[發(fā)明專利]熱平衡夾層型定日鏡刻面

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680071435.2
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN108369034B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 理查德·洛薩諾·佩納
• 申請（專利權(quán)）人: 理查德·洛薩諾·佩納
• 主分類號: F24S23/70
• 分類號: F24S23/70;F24S23/79;G02B5/10
• 代理公司: 北京尚倫律師事務(wù)所 11477
• 代理人: 張俊國

本發(fā)明的目的是一種具有高剛性的夾層型定日鏡刻面，其被設(shè)計成使得由于工作條件的影響而引起的光學(xué)質(zhì)量和曲率的變化相對于其他已知刻面被最小化。本發(fā)明的刻面優(yōu)選由兩個外部反射鏡層形成，所述兩個外部反射鏡層通過具有特定配方和設(shè)計的聚合物泡沫附接，所述聚合物泡沫以乳膏相沉積在所述反射鏡層之一上。更優(yōu)選地，不同層的幾何形狀的設(shè)計被配置為使得在由工作條件的溫度偏差并且特別是在工作條件下存在于面之間的熱梯度產(chǎn)生的刻面的內(nèi)應(yīng)力和變形之間獲得平衡，從而為了提高其剛性而最大化刻面的機械慣性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及由諸如用于定日鏡場聚集技術(shù)的反射元件的各種反射元件或刻面構(gòu)成的系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明涉及在安裝于太陽能熱發(fā)電廠中的定日鏡中使用的夾層式太陽能刻面。

背景技術(shù)

用于聚集和使用太陽能能量的各種技術(shù)中的許多技術(shù)的主要目的之一是增加所聚集的太陽能輻射的強度，由此獲得具有較高能量效率和產(chǎn)量的熱力學(xué)轉(zhuǎn)換。在所述技術(shù)中，那些特別相關(guān)的技術(shù)是中央塔架太陽能聚集器系統(tǒng)，其包括通常由具有多個單獨反射鏡的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的太陽能場，從而構(gòu)成大球冠或拋物面，其中固定接收器位于其焦點處。通過這些系統(tǒng)，撞擊跟蹤太陽的運動的反射元件(所述反射元件被稱為定日鏡)的太陽能輻射聚集并聚焦在位于塔架頂部的接收器上。由此，接收器吸收所接收的輻射并將其以熱能的形式傳遞到稱為傳熱遞流體的載體流體，以直接用于相應(yīng)的熱或熱力學(xué)過程中，或者作為熱能被存儲，以后再使用。

撞擊接收元件的輻射的反射在很大程度上取決于所述元件的材料和幾何特性以及所述特性在工作條件下或由于時間的推移而發(fā)生的變化。在輻射反射質(zhì)量中要考慮的一些特征尤其是反射元件的反射率、它們的光學(xué)質(zhì)量、曲率、重量、剛性、抗沖擊性或尺寸。

反射率是影響由反射器反射的入射輻射的百分比量的參數(shù)。該參數(shù)直接影響太陽能領(lǐng)域的全球產(chǎn)量。

反射表面的光學(xué)質(zhì)量指示每個表面元件中反射的輻射相對于其理論反射方向的角度偏差。在角度偏差的值增加(即光學(xué)質(zhì)量下降)時，該參數(shù)直接影響所反射的輻射束的質(zhì)量和形狀，而能夠產(chǎn)生輻射的消散和太陽能光斑的尺寸或變形(在所反射光束照到表面時的限定形狀)的增加。必須考慮到，表面傾角中的小角度誤差被視為基于距接收器的距離和角度誤差的所反射光束的偏差。

反射元件的曲率是非常重要的參數(shù)，因為根據(jù)幾何光學(xué)，輻射將聚集在反射鏡的焦點處。因此，重要的是在太陽能場中根據(jù)他們與所述反射器的距離限定合適的反射器曲率。

反射元件的重量直接影響支撐結(jié)構(gòu)的成本，因為所述結(jié)構(gòu)必須更加剛硬以支撐反射元件。然而，反射元件的設(shè)計可以為結(jié)構(gòu)提供剛性，從而減輕其接收的部分負載。

除了上面討論的反射器的機械特性之外，反射器具有足夠的抗沖擊性是很重要的，這樣太陽能場可以承受冰雹風(fēng)暴或由風(fēng)夾帶的拋射物。

在適用于在定日鏡太陽能場中使用的那些反射器中，刻面的使用是已知的，所述刻面被配置為多個反射子元件，所述多個反射子元件被連續(xù)地布置以形成定日鏡的有效反射表面。在現(xiàn)有技術(shù)中使用的不同定日鏡刻面技術(shù)中，夾層型太陽能刻面是多層結(jié)構(gòu)，由形成夾層的多個層疊加而成，在太陽能熱發(fā)電站中或用于其他應(yīng)用(太陽能爐等)中用于聚集太陽能輻射。

在多層夾層型定日鏡刻面中，面向太陽的前層包括將輻射反射和聚集在位于一定距離的物體中(在塔架太陽能熱電廠的情況下，位于中央接收器中)的反射鏡。除了前層之外，其他層附加到反射鏡的后面，主要用于在使用期間提供剛性。

通常通過使用兩個剛性外層實現(xiàn)刻面的剛性，所述兩個剛性外層由具有較低密度的中間層隔開，由此獲得具有高慣性矩和剛性的夾層型結(jié)構(gòu)。

刻面的光學(xué)質(zhì)量是太陽能裝置的產(chǎn)量的決定性因素。因此，無論施加的熱載荷和機械載荷如何，對其進行維護至關(guān)重要，以便在實際工作條件下實現(xiàn)高產(chǎn)量。