[發(fā)明專利]太陽能集束聚光支撐裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110407982.2
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN103162453A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 陳展和
• 申請（專利權）人: 深圳市陽能科技有限公司
• 主分類號: F24J2/54
• 分類號: F24J2/54
• 代理公司: 深圳市百瑞專利商標事務所(普通合伙) 44240
• 代理人: 何凌

技術領域

本發(fā)明涉及一種太陽能集束聚光支撐裝置，用于控制太陽能集束聚光鏡陣，其廣泛應用于太陽能熱發(fā)電、太陽能空調、取暖、熱水等領域。

背景技術

在歷史上，正面跟蹤太陽的太陽能系統(tǒng)中，由于鏡陣和反射鏡具有M×N個控制點，設備投入的成本、設備總重量、抗風、沙塵暴等一系列問題，一直是困擾太陽能熱利用，特別是大型太陽能熱發(fā)電實現(xiàn)商業(yè)化的難點。有專家打破了傳統(tǒng)的采用方位角-仰角的太陽跟蹤方法，提出了采用自旋-仰角的跟蹤公式，采用計算機控制系統(tǒng)將M×N個控制單元簡化為M+N個控制單元，即M×N個鏡面僅采用M+N個控制單元去控制，降低了控制系統(tǒng)的復雜程度，減少了設備的投入成本。然而為了能夠進一步降低投入成本，簡化控制系統(tǒng)，一直在尋找更少的控制單元實現(xiàn)太陽能聚光鏡陣的發(fā)電。

中國曾有在拋物面焦點安裝一面反射鏡，將聚合光反射穿過拋物面鏡底中央，于同軸處再用一面反射鏡反射向目標集熱器，中國專利申請?zhí)?01010153222.9。此法，控制一面鏡是容易的，但是，控制一面鏡就需2個電機，那么，控制M×N個鏡陣的第二次反射的反射鏡就需要M×N×2個電機。而且，針對每一個反射鏡，又有經(jīng)、緯偏轉度各不相同的控制，這明顯是非常復雜的。即使簡化為M+N個控制單元，也具有多個電機，不但成本高、重量大，而且維護時要多多個電機分別進行檢測，檢測情況復雜，安全系數(shù)低。因此迫切需要一種鏡陣，能夠實現(xiàn)實現(xiàn)聚光的同時簡化控制理論。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種太陽能集束聚光支撐裝置，將鏡陣作為一個面來控制，能夠精確的控制鏡陣的經(jīng)度和緯度角度實現(xiàn)實時跟蹤太陽，可以使用單個集成線路代替復雜的計算機控制系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發(fā)明涉及一種太陽能集束聚光支撐裝置，其設置在集束聚光鏡陣上，其包括：

控制鏡陣翻轉的轉動組件，其包括固定柱、橫桿、半圓形轉輪以及步進電機，固定柱與橫桿垂直連接，橫桿與鏡陣可轉動連接，轉輪外圍設有細齒，且轉輪的兩端與鏡陣的兩端可轉動連接，固定柱上設有步進電機，與轉輪的細齒相配合；

控制鏡陣傾角的升降組件，設置在鏡陣與所述轉動組件相對的一側，其包括液壓升降柱、數(shù)控電機、橫梁、滾珠軸套以及滾珠，所述橫梁的一端與鏡陣固定連接，滾珠軸套的上部分套設在橫梁上，滾珠設置在滾珠軸套的下部分中且能夠在其中自由轉動，滾珠軸套的底部具有通槽，數(shù)控電機控制液壓升降柱的升降，且液壓升降柱能夠在所述通槽內(nèi)自由移動。

優(yōu)選的，所述橫桿與鏡陣之間通過滾珠軸承轉動連接。

優(yōu)選的，所述轉輪的兩端分別通過一個滾珠軸承與鏡陣的兩端轉動連接。

優(yōu)選的，所述滾珠軸套的下部分具有容納滾珠并使其自由轉動的球形容納腔。

優(yōu)選的，所述通槽沿橫梁的長度方向設置。

優(yōu)選的，轉動組件的步進電機和升降組件的數(shù)控電機通過集成線路與計算機控制系統(tǒng)相連。

優(yōu)選的，所述鏡陣具有M排×N列個聚光鏡單元，每個所述聚光鏡單元包括一個底部設有第一通孔的拋物面聚光鏡，以及設置在每個拋物面聚光鏡聚光焦點處并能夠將經(jīng)拋物面聚光鏡聚合的太陽光平衡反射穿過第一通孔的第一反射鏡；

在通過每個第一通孔的光路方向上，設有一個固定鏡片，M×N個固定鏡片具有共同的聚光焦點，在所述M×N個固定鏡片的聚光焦點處設有第二反射鏡，其能夠將經(jīng)M×N個固定鏡片聚合的焦點光平衡反射形成集束光柱。

優(yōu)選的，所述M×N個固定鏡片為呈旋轉拋物面網(wǎng)狀分布的鏡片組件，且在所述旋轉拋物面的鏡片組件底部中央設有能夠通過所述集束光柱的通路。

優(yōu)選的，所述鏡片組件為呈層狀和網(wǎng)狀分布的M×N個固定鏡片。

優(yōu)選的，所述第一反射鏡和第二反射鏡皆為微型凹面鏡。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的太陽能集束聚光支撐裝置由一個控制器進行集中控制，簡化了鏡陣的控制理論，通過細齒與步進電機的配合，能夠精確的控制鏡陣跟蹤太陽，而且，一個很小的電機就可以靈活地帶動巨大鏡陣180°的轉動。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的太陽能集束聚光支撐裝置及其鏡陣框架示意圖；

圖2為轉動組件的結構示意圖；

圖3為升降組件的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明的太陽能集束聚光鏡陣系統(tǒng)第一種實施方式的光路原理示意圖；

圖5為本發(fā)明的太陽能集束聚光鏡陣系統(tǒng)第二種實施方式的光路原理示意圖。