[實用新型]一種高倍率線性菲涅爾聚光裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220076967.4
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN202583585U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設計）人: 劉陽;王清寶
• 申請（專利權(quán)）人: 北京兆陽能源技術(shù)有限公司
• 主分類號: G02B19/00
• 分類號: G02B19/00;G02B7/182;F24J2/10;F24J2/05;F24J2/24;H01L31/052
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技術(shù)領域

本實用新型涉及一種太陽能聚光裝置，特別是涉及一種高倍率線性菲涅爾聚光裝置。?

背景技術(shù)

太陽能作為一種潔凈、環(huán)保的能源，長期以來人們一直致力于對其的開發(fā)和利用。特別是近年來，由于油價的不斷攀升和對環(huán)境保護要求的提高，以及大氣二氧化碳排放量的限制，各國更加努力地開展了太陽能利用方面的研究，特別是對如何更高效地獲得和利用太陽能投入了更多的精力。?

太陽能光熱發(fā)電是實現(xiàn)大功率發(fā)電、替代常規(guī)能源的最為經(jīng)濟的手段之一，太陽能光熱發(fā)電的三種方式各自優(yōu)勢缺點非常明顯，如：塔式效率高，但一次性投入大；槽式成本低，但相對塔式和碟式效率低；碟式單機可標準化生產(chǎn)，但規(guī)模很難做大。?

聚光光伏（CPV）是指將匯聚后的太陽光通過高轉(zhuǎn)化效率的光伏電池直接轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)，聚光光伏也是實現(xiàn)低成本太陽能發(fā)電的一種選擇，聚光方式中菲涅爾陣列方案也是其一。?

線性菲涅爾太陽能聚光裝置主要包括線性菲涅爾反射鏡鏡條系統(tǒng)及接收裝置，該線性菲涅爾反射鏡鏡條系統(tǒng)包括線性反射鏡鏡條場，該線性反射鏡鏡條場由多個并排平行設置的反射鏡鏡條組成，同時這些反射鏡鏡條可通過跟蹤裝置驅(qū)動以跟蹤太陽的運動，持續(xù)保證將入射光反射到接收裝置。這些反射鏡鏡條反射的太陽光被集中射向設置于這些反射鏡鏡條上方的接收裝置內(nèi)，通過該接收裝置將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能或電能。通常一個接收裝置可設置在多個反射鏡鏡條之間，以便接收該多個反射鏡鏡條反射的太陽光。?

目前的線性菲涅爾太陽能聚光系統(tǒng)中,菲涅爾鏡場水平直線地布置，貼近基礎面如地面，帶來一些不便的因素，例如1、通常而言貼近地面的灰塵污染比較多；2、一定時間后菲涅爾鏡場的反射鏡鏡條面灰塵增厚，嚴重減少了反射鏡鏡條的反射能力，需要較短周期的定期清洗，同時因為菲涅爾鏡場緊密排列布置?于地面之上，操作人員并不方便清洗，只有將反射鏡鏡條轉(zhuǎn)動到垂直位置，操作人員從反射鏡鏡條之間的縫隙中進入進行操作，如此反射鏡鏡條的寬度必須很寬，例如2米，此尺寸較大，所需強度提高，制作成本很難下降；3、反射鏡鏡條一般為平板反射鏡設計，從理論上說，平板反射鏡鏡條的寬度與接收器的寬度相近，為了提高跟蹤角度的容差性，接收裝置的接受寬度大于平板反射鏡鏡條的寬度；為了獲得菲涅爾鏡場的布置對稱和更少的端部損失效應（匯聚的光線偏出接受器的軸向過多），目前的鏡場一般采用南北布置，如此需要跟蹤的范圍較寬，例如正負80度，因此反射鏡鏡場特別是鏡場邊緣的反射鏡鏡條的容差率很小（或所需的接收裝置的寬度很寬），為獲得更高的聚光倍數(shù)和更好的容差率以及降低成本，反射鏡鏡場寬度很寬，反射鏡鏡條的轉(zhuǎn)軸數(shù)目眾多，成本高、可靠性差，且接收裝置被布置的超出鏡場平面的高度低于本組鏡場寬度的一半，一般為本組鏡場寬度的1/4左右；4、反射鏡鏡場水平直線布置，反射鏡鏡條在跟蹤的過程中，特別是每組反射鏡鏡場的邊緣反射鏡鏡條之間的遮光率很嚴重（前反射鏡鏡條的背部遮擋了后反射鏡鏡條反射來的光線），降低了反射鏡鏡條的聚光效率；5、反射鏡鏡場直接布置于地面之上，占地面積較大，土地利用率不高，浪費了土地資源；6、普遍存在聚光倍數(shù)較低（太陽光垂直入射時反射鏡鏡條受光總寬度與吸收管寬度或直徑之比一般為30-60倍左右）導致的熱效率低的問題。?

因此如何提高菲涅爾的反射鏡場的聚光倍數(shù)、聚光效率及可靠性，克服檢修和維護不便，降低建設成本和提高場地利用率等問題，成為線性菲涅爾聚光技術(shù)的重大課題。?

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的主要在于解決如下問題：1、聚光倍數(shù)較低導致的熱效率、熱參數(shù)低的問題；2、引起聚光裝置聚光效率不高的空氣粉塵污染、容差率低和遮擋嚴重的問題；3、聚光裝置檢修和維護的不便問題；4、聚光裝置占地面積大，土地利用率不高的問題；5、其它一些影響成本及可靠性的問題。?

為解決上述問題，本實用新型提供了一種高倍率線性菲涅爾聚光裝置，包括反射鏡鏡場、接收裝置，其特征在于：反射鏡鏡場包括至少4組一維線性匯聚反射鏡鏡條；線性接收裝置平行于反射鏡鏡條布置，接收裝置的高度值超過鏡?場寬度值的一半（接收裝置的高度值定義為接收裝置位置與多軸平行布置的反射鏡鏡條軸線的平均高度差）；接收裝置內(nèi)布置有二次光學聚光裝置。?

在進一步的實施方式中，所述反射鏡鏡場的一維線性的匯聚反射鏡鏡條為柱面匯聚反射鏡鏡條，反射鏡鏡條組數(shù)為4組～10組，反射鏡鏡場跟蹤過程中各反射鏡鏡條具有相同轉(zhuǎn)動角度，減少轉(zhuǎn)軸數(shù)量，降低成本、提高可靠性和跟蹤精度。?

在進一步的實施方式中，所述接收裝置的高度值為鏡場寬度值的0.55～0.85倍。?