[實用新型]大容量高聚光比復(fù)合菲涅爾線聚光反射裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220345791.8
• 申請日: 2012-07-17
• 公開（公告）號: CN202792602U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳宇;湯延令;曾忠旺;陳獻春;張錦坤;何多微;蔣孝科;王寅
• 申請（專利權(quán)）人: 福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: F24J2/10
• 分類號: F24J2/10
• 代理公司: 福州展暉專利事務(wù)所 35201
• 代理人: 陳如濤

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種具有聚焦元件的太陽能集熱器，特別是一種大容量高聚光比復(fù)合菲涅爾線聚光反射裝置。

背景技術(shù)

菲涅爾透鏡具有聚光作用，在太陽能熱發(fā)電大型聚光裝置的應(yīng)用中，主要采用反射式菲涅爾設(shè)備?，F(xiàn)有技術(shù)中菲涅爾反射裝置的種類很多，如廣泛應(yīng)用的緊湊式線聚焦菲涅爾反射器（Compact?Linear?Fresnel?Reflector，簡稱CLFR），由分布在下方的緊湊排列的復(fù)數(shù)個菲涅爾反射鏡和上方的太陽能集熱管組成，參照專利ZL200880112788.8；還有拋物線槽式聚光裝置，也是常用的太陽能熱發(fā)電聚光裝置，其所使用的反射鏡采用拋物線形，凹面面向太陽方向，在凹面上方聚集位置設(shè)置太能能集熱管；還有塔式聚光裝置，其包括位于中心點的塔式太陽能集熱設(shè)備和以該中心為圓心向外布列的多層環(huán)形拋物線碟式菲涅爾反射裝置；除此之外，還有一種二次反射的菲涅爾線聚光反射裝置，其在類似CLFR結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在集熱管上部設(shè)置二次反射罩，參照意大利專利申請?zhí)朢M2010A000437，用以將陽光反射到集熱管頂部，以均衡集熱管的吸熱，還用于反射因為聚焦誤差造成的陽光散失，這主要是因為底部反射鏡片由于入射角的不同，在不同角度時的聚焦距離是不一樣的。

然而上述所述聚光裝置的存在許多不足之處：塔式聚光裝置和拋物線碟式聚光裝置的容量小，拋物線槽式聚光裝置容量較塔式聚光裝置和拋物線碟式聚光裝置的大，是目前常用的一種，但通常不超過100MW，而CLFR的容量可以做得更大且成本更低，但是容量大的CLFR則存在以下問題：

首先，如附圖1所示，在陽光Y垂直照射的情況下，為了反射光不被阻礙，相鄰反射鏡片1之間需要有一定的間隔S，以避免所反射的光線被靠近集熱管2的那一反射鏡片遮擋，而且離集熱管越遠的反射鏡片需要的間隔越大，這就造成了陽光泄露，影響了地面利用率。如果陽光從集熱管的遠端（即遠離集熱管）斜照到反射鏡片，反射鏡片之間的間隔還需要進一步加大，這會造成更加大的陽光泄漏。圖中，β為集熱管與主反射裝置的垂直線與主反射鏡片反射光不被遮擋的界限a之間的夾角，x為集熱管垂直于主反射裝置的點向兩邊延伸的長度，當鏡片寬度足夠小（即理論上趨向于0）的時候，可以計算出在反射沒有被阻擋的情況下，在圖1所示的x寬度內(nèi)，在上述條件下的反射鏡的有效寬度為d*ln(x/d+???????????????????????????????????????????????，當x與集熱管的高度d相等時，反射鏡的有效寬度大約為d的0.88倍；當x為d的2倍時反射鏡的有效寬度大約為d的1.444倍；當x為d的3倍時反射鏡的有效寬度大約為d的1.818倍?？梢姺瓷溏R的寬度越寬則有效性越差。實際應(yīng)用的反射鏡的寬度不會→0，可以證明，上式是能夠獲得的最大有效寬度，單個反射鏡的寬度越寬，在一定x內(nèi)的有效寬度越小。

其次，目前CLFR的反射片的弧度是不可調(diào)的，1是中間部分的反射鏡距離集熱管比較近，而兩側(cè)的反射鏡距離集熱管比較遠，如果所有反射鏡都是一樣的弧度，勢必會有一部分反射鏡聚焦效果不好；2是雖然反射鏡能夠隨陽光角度的變化而轉(zhuǎn)動，反射鏡中心與集熱管中心的距離是不變的，但是隨陽光入射角度的不同，反射鏡焦距的位置就會發(fā)生變化，如附圖2和附圖3，陽光與反射鏡成30°角時（見附圖3），其聚焦距離（反射鏡中心到聚焦中心的距離）只有陽光與反射鏡垂直時（見附圖2）的一半。

另外，CLFR的集熱管只是單（下）側(cè)受熱，受熱不均勻，這影響了集熱管的溫度和吸熱量。

二次反射的菲涅爾線聚光反射裝置能夠減少陽光的散失，但只是在集熱器處，反射鏡存在和CLFR同樣的一些問題，導(dǎo)致改善的程度有限，改善的效果不可控，即不同陽光入射角不一樣，事實上是如果聚光精確，二次反射裝置是不需要的，但水平布置的反射鏡片是很難做到的，除非反射角度變化時反射鏡片的弧度也變化，二次反射罩上部還會遮擋陽光。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提出一種大容量、地面利用率高、陽光散失少，聚焦效果和集熱效果好的大容量高聚光比復(fù)合菲涅爾線聚光反射裝置。

本實用新型是通過以下途徑來實現(xiàn)的：