專利名稱：透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能領(lǐng)域，具體的說是涉及一種太陽能收集裝置。
背景技術(shù)：
太陽能是分布廣泛、取之不盡、用之不竭的清潔環(huán)保能源。在能源匱乏問題日益 突出的今天，太陽能開發(fā)利用巳成為實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的重點，太陽能光熱及太陽能光 伏是近年來研究應(yīng)用的熱點，但是太陽能應(yīng)用一直有一個困擾，這就是太陽能的能量密度 太低，而且太陽還一刻不停地運行，難以實現(xiàn)大規(guī)模而又經(jīng)濟地收集太陽能。人們想了 不少辦法，有槽式聚光的、有定日鏡聚光的、有碟式聚光的，如中國專利CN1004114093C、 CN1687669A、CN101368764A, CN1779381A、CN100460320C, CN101371369A、CN1143999C、 CN1677012A等，這三類裝置都有一個共同的特點，都是通過轉(zhuǎn)動反射鏡來跟蹤太陽，參 與運動的部件體積龐大，能耗高，而且常年在室外運行，要承受風吹雨打，設(shè)備要求高， 造價高，而且維護量大。還有固定反射聚光鏡移動光靶的，如中國專利CN101609853A、 CN201466042U、CN1263M1A等，都一定程度上解決了部分問題，但這些產(chǎn)品固定反射聚光鏡 移動光靶模式的耐候性低，清理維護不方便，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較較高，不利于推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述不足提供一種結(jié)構(gòu)簡單、耐候性強、經(jīng)濟性高、清理 維護方便的透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置。本發(fā)明的目的可通過以下措施來實現(xiàn)
一種透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，包括大棚支架和框架，支架和框架構(gòu)成大棚 骨架，在框架上設(shè)置有棚頂，棚頂由長條型菲涅爾透鏡拼接而成，在框架下面設(shè)置有光靶， 菲涅爾透鏡與光靶相對應(yīng)，太陽光通過菲涅爾透鏡形成聚光帶聚在光靶上，光靶設(shè)置在聯(lián) 排支架上，所述聯(lián)排支架包括經(jīng)向滑軌，光靶的兩端固定在經(jīng)向滑軌上，經(jīng)向滑軌設(shè)置在固 定框架上且與固定框架導(dǎo)軌副連接，在固定框架下面設(shè)置有緯向滑軌，緯向滑軌與固定框 架是導(dǎo)軌副連接，陽光跟蹤機構(gòu)分別與棚頂、光靶和聯(lián)排支架連接，聯(lián)排支架在陽光跟蹤機 構(gòu)的作用下做經(jīng)向和緯向移動，使光靶能夠跟蹤菲涅爾透鏡的聚光帶。上述透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，所述陽光跟蹤機構(gòu)包括導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿 平行于通過菲涅爾透鏡中心及其對應(yīng)光靶中心的直線L，在導(dǎo)向桿的一端設(shè)置第一萬向節(jié)， 第一萬向節(jié)通過第一連桿固定在徑向滑軌的左邊框，在導(dǎo)向桿的另一端設(shè)置避光式陽光跟 蹤傳感器，避光式陽光跟蹤傳感器的避光板與導(dǎo)向桿垂直，在導(dǎo)向桿上還設(shè)置有第二萬向 節(jié)，第二萬向節(jié)通過第二連桿與框架的左邊框固定在一起，在光靶上徑向設(shè)置有第一驅(qū)動 裝置，第一驅(qū)動裝置與陽光跟蹤傳感器的方位角驅(qū)動電路連接，在光靶上橫向設(shè)置有第二 驅(qū)動裝置，第二驅(qū)動裝置與避光式陽光跟蹤傳感器的高度角驅(qū)動電路連接。上述透鏡大棚光靶聯(lián)運太陽能收集裝置，所述驅(qū)動裝置是直線伺服電機或者液壓 缸裝置。
上述透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，光靶設(shè)在菲涅爾透鏡小于一倍焦距或大 于一倍焦距的任一位置。上述透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，所述光靶設(shè)在菲涅爾透鏡大于0. 5倍焦 距與小于1倍焦距之間的任一位置。上述透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，所述光靶設(shè)在菲涅爾透鏡的大于1倍焦 距與小于1. 5倍焦距之間的任一位置。上述透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，所述菲涅爾透鏡是線聚焦菲涅爾透鏡， 相鄰光靶之間通過加強筋固定。