[發明專利]碟式太陽能熱發電系統的混合集熱結構

無效

• 申請號: 201410083365.5
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN103868245A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 王林軍;許立曉;王璽;蘆士惠;邵磊;門靜;張東;劉偉;甄蕭斐;張景文;王英梅;李曉霞
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: F24J2/08
• 分類號: F24J2/08;F24J2/46;F03G6/06
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 董斌

技術領域

本發明屬于太陽能熱發電技術領域，涉及碟式聚光器與凸透鏡相結合的混合集熱方式。

背景技術

碟式太陽能熱發電系統是利用聚光器將太陽光匯聚到焦點上，使放置在焦點處的太陽能吸熱器收集大量的熱能，加熱工質，驅動斯特林發電機進行發電。斯特林發電機通常是安裝在吸熱器上，吸熱器是通過支撐架固定的，支撐架的另一端是聚光器。在碟式太陽能跟蹤過程中，斯特林發電機處于運行狀態，發電機會產生振動，由于吸熱器支撐架相對較長，支撐架會產生振動，從而使吸熱器產生振動，支撐架越長，吸熱器振動就會越明顯，這便會造成吸熱器上的采光口偏移原來的位置，光線產生的實際光斑位置會與預期的光斑位置產生一定距離的偏移，匯聚后的光線不能完全照射到吸熱器的采光孔內，降低聚光效率，產生光線損失，而且有可能照射到吸熱器的其他元件而致其高溫燒壞。

碟式太陽能熱發電系統集熱方式的現有技術有：“一種再反射型太陽能聚光裝置”?(專利號：ZL?200820156718.X),?該裝置包括可上下轉動主聚光鏡，其反光面對著陽光，其特征在于，可上下轉動的副聚光鏡通過支撐桿設于主聚光鏡的前方，其反光面對著主聚光鏡，副聚光鏡與主聚光鏡同軸，在主聚光鏡中心孔后部設有固定的吸熱裝置，可帶動主聚光鏡和副聚光鏡轉動連桿通過齒條連桿與轉動支架連接，可作左右旋轉的轉動支架設于環形軌道上。但該裝置會在太陽光兩次反射過程中產生光線損失，降低了光利用率。

?“太陽能聚光裝置及系統”（專利號：201210061599.0），該太陽能聚光裝置，包括沿東西放置的兩個半球面反射鏡，其中西側的反射鏡的中心軸與豎直方向呈15°—30°夾角，且向西傾斜；東側的反射鏡的中心軸與豎直方向呈15°—30°夾角，且向東傾斜；包括固定于所述兩個反射鏡底部的橫拉桿，所述的橫拉桿兩端裝有軸承槽輪，所述軸承槽輪通過鋼繩與絞盤相連。該裝置結構相對復雜，結構穩定性相對較差。

“一種新型的聚光太陽能裝置”（專利號：201310166629.9），其包括聚光透鏡、太陽能吸熱器、光跟蹤驅動器、連動支架、系統固定支架、凹球面支架；所述聚光透鏡和凹球面支架對應地固定在系統固定支架上，且光線從任意角度入射至聚光透鏡時，該聚光透鏡聚光的焦點均落在凹球面支架的內壁上，太陽能吸熱器和光跟蹤驅動器驅動使得太陽能吸熱器沿所述的內壁運動，以便太陽能吸熱器時刻位于聚光鏡的焦點上。聚光透鏡是固定安裝的，不能進行位置調整，始終處于被動接受太陽光的處境，限制了能量的吸收。

“一種太陽能聚焦裝置”（專利號：200520031415.1），該裝置是一種棱鏡的橫截面是四邊形，分為正棱鏡、過渡鏡、負棱鏡三部分，該三部分組成的聚光棱鏡單體，聚光棱鏡單體的兩個側面和短邊均鍍有鍍銀層，長邊面和負棱鏡相鄰的半面鍍有能夠阻止大部分光線透過的半鍍銀層，將一個以上的聚光棱鏡單體連接起來圍成環狀，在將直徑不相等的環圍繞成聚光空錐，把一個以上的聚光空錐相鄰圍繞組成聚光半球體。但該裝置適用面較小，不適合全天進行使用，同時聚焦后產生的能量較弱。

?目前，在碟式太陽能熱發電裝置中，聚光器的焦距較大，支撐架的長度較長，發電機在運行的過程中產生的振動明顯，這就影響了碟式太陽能熱發電系統的穩定性，降低了光熱和熱電轉換效率。一般通過增大聚光器的深度來減小焦距，這樣可以縮短吸熱器支撐架的長度，提高機構的穩定性。如果只是單純的增大聚光器的深度，則被聚光器聚焦反射的光線不能完全進入吸熱器的采光口中，會產生一定的光線損失，降低光吸收效率。

發明內容

本發明的目的是降低由于吸熱器振動而產生的光線損失，防止偏移的光線照射到吸熱器的其他元件而致其高溫燒壞，提高光熱和熱電轉換效率。

本發明是碟式太陽能熱發電系統的混合集熱結構，該結構包括聚光器1、凸透鏡2、吸熱器3和斯特林發電機4，斯特林發電機4安裝在吸熱器3上，吸熱器3通過支撐架安裝在聚光器1的前方，吸熱器3采光口對著聚光器1且與其同軸，在吸熱器3的采光口部位安裝有凸透鏡2。

該混合集熱方式由聚光部分、接收部分、凸透鏡等組成，本發明就是對原先的聚光集熱裝置進行了如下改進，包括兩部分：