[發明專利]定日鏡、定日鏡跟蹤驅動裝置及塔式光熱發電系統

在審

• 申請號: 201711356118.8
• 申請日: 2017-12-16
• 公開（公告）號: CN107943114A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 王迪;蔣禮
• 申請（專利權）人: 洛陽斯特林智能傳動科技有限公司
• 主分類號: G05D3/20
• 分類號: G05D3/20
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 胡曉東

技術領域

本發明涉及定日鏡、定日鏡跟蹤驅動裝置及塔式光熱發電系統。

背景技術

太陽能發電裝置目前深受關注，常見的太陽能發電裝置包括利用光伏板的光伏發電裝置、利用碟式反射板的碟式太陽能熱發電裝置和利用定日鏡的塔式光熱發電系統。

其中利用定日鏡的塔式光熱發電系統的基本原理如圖1所示，是利用定日鏡群中的各定日鏡101將太陽102發出的光反射集中到集熱塔103頂部的聚熱機構104上，由于太陽102在天空中的位置是不斷移動的，陽光的照射角度也時刻都在變化，因此定日鏡101需要通過反射鏡的旋轉對太陽進行跟蹤，使陽光經過反射后能以一定的方向出射，這樣就能實現太陽能的大量聚集，改變太陽輻射能流密度低的缺點。由于定日鏡群是遠距離的反射跟蹤，因此，定日鏡的任何微小偏移晃動都會影響定日鏡效率，輕者造成聚集光斑邊沿模糊而引起聚集損失增大，重者將使光斑晃動脫離把目標，最終導致聚集溫度大幅度下降，嚴重時會造成太陽能采集工作無法進行，同時聚熱機構的局部的溫度會導致熱膨脹差進而導致聚熱機構老化，因此定日鏡的跟蹤傳動必須達到高精密傳動的精度要求。也正是由于上述原因，定日鏡的成本往往占據整套塔式光熱發電系統的50%以上，而定日鏡的成本往往會成為投資方考慮的首要因素。

一般的定日鏡是由反射鏡、用于安裝反射鏡的鏡架、用于安裝鏡架的基座、用于驅動鏡架動作的跟蹤驅動系統和用于控制跟蹤驅動系統的定日鏡控制單元等組成。例如申請公布號為CN 102575875 A的中國專利申請中公開的定日鏡，包括柱體、設置在柱體上的支撐框架和設置在支撐框架上設有反射鏡，其中支撐框架構成鏡架。跟蹤驅動系統包括用于使鏡架繞豎直軸線轉動的方位角調節裝置和用于使鏡架繞水平軸線翻轉的高度角調節裝置（即俯仰角調節裝置）。柱體包括上部柱體和下部柱體，方位角調節裝置包括與上部柱體的下端連接的蝸桿、設置在下部柱體上的馬達和與馬達的輸出軸連接的蝸桿，工作時馬達驅動蝸桿旋轉，蝸桿通過蝸桿帶動上部柱體和鏡架繞豎直軸線旋轉，上部柱體構成轉臺，下部柱體構成基座。俯仰角調節裝置包括鉸接在鏡架與上部柱體之間的伸縮缸，伸縮缸伸縮時能夠帶動鉸接在上部柱體上的鏡架繞水平軸線翻轉。

使用時，方位角調節裝置和俯仰角調節裝置在控制系統的控制下驅動鏡架和反射鏡轉動。但是，為了保證鏡架的俯仰范圍，上述專利中的伸縮缸的尺寸需要設置得較長，伸縮缸的輸出端鉸接在鏡架上，而伸縮缸的缸體前端鉸接在上部柱體上；同時，上述專利中的馬達設置在凸出柱體外部的動力盒上，為了避免方位角調節過程中伸縮缸的缸體與下部柱體上的動力盒干涉，上部柱體上還設有懸伸形式的伸縮缸底座，這樣會導致定日鏡的重心偏移，并且為了保證系統穩定性，上述結構對伸縮缸底座的剛度要求很高，增加了制造成本。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種定日鏡跟蹤驅動裝置，以解決現有的跟蹤驅動裝置為了避免俯仰角調節裝置與方位角調節裝置的干涉導致的重心偏移、成本高的問題。本發明的另外目的是提供一種使用上述跟蹤驅動裝置的定日鏡及使用上述跟蹤驅動裝置的塔式光熱發電系統。

為實現上述目的，本發明中定日鏡跟蹤驅動裝置采用的技術方案是：

方案1. 定日鏡跟蹤驅動裝置，包括供鏡架繞水平軸線轉動裝配的轉臺、用于驅動鏡架繞豎直軸線轉動的方位角調節裝置，轉臺上設有供伸縮缸的缸體前端鉸接的伸縮缸鉸接座，所述方位角調節裝置包括轉動設置在轉臺上的齒圈或蝸輪，齒圈或蝸輪上設有用于與定日鏡的基座固定連接的連接部，轉臺上還設有用于與所述齒圈嚙合的驅動齒輪或與所述蝸輪嚙合的蝸桿。

有益效果：本發明采用上述技術方案，齒圈或蝸輪使用時與定日鏡的基座連接，而驅動齒輪或蝸桿設置在轉臺上能夠與轉臺同步動作，因此方位角調節裝置與伸縮缸在運動時不會出現干涉的情況，與現有技術相比，不需要為伸縮缸另外設置伸縮缸底座，能夠避免定日鏡的重心偏移，容易滿足結構剛度的要求，結構緊湊，成本低，并且能夠實現模塊化。

方案2. 根據方案1所述的定日鏡跟蹤驅動裝置，所述方位角調節裝置還包括液壓馬達，所述驅動齒輪或蝸桿由液壓馬達驅動。

有益效果：采用液壓形式驅動結構緊湊，便于靈活布置，并且容易實現過載保護和減緩磨損。

方案3. 根據方案2所述的定日鏡跟蹤驅動裝置，所述轉臺上設有用于驅動液壓馬達動作的液壓站。

有益效果：將液壓系統的液壓站直接設置在轉臺上能夠避免液壓管路跨過相對轉動的部件，能夠便于管路布設，同時也便于實現模塊化裝配。