[發(fā)明專利]基于可折疊采光鏡面的立體太陽能跟蹤收集系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610314704.5
• 申請日: 2016-05-13
• 公開（公告）號: CN107368098A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設計）人: 張先鋒
• 申請（專利權）人: 張先鋒
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種太陽能跟蹤收集系統(tǒng)，特別涉及一種基于可折疊采光鏡面的，通過多次反射實現(xiàn)太陽能收集的立體太陽能跟蹤收集系統(tǒng)。

背景技術

隨著社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，各國對能源的需求越來越大，而以石油、煤炭為代表的傳統(tǒng)能源卻面臨著資源枯竭、污染環(huán)境等諸多問題。大力發(fā)展?jié)崈簟⒏咝У男履茉匆殉蔀槭澜绺鲊墓沧R。太陽能的研究和利用已經(jīng)持續(xù)了一段時間，但是都或多或少的存在一定問題。

傳統(tǒng)的對太陽能的收集系統(tǒng)分為塔式、碟式及槽式三大類。其中，傳統(tǒng)的塔式太陽能收集系統(tǒng)主要存在對太陽能的利用效率較低、太陽能收集塔的高度較高、成本較高等問題。傳統(tǒng)的塔式太陽能收集系統(tǒng)的采光鏡面多為平面鏡，聚光比較低、對太陽能的利用效率較低。傳統(tǒng)的塔式太陽能收集系統(tǒng)僅通過平面鏡的一次反射完成對太陽光線的收集，需要用到的太陽能收集塔的高度較高。會大大提高整體的制造成本。

傳統(tǒng)的碟式太陽能收集系統(tǒng)雖然可以時刻對準太陽，但是每個鏡面之間各自獨立，自成體系，不利于同一控制和管理。另外其往往需要建設大量管道用以傳輸收集太陽光線，會極大提高系統(tǒng)建設成本。

傳統(tǒng)的槽式太陽能收集系統(tǒng)則不具備對余弦損失的控制能力，而且其較長的反射鏡面需要較高的加工精度以保證焦線的直線性。由于其結構特性使然，其焦線處還需要較長的集熱管來收集太陽能。此外，較長的鏡面及集熱管還會對系統(tǒng)的抗風能力帶來不良影響。

如上所述，在能源問題、環(huán)境問題日益突出的今天，對太陽能的開發(fā)利用愈發(fā)重要，但目前的傳統(tǒng)的太陽能收集系統(tǒng)都有其不完善的一面，亟需改善。

發(fā)明內容

為了解決上述傳統(tǒng)太陽能收集系統(tǒng)存在的各種問題，本發(fā)明嘗試提供了一種可以高效收集太陽能的、管理方便、成本低廉的解決方案。系統(tǒng)呈獨立的樹形個體，主體結構均位于主立柱上。主立柱承載了整個系統(tǒng)的大部分重量，為了提高其結構強度及可靠性，特別設有防震結構。采光鏡面通過支撐俯仰梁及旋轉橫梁安置于主立柱上。

本發(fā)明的技術方案是：一種基于可折疊采光鏡面的立體太陽能跟蹤收集系統(tǒng)，主要包括可折疊采光鏡面以及以主立柱、旋轉橫梁、支撐俯仰梁為主體的旋轉結構。

具體的，上述可折疊采光鏡面分為上下兩層、上下兩層具有共同焦點。旋轉橫梁可通過水平旋轉云臺圍繞主立柱做水平轉動，俯仰梁可通過云臺繞旋轉橫梁做豎直向旋轉。通過兩根梁的轉動可實現(xiàn)采光鏡面的對日跟蹤對準，再通過各級反光鏡面的反射完成對太陽光線的收集。太陽收集窗口位于主立柱上。主立柱下方設有防震滑臺，四周及旋轉橫梁兩端均設有拉線，保證系統(tǒng)結構的穩(wěn)定。

作為優(yōu)選，上述可折疊采光鏡面分為上下兩層，兩層均由許多結構相似的可折疊鏡面單元構成。上下兩層的可折疊采光鏡面單元均分別于各自中部的彎梁通過電動伸縮桿相連接，每層均呈羽狀分布。通過上下兩層鏡面的構造，各可折疊采光鏡面單元間均留出了空隙，提高了整體的抗風性能和抗升力能力。

作為優(yōu)選，上述可折疊采光鏡面由兩個共焦點的方形碟式鏡面切割制作而成。每個采光鏡面模塊均為原方形碟式鏡面的一部分，他們共同構成了可折疊采光鏡面的上下兩層。該種形制的鏡面具有聚光比高、相鄰鏡面間隙小等優(yōu)點。

作為優(yōu)選，上述可折疊采光鏡面的所有鏡面單元均以中部的彎梁作為支撐。整個鏡面結構可通過支撐俯仰梁上的云臺實現(xiàn)鏡面角度的微調。

作為優(yōu)選，在主立柱頂部及兩根支撐俯仰梁的兩端均設有避雷設施。主立柱頂部安裝有固定的避雷針，支撐俯仰梁各端點的避雷針采用浮球結構以保證避雷針時刻豎直向上。

作為優(yōu)選，在旋轉橫梁的兩端設有拉線與主立柱上部相連。通過該拉線可以提高系統(tǒng)的整體結構強度，保證旋轉橫梁的平直。

作為優(yōu)選，該太陽能收集系統(tǒng)設計有抗震結構。主立柱下方設有滑臺、主立柱不直接與地面接觸。地震來襲時，滑臺下層固定于地面、隨地面左右移動，滑臺上層連接主立柱、不隨下層進行移動，可以抵御地震縱波的侵襲。此外，主立柱四周設有拉線裝置，拉線一端連接主立柱中部、一端連接收放線機構。地震來襲時，電路控制拉線定位裝置取消對拉線的定位鎖死。隨著主立柱的上下移動棘輪式送線器可以隨之調整拉線長度并保證拉線有一定的緊度。當?shù)卣鸾Y束后控制電路驅動電機，收線輪隨之轉動并帶動上方的棘輪送線器進行轉動收線。收線完成后拉線定位裝置鎖死拉線位置完成整個收放線工作。該抗震拉線裝置可以一定程度的抵御地震橫波的影響。

一種基于可折疊采光鏡面的太陽能收集方法，具體步驟包括：