性變焦單向跟蹤斯特林發(fā)電機(jī)，采用多個反射鏡、菲涅爾鏡、平面鏡等一個或一組太陽能線性聚焦光學(xué)鏡組成，將每一個鏡的轉(zhuǎn)軸設(shè)置在一個太陽能線性聚焦光學(xué)鏡器件上，每一個太陽能光學(xué)鏡可以繞軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動，由于斯特林發(fā)電機(jī)被設(shè)置在一個圓柱體區(qū)間內(nèi)并且在地面或建筑物上，在太陽能鏡運(yùn)動時(shí)保持不動，因而其焦距是變化的變焦跟蹤，斯特林發(fā)電機(jī)設(shè)置在圓柱體內(nèi)就實(shí)現(xiàn)了聚焦跟蹤的太陽能的利用。

本實(shí)用新型提供了其陣列結(jié)構(gòu)，適合于不同規(guī)模的系統(tǒng)，同時(shí)也適合于大規(guī)模的利用斯特林發(fā)電機(jī)。

具體發(fā)明內(nèi)容如下：

一種太陽能線性變焦單向跟蹤斯特林發(fā)電系統(tǒng)，包括至少一個斯特林發(fā)電機(jī)、至少一組光學(xué)鏡其中每組光學(xué)鏡由至少一個太陽能線性聚焦光學(xué)鏡組成、為每組光學(xué)鏡提供支撐的太陽能鏡支架、使太陽能線性聚焦光學(xué)鏡能跟蹤太陽運(yùn)動的太陽能跟蹤裝置、動力驅(qū)動裝置、以及電子控制系統(tǒng)，其中每個太陽能線性聚焦光學(xué)鏡上設(shè)置有至少一個轉(zhuǎn)軸，每組光學(xué)鏡的轉(zhuǎn)軸設(shè)置在太陽能鏡支架上，所述太陽能鏡支架與所述的太陽能跟蹤裝置相連接，通過動力驅(qū)動裝置驅(qū)動太陽能跟蹤裝置使線性聚焦光學(xué)鏡進(jìn)行運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)使每組光學(xué)鏡的焦線始終保持在斯特林發(fā)電機(jī)所在的圓柱區(qū)域內(nèi)。

根據(jù)需要可以選擇不同類型的支架系統(tǒng)，太陽能鏡支架可以選擇平面直線型或非直線型的器件，這樣可以適合于任何的形式的太陽能鏡的使用，可以根據(jù)需要選擇適合的太陽能鏡。當(dāng)然優(yōu)選于非直線型的支架，因?yàn)椴捎梅侵本€的太陽能鏡支架可以為每組光學(xué)鏡的運(yùn)動提供更靈活和方便的支撐與運(yùn)動軌跡，同時(shí)可以降低成本、提高跟蹤效率，非直線型太陽能鏡支架通常可以選擇下列至少一種形狀的器件：

A、拋物線型；

B、弧形；

C、或圓形器件；

D、多邊形支架；

E、復(fù)合拋物線型。

由于線聚焦系統(tǒng)不動，可以將任何的斯特林發(fā)電機(jī)設(shè)置在此區(qū)域內(nèi)，甚至可以將大重量的設(shè)備設(shè)置在焦線區(qū)域，在焦線與太陽能鏡的焦距范圍內(nèi)，都可以設(shè)置斯特林發(fā)電機(jī)，根據(jù)溫度與空間等要求，可以選擇任何不大于焦距的范圍設(shè)置斯特林發(fā)電機(jī)。

斯特林機(jī)設(shè)置在圓柱聚焦焦線區(qū)域內(nèi)，并將斯特林機(jī)的太陽能吸收部分與太陽能鏡相對，使得太陽光在跟蹤的過程中可以射入到斯特林機(jī)的太陽光吸收部位。

通過一個熱管傳熱系統(tǒng)，將熱能傳遞到斯特林機(jī)的吸熱部分，熱管的蒸發(fā)端設(shè)置在線聚焦的焦線的部位，熱管的外部殼體上設(shè)置有太陽能選擇涂層，熱管的外部設(shè)置有真空玻璃管。

所述跟蹤裝置包括由太陽能鏡支架、用于支撐整個系統(tǒng)的跟蹤支架、以及動力傳輸機(jī)構(gòu)，所述太陽能鏡支架設(shè)置在跟蹤支架上，所述動力傳輸裝置一端與驅(qū)動裝置進(jìn)行連接，至少另一端設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上、太陽能鏡支架上或者太陽能鏡的邊框上。