[發(fā)明專(zhuān)利]太陽(yáng)能反射器元件與支撐結(jié)構(gòu)的鉸接式連接系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180037550.5
• 申請(qǐng)日: 2011-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103097831B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何賽普·烏瓦奇·卡爾特蓋;伊格納西奧·加西亞-孔德·諾列加
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 里奧玻璃太陽(yáng)能有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F24J2/52
• 分類(lèi)號(hào): F24J2/52;F16B43/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能反射器元件與支撐結(jié)構(gòu)的鉸接式連接系統(tǒng)。一方面該系統(tǒng)在反射器元件的壽命期間抵抗作用在系統(tǒng)上的力時(shí)保證空間和時(shí)間的不動(dòng)性（連續(xù)性和永久性），同時(shí)在將反射器元件固定及錨定到支撐結(jié)構(gòu)的處理過(guò)程中保證時(shí)間彈性的平衡，其最小化反射器元件保持其在放松的平衡位置上時(shí)獲得的應(yīng)力，并因此保留了其光學(xué)集中特性。

該鉸接式連接系統(tǒng)可應(yīng)用到通過(guò)太陽(yáng)輻射集中的發(fā)電領(lǐng)域內(nèi)的反射器元件與支撐結(jié)構(gòu)的連接。

背景技術(shù)

包括本發(fā)明在內(nèi)的技術(shù)被稱為太陽(yáng)能熱集中技術(shù)，由于集中太陽(yáng)輻射時(shí)獲得的高溫，其允許獲得的熱蒸汽或空氣用于按照常規(guī)方法的發(fā)電中。

從由太陽(yáng)輻射集中發(fā)電的不同變型中，本發(fā)明的固定元件對(duì)象的使用對(duì)拋物線型槽（PTC）技術(shù)是相當(dāng)有利的。

在本發(fā)明的上下文中，槽型幾何形狀是用來(lái)表示由平行線形成的表面和在表面的任何點(diǎn)與垂直于其的平面交叉確定的連貫曲線。在特定情況下，其中所提到的截面定義了一個(gè)大致拋物曲線，可以說(shuō)它有一個(gè)拋物線型槽幾何形狀。

拋物線型槽技術(shù)使用收集器，該收集器通過(guò)一系列具有拋物線型槽截面的反射器捕獲太陽(yáng)輻射，所述拋物線型槽截面將太陽(yáng)光線集中到位于反射器焦線內(nèi)的接收管上。工作流體流過(guò)此管被加熱時(shí)，直到最后它的熱量轉(zhuǎn)移到鍋爐或蓄電系統(tǒng)。反射器和接收管（也稱為吸收器管）都組裝到金屬結(jié)構(gòu)上，該金屬結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)提供剛度并允許執(zhí)行圍繞旋轉(zhuǎn)軸跟蹤太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)以優(yōu)化入射輻射。由反射器、吸收器管、支撐結(jié)構(gòu)和跟蹤系統(tǒng)形成的組件被稱為太陽(yáng)能集熱器。

用于捕捉輻射的反射器在其制造中必須具有高幾何精度的集中，這由被稱為截距系數(shù)的反射器固有特性定義。截距系數(shù)被定義為存在于反射器在吸收器管上反射的能量和照射反射器的總能量之間的比率，以百分比表示。

太陽(yáng)能集中站的收集器是一個(gè)精確的系統(tǒng)，在其中組裝捕獲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)必須具有足夠的定位精度使得當(dāng)組裝反射器和吸收器管時(shí)，其彼此相對(duì)的位置能盡可能接近理論位置，并因此保持已制造的反射器具有的截距系數(shù)。

然而，反射器在支撐結(jié)構(gòu)上的設(shè)置和固定并不保證由反射器的截距系數(shù)定義的吸收器管上反射的太陽(yáng)輻射的百分比，而是假設(shè)一旦組裝過(guò)程結(jié)束會(huì)有不可避免的截距損失。所述的截距損失或多或少是重要的，這取決于金屬結(jié)構(gòu)的制造和組裝精度、反射器的表面質(zhì)量以及反射器和結(jié)構(gòu)之間的連接質(zhì)量。

這使得有必要使用昂貴的工藝來(lái)制造和組裝金屬結(jié)構(gòu)，保證最小的精度即使如此截距損失仍舊是不可避免的。同樣地，反射器和結(jié)構(gòu)之間的連接成為反射器制造工藝中一個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)，其需要很高的組裝精度，這使得它們接近合理技術(shù)的限度并且需要非常昂貴的質(zhì)量控制。

捕獲太陽(yáng)輻射以生成太陽(yáng)熱能的功能部件是收集器。由于近年來(lái)這一產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了巨大的發(fā)展，出現(xiàn)了各種各樣的收集器設(shè)計(jì)，其中一些例子可參見(jiàn)文件ES2274710A1和ES2326303A1。

目前在生產(chǎn)廠中建造和操作的以拋物線型槽技術(shù)為基礎(chǔ)的所用的收集器類(lèi)型雖然具有不同的變體，但具有相同的基本特征。每個(gè)收集器的通用使用長(zhǎng)度在100米和150米的范圍內(nèi)。反過(guò)來(lái)，每個(gè)收集器細(xì)分成一般是12米長(zhǎng)的模塊，其在組裝過(guò)程中形成建設(shè)性單元。每個(gè)模塊都由以下基本元件組成：

-拋物線型槽反射器：太陽(yáng)輻射直接照射反射器，反射器將其反射和集中在擠出的拋物線的焦線上。多種變化的反射器具有不同的材料，如塑料、玻璃、金屬……然而，到現(xiàn)在為止，已證明其有效性并在太陽(yáng)能領(lǐng)域商業(yè)使用的反射器使用的是玻璃基板。拋物線型的太陽(yáng)能反射器的一個(gè)典型配置是一個(gè)單片或?qū)訝畈ＡВ瑹崽幚砜捎锌蔁o(wú)，4或5毫米厚，并具有大概1700毫米乘以1600毫米的展開(kāi)尺寸。一般來(lái)說(shuō)，每個(gè)模塊有28個(gè)在其上布置并沿7個(gè)拋物線型槽截面組裝的反射器，這樣每個(gè)截面由四個(gè)獨(dú)立的反射器組成。

-吸收器管：它接收來(lái)自反射器的集中輻射，它將以熱能形式傳遞給在其中循環(huán)的流體。

-機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)：它用于支撐剩余部件以確保相對(duì)于彼此的相對(duì)位置，并為系統(tǒng)提供剛性。

-跟蹤系統(tǒng)：機(jī)械裝置圍繞單個(gè)軸線來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)組件以優(yōu)化在反射器的孔徑區(qū)域上的入射太陽(yáng)輻射。