[發(fā)明專利]具有追日功能的定日鏡系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210026580.2
• 申請日: 2012-02-07
• 公開（公告）號: CN102540402A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 甘云;劉彬;陳煜達(dá);游思梁
• 申請（專利權(quán)）人: 上海晶電新能源有限公司
• 主分類號: G02B7/198
• 分類號: G02B7/198;G02B19/00;G05D3/00;F03G6/06
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔;鄭暄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能熱發(fā)電及光熱利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及定日鏡系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種具有追日功能的定日鏡系統(tǒng)。

背景技術(shù)

自1950年原蘇聯(lián)設(shè)計(jì)建造了世界第1座塔式太陽能熱發(fā)電小型試驗(yàn)裝置和1976年法國在比利牛斯山建成第1座電功率達(dá)100kW的塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)之后，20世紀(jì)80年代以來，美國、意大利、法國、西班牙、日本、澳大利亞、德國、以色列等國相繼建立各種不同類型的實(shí)驗(yàn)示范裝置和商業(yè)化運(yùn)行裝置，促進(jìn)了太陽能熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和商業(yè)化進(jìn)程。世界現(xiàn)有的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)主要有槽式線聚焦系統(tǒng)、塔式系統(tǒng)和碟式系統(tǒng)3大基本類型。

定日鏡是塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)化最初階段非常重要的設(shè)備。在塔式系統(tǒng)中通常采用成千上萬個(gè)定日鏡，通過各自獨(dú)立控制系統(tǒng)連續(xù)跟蹤太陽輻射能，并把能量聚焦到塔頂?shù)奈鼰崞魃希^而以熱能的形式加以利用。因此，定日鏡的設(shè)計(jì)是塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一，是降低發(fā)電成本，實(shí)現(xiàn)太陽能熱發(fā)電商業(yè)化的基礎(chǔ)。

定日鏡通常由支架、傳動系統(tǒng)、反光鏡及控制系統(tǒng)四部分組成。支架是整個(gè)定日鏡的支撐部分，將各個(gè)部件穩(wěn)定的連接在一起。反光鏡固定在支架上，通過傳動系統(tǒng)的隨時(shí)調(diào)整，將太陽入射光反射到吸熱塔的吸熱器上，現(xiàn)在絕大部分廠家都采用超白玻璃鍍銀鏡。控制系統(tǒng)采用方位、俯仰雙軸驅(qū)動的方式控制定日鏡來自動跟蹤太陽。國內(nèi)外現(xiàn)有工程應(yīng)用的定日鏡反射面多為單層微弧面熱彎成型玻璃銀鏡，采用單立柱支撐，該結(jié)構(gòu)形式的定日鏡通常以程序控制的開環(huán)控制方式實(shí)現(xiàn)跟蹤，整個(gè)鏡架依靠固定不動的單根立柱支撐，通過立柱上端設(shè)置的垂直方向渦輪蝸桿減速驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動鏡架實(shí)現(xiàn)方位角運(yùn)動，通過水平方向的渦輪蝸桿減速驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動鏡架實(shí)現(xiàn)高度角運(yùn)動，具有結(jié)構(gòu)簡單、抗傾覆性能好的優(yōu)點(diǎn)。然而，受機(jī)械加工精度限制，該形式的單立柱定日鏡傳動間隙引起的跟蹤誤差方面存在難以逾越的困難；而高精度傳動機(jī)構(gòu)及曲面玻璃鏡制作又使得定日鏡制造成本居高不下，銀鏡鍍銀層防護(hù)急待攻克；同時(shí)，鏡架不可避免的機(jī)械變形也對定日鏡聚光效果帶來挑戰(zhàn)。

圓弧形導(dǎo)軌傳動方式來源于業(yè)已成熟的線性菲捏耳太陽能集熱技術(shù)。線性菲捏耳太陽能集熱系統(tǒng)由數(shù)十米長的一維轉(zhuǎn)動平板反射鏡陣列與一定高度的固定管式吸熱器組成，主要應(yīng)用在500℃以下的太陽能中低溫集熱領(lǐng)域。

由于現(xiàn)有定日鏡大部分為單面鏡架，即一個(gè)鏡架帶動一面鏡子，這樣往往帶來較大的風(fēng)抗問題。為了達(dá)到比較高的效率，單面鏡子以及鏡架和驅(qū)動機(jī)構(gòu)往往較大，大尺寸的鏡子將產(chǎn)生較大的鏡面變形誤差，龐大的驅(qū)動機(jī)構(gòu)也使得造價(jià)居高不下?，F(xiàn)有定日鏡的方位角+俯仰角的轉(zhuǎn)動方式有較大的機(jī)械硬限位，不利于保護(hù)鏡子，也會在實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生一定的失控時(shí)段。且每平方米鏡子需要的控制、傳動單元會較多，可靠性較低，校正與維護(hù)成本較高。

因此，需要提供一種新型的定日鏡系統(tǒng)，其具有追日功能，可以有效地改善風(fēng)抗問題，結(jié)構(gòu)精簡，可靠性更高，維護(hù)和校正更簡單。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種具有追日功能的定日鏡系統(tǒng)，該具有追日功能的定日鏡系統(tǒng)設(shè)計(jì)巧妙，具有追日功能，可以有效地改善風(fēng)抗問題，結(jié)構(gòu)精簡，可靠性更高，維護(hù)和校正更簡單，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具有追日功能的定日鏡系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，包括定日鏡、定日鏡鏡架、定日鏡支架、定日鏡子鏡驅(qū)動裝置和定日鏡鏡架驅(qū)動裝置，所述定日鏡鏡架可轉(zhuǎn)動安裝在所述定日鏡支架上，所述定日鏡鏡架驅(qū)動裝置分別連接所述定日鏡鏡架和所述定日鏡支架用于驅(qū)動所述定日鏡鏡架繞一水平滾轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所述定日鏡包括至少兩塊定日鏡子鏡，所述定日鏡子鏡可轉(zhuǎn)動安裝在所述定日鏡鏡架上，所述定日鏡子鏡驅(qū)動裝置分別連接所述定日鏡鏡架和所述定日鏡子鏡用于驅(qū)動所述定日鏡子鏡繞各自的水平俯仰軸聯(lián)動，所述水平俯仰軸平行設(shè)置且與所述水平滾轉(zhuǎn)軸垂直設(shè)置。

較佳地，所述定日鏡子鏡采用百葉窗式結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)動安裝在所述定日鏡鏡架上。

較佳地，所述定日鏡子鏡驅(qū)動裝置包括第一驅(qū)動部件和第一傳動部件，所述第一驅(qū)動部件安裝在所述定日鏡鏡架上并通過所述第一傳動部件連接所述定日鏡子鏡從而驅(qū)動所述定日鏡子鏡繞各自的水平俯仰軸聯(lián)動。

更佳地，所述第一傳動部件包括箱體、齒條和若干齒輪，所述箱體安裝在所述定日鏡鏡架上，所述齒輪分別安裝在所述定日鏡子鏡上并嚙合所述齒條，所述齒條可移動安裝在所述箱體中，所述第一驅(qū)動部件連接所述齒輪之一用于驅(qū)動該齒輪轉(zhuǎn)動或者所述第一驅(qū)動部件連接所述齒條用于驅(qū)動所述齒條直線移動。