[實(shí)用新型]一種太陽(yáng)能聚集系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220403273.7
• 申請(qǐng)日: 2012-08-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202734290U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京兆陽(yáng)能源技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): F24J2/10
• 分類號(hào): F24J2/10;H02N6/00;G02B19/00;G02B7/182
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能聚集系統(tǒng)。

背景技術(shù)

能源短缺以及環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)逐步成為制約我國(guó)與世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)長(zhǎng)期發(fā)展的重大瓶頸。為了解決這一問(wèn)題，除大力開(kāi)展節(jié)能與科學(xué)用能和努力發(fā)展化石燃料外，必須加速可再生能源的開(kāi)發(fā)和利用。開(kāi)發(fā)利用可再生能源，對(duì)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)環(huán)境、減排溫室氣體、應(yīng)對(duì)氣候變化具有十分重要的作用，在這方面太陽(yáng)能有更重要的作用。太陽(yáng)能是一種取之不竭、清潔的可再生能源。開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能資源是開(kāi)拓新能源和保護(hù)環(huán)境、節(jié)能減排的有效途徑。隨著太陽(yáng)能等可再生能源利用在全世界蓬勃發(fā)展，太陽(yáng)能聚熱發(fā)電（CSP）逐步為人們所認(rèn)識(shí)。

全球大部分太陽(yáng)能資源豐富地區(qū)、DNI高的地區(qū)都集中在中、高緯度35-40度附近，因此存在由于光線入射角度的變化對(duì)聚光效果造成季節(jié)性影響。

常見(jiàn)的線型CSP聚集系統(tǒng)有槽式聚集系統(tǒng)和菲涅爾式聚集系統(tǒng)。傳統(tǒng)的槽式聚集系統(tǒng)在冬天時(shí)單位鏡面接收能量不足，而夏天單位鏡面接收能量過(guò)多（超出熱機(jī)、儲(chǔ)熱系統(tǒng)需求導(dǎo)致棄熱），整體的框架、鏡面制造成本較高；傳統(tǒng)的菲涅爾式聚集系統(tǒng)雖然克服了成本高的缺點(diǎn)，但是存在單位面積鏡面全年接收能量較低并且需要較大太陽(yáng)能鏡場(chǎng)面積等缺點(diǎn)。因此能夠開(kāi)發(fā)一種成本較低，具有較高單位鏡面截光能量的聚集系統(tǒng)具有巨大價(jià)值迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的主要目的為克服上述描述的中、高緯度地區(qū)傳統(tǒng)槽式聚集系統(tǒng)冬天單位鏡面接收能量不足，而夏天單位鏡面接收能量過(guò)多（特定儲(chǔ)能量下將會(huì)選擇棄熱），整體制造成本高昂；菲涅爾聚集系統(tǒng)雖然建造成本下降，但單位鏡面接收能量全年較低，針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種太陽(yáng)能聚集系統(tǒng)，包括至少1組菲涅爾反射主聚光裝置、置于主聚光裝置聚光方向上的接收裝置；所述每組菲涅爾反射主聚光裝置為4軸或以上東西軸布置的反射鏡陣列組；所述菲涅爾反射主聚光裝置的陣列平面向陽(yáng)坡面傾斜布置，所述太陽(yáng)能聚集系統(tǒng)布置在緯度20度以上地區(qū)。

進(jìn)一步地，所述一組以上各組菲涅爾反射主聚光裝置間距為主聚光裝置的反射鏡陣列組寬度的0.6~2倍（反射鏡陣列組寬度定義為主聚光裝置的反射鏡陣列組最起始鏡條的外邊緣到最末端鏡條的外邊緣的最大輪廓尺寸連線長(zhǎng)度。主聚光裝置間距為最大輪廓尺寸連線長(zhǎng)度的狀態(tài)時(shí)，前一組主聚光裝置的反射鏡陣列組的后沿與后一組主聚光裝置的反射鏡陣列組的前沿之間的地面垂直投影距離），以增加整體鏡場(chǎng)的有效截光面積或效率。

進(jìn)一步地，所述接收裝置包括二次光學(xué)裝置，如二次復(fù)合拋物聚光裝置CPC或光線轉(zhuǎn)向反射鏡或波長(zhǎng)分光鏡等。

進(jìn)一步地，所述主聚光裝置的匯聚光線夾角小于90°，優(yōu)選地，主聚光裝置的匯聚光線夾角小于60°；最優(yōu)為主聚光裝置的匯聚光線夾角小于45°；匯聚光線夾角越小接收裝置中的二次光學(xué)裝置越容易更高倍數(shù)的匯聚入射光線，使系統(tǒng)整體聚光倍數(shù)更高。其中匯聚光線夾角定義為以反射鏡陣列組寬度為底邊、接收裝置中心點(diǎn)為頂點(diǎn)所形成的夾角。

進(jìn)一步地，所述反射鏡陣列組的鏡條為一維弧形柱面，具有光線匯聚效果。

優(yōu)選地，所述反射鏡陣列組的鏡條為一維圓弧形柱面，方便加工、測(cè)量、安裝。

進(jìn)一步地，所述反射鏡陣列組的鏡條軸數(shù)（或條數(shù)）為10軸以內(nèi)。

優(yōu)選地，所述反射鏡陣列組的鏡條軸數(shù)（或條數(shù)）為6軸以內(nèi)，以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的建設(shè)。

進(jìn)一步地，所述反射鏡的鏡面可調(diào)節(jié)至豎立或近似豎立，處于防冰雹狀態(tài)，增強(qiáng)抵抗冰雹沖擊能力。

進(jìn)一步地，所述反射鏡的鏡面為非鋼化玻璃鏡，在保證強(qiáng)度的前提下，減少反射鏡的制造成本。

進(jìn)一步地，所述主聚光裝置的反射鏡陣列組整體向陽(yáng)坡面傾斜布置的角度大于15°，所述傾斜角度為每組鏡條陣列中最低軸心到最高軸心的連線與水平線的夾角。

進(jìn)一步地，所述太陽(yáng)能聚集系統(tǒng)菲涅爾反射主聚光裝置的陣列平面向陽(yáng)坡面傾斜布置的角度范圍為15~50°；該系統(tǒng)在中國(guó)北方地區(qū)整體呈至少30~45°的傾斜時(shí)，具有良好的截光能力，較平鋪地面的菲涅爾陣列單位鏡面接收能力增加20%~30%。

進(jìn)一步地，所述接收裝置為光伏電池裝置或光熱集熱器;或者接收裝置為光伏電池裝置和光熱集熱裝置的綜合，即該系統(tǒng)可以應(yīng)用于太陽(yáng)能光熱集熱，也可以應(yīng)用于太陽(yáng)能光熱發(fā)電。

進(jìn)一步地，所述一個(gè)或多個(gè)聚集系統(tǒng)布置于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)之上，實(shí)施整體方位旋轉(zhuǎn)；反射鏡陣列組實(shí)施高度方向上的擺轉(zhuǎn)，完成二維跟蹤，獲得更加優(yōu)良的單位鏡面截光效率。

進(jìn)一步地，所述太陽(yáng)能聚集系統(tǒng)布置于建筑屋頂部，與建筑屋頂傾斜面形成完整的整體。