[發明專利]一種線聚焦太陽能反射框架自平衡結構

有效

• 申請號: 201110449818.8
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN102494424A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 許世森;劉冠杰;鄭建濤;徐越;徐海衛;劉明義;裴杰;李啟明
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: F24J2/54
• 分類號: F24J2/54
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術領域

本發明屬于太陽能光熱發電技術領域，具體涉及一種線聚焦太陽能反射框架自平衡結構。

背景技術

太陽能熱發電技術是通過聚光器將太陽能聚集起來轉化為熱能，然后產生高溫高壓蒸汽驅動汽輪機發電。

太陽能熱發電技術從聚焦方式上區分可以分為線聚焦和點聚焦兩種。其中線聚焦太陽能聚光熱發電技術是目前太陽能熱發電的一種常見的形式，通過多面反射鏡構成的鏡場將太陽能會聚成線狀光斑，然后利用接收器將光能轉化為熱能，通過導熱流體將熱能吸收并傳遞到換熱器。在換熱器中導熱流體的熱量被用于加熱水生成水蒸氣，進而利用水蒸氣驅動汽輪機做功發電。

在整個線聚焦太陽能熱發電裝置中，聚光鏡場是最為關鍵的組件。鏡場聚光效率直接關系到最終光能到電能的轉化效率。由于太陽能熱發電技術中對于聚光比的要求以及接收器寬度有限，因此對線狀光斑的寬度提出了一定的要求。為了得到寬度較窄的聚焦光斑，最常用的解決方法是使用帶有微小弧度的反射鏡來代替平面鏡，但是由于微弧反射鏡的加工精度難以保證，因而造成聚光效果削弱以及加工成本的上升。此外，由于反射鏡和支架的重量較大，如果裝置偏心嚴重會導致扭矩增大，從而增加驅動電機的工作負荷，增加太陽能聚光裝置的運行成本。因此，支架的設計還要考慮到整體結構的重量分布問題。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種線聚焦太陽能反射框架自平衡結構，解決了微弧反射鏡加工難度大成本高以及旋轉偏心的問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種線聚焦太陽能反射框架自平衡結構，包括與追蹤裝置相連的主軸1，主軸1水平設置于支撐橫梁2上方，支撐橫梁2有多個且相互平行，在每個支撐橫梁2的兩端和中間都分別設置有一個豎直可調支點3，每個可調支點3都與相應的反射鏡底座4活動連接，以使反射鏡底座4高度可調。

所述主軸1為金屬圓管，與支撐橫梁2垂直。

所述可調支點3為帶有長條孔7的支架，通過長條孔7與反射鏡底座4相連，可調支點3未與支撐橫梁2連接的一端上設置微調螺絲6。

本發明的有益效果是：基于機械冷變形的原理來調節平面鏡的弧度，可以快速低成本地制備微弧鏡面。和現有熱彎加工弧面鏡技術相比，由于可以直接使用普通平面鏡，因此加工成本大幅降低，而且對于微弧鏡而言，也大大降低了加工工藝的復雜程度并提高了反射鏡弧形的精確度。通過將支撐橫梁和反射鏡分布在主軸兩側形成了雙層復合式自平衡結構，支架下層的底座部分本身既承擔反射鏡的支撐作用，同時也起著配重作用平衡反射鏡的偏心現象。通過調節支架高度等參數可以實現最終的零偏心，顯著減小了系統對于驅動電機以及減速機的要求，大幅降低菲涅爾式定日鏡場的制造成本以及運行中的能耗，對于最終降低太陽能熱發電成本有著重要的意義。

附圖說明

圖1為本發明所述支架裝置結構圖。

圖2為圖1的側視圖。

圖3為本發明的可調支點3的結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例詳細說明本發明的實施方式。

如圖1和圖2所示，本發明為一種線聚焦太陽能反射框架自平衡結構，包括與追蹤裝置相連的主軸1，主軸1為金屬圓管，起著承載和轉軸的作用。主軸1水平設置于支撐橫梁2上方，支撐橫梁2由在鋼管上平行安裝多根長度與反射鏡寬度相等的槽鋼組成，具有結構支撐和結構平衡兩種作用，支撐橫梁2有多個且相互平行；在每個支撐橫梁2的兩端和中間都分別設置有一個豎直可調支點3。

如圖3所示，可調支點3以槽鋼為基本結構，側面開長條孔7，頂端攻絲安裝微調螺絲6，底端與支撐橫梁2連接，反射鏡底座4為角鋁，通過螺栓8穿過長條孔7固定在可調支點3上。

上述支撐橫梁、可調支點、反射鏡底座等部件組成了鏡框結構，由于鏡框的絕大部分重量集中于反射鏡和支撐橫梁，可以通過調整可調支點的支架高度來控制反射鏡到主軸軸心的力臂，從而使支撐橫梁和反射鏡之間的力矩完全抵消，實現系統的自平衡。

在安裝支架裝置時即可按照所需鏡面弧度來調整兩側反射鏡底座和中間的底座之間的高度差，然后將平面反射鏡5通過硅膠與底座粘連在一起。在硅膠完全固化后如果發現聚焦效果不夠理想，還可以通過松開長條孔部位的固定螺栓，然后利用微調螺絲對鏡面弧度進行二次調整，以達到最佳聚光效果。

利用本發明的支架裝置連接平面反射鏡5，支架裝置既起支撐作用，同時也可以通過調節支架裝置的可調支點對反射鏡進行微弧調節，并借助追蹤系統驅動旋轉跟蹤日光。