上述透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，在棚頂上設(shè)置有清潔行車，清潔行車包 括活動架，在活動架下面粘貼清掃刷，活動架的下端插入導(dǎo)槽內(nèi)且與導(dǎo)槽導(dǎo)軌副連接。上述透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，所述菲涅爾透鏡是由玻璃、亞克力、樹 脂、硅膠、有機玻璃和塑料中的任一種材料制成的。上述透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，所述光靶是太陽能集熱管、光伏板或光 伏、光熱復(fù)合光靶中的任一種。上述透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，在經(jīng)向滑軌內(nèi)側(cè)設(shè)置有聯(lián)通管，聯(lián)通管 與太陽能焦熱管連通，在一側(cè)聯(lián)通管上設(shè)置有進水管，另一側(cè)的聯(lián)通管上設(shè)置有出水管。采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明有以下優(yōu)點將本發(fā)明安裝在層頂上，實現(xiàn)了低成本大 面積收集太陽能的目的；光靶與透鏡的寬度比為1 5至1 300之間，長度比為1 1至1 300， 大大減少了光靶的面積，節(jié)省了制作光靶的原材料，降低了成本。聯(lián)排支架聯(lián)動跟蹤聚光 帶，通過陽光跟蹤機構(gòu)推動聯(lián)排支架，動作部件和光靶都在透鏡棚的下面，減少了落灰塵， 避免了遭雨林；透鏡棚上面是一個平面，美觀，易清理，并且不存在前后排遮擋問題，提高了 屋頂或地皮的利用率。加裝清潔行車后還可以實現(xiàn)棚頂清潔自動化。棚頂是寶貴資源不可 替代，而太陽能設(shè)備價格將相對下降，棚頂充分利用是大勢所趨。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明透鏡大棚結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明部分光靶及聯(lián)排支架的放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明菲涅爾透鏡A部位聚光原理圖的放大示意圖。圖5是陽光跟蹤機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖1、圖2、圖3和圖5所示的一種透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，包括大棚 支架1和框架2，支架1和框架2構(gòu)成大棚骨架，在框架2上設(shè)置有棚頂，棚頂由菲涅爾透 鏡3拼接而成，菲涅爾透鏡3是線聚焦菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡與菲涅爾透鏡之間的縫隙加 有壓條和密封膠用于固定和防滲雨，在框架下面設(shè)置有光靶4，相鄰光靶之間通過加強筋9 固定，這樣光靶構(gòu)成一固定框，菲涅爾透鏡與光靶相對應(yīng)，光靶4設(shè)在菲涅爾透鏡0. 5倍 1倍焦距之間的任一位置，太陽光通過菲涅爾透鏡聚在光靶上形成聚光帶，如圖4所示每一 塊菲涅爾透鏡將太陽光聚在光靶上形成一片聚光帶15，這樣太陽光透過所有的菲涅爾透鏡在光靶上形成不連續(xù)聚光帶，光靶4設(shè)置在聯(lián)排支架5上，所述聯(lián)排支架5包括經(jīng)向滑軌7， 光靶的兩端固定在經(jīng)向滑軌7上，經(jīng)向滑軌7設(shè)置在固定框架6上且與固定框架6導(dǎo)軌副 連接，在固定框架6下面設(shè)置有緯向滑軌8，緯向滑軌8與固定框架6是導(dǎo)軌副連接，陽光跟 蹤機構(gòu)16分別與棚頂、光靶和聯(lián)排支架連接，所述陽光跟蹤機構(gòu)包括導(dǎo)向桿17，導(dǎo)向桿17 平行于通過菲涅爾透鏡3中心及其對應(yīng)光靶中心的直線L，在導(dǎo)向桿17的一端設(shè)置第一萬 向節(jié)18，第一萬向節(jié)18通過第一連桿23固定在徑向滑軌的7左邊框，在導(dǎo)向桿的另一端 設(shè)置避光式陽光跟蹤傳感器19，避光式陽光跟蹤傳感器的避光板20與導(dǎo)向桿17垂直，在 導(dǎo)向桿上還設(shè)置有第二萬向節(jié)22，第二萬向節(jié)22通過第二連桿M與框架2的左邊框固定 在一起，在光靶上徑向設(shè)置有第一直線伺服電機25，第一直線伺服電機25與陽光跟蹤傳感 器19的方位角驅(qū)動電路連接，驅(qū)動光靶作徑向移動，在光靶上橫向設(shè)置有第二直線伺服電 機21，第二直線伺服電機21與避光式陽光跟蹤傳感器19的高度角驅(qū)動電路連接，驅(qū)動光 靶作橫向移動，從而實現(xiàn)光靶在陽光跟蹤機構(gòu)的作用下做經(jīng)向和緯向移動，使光靶能夠跟 蹤菲涅爾透鏡的聚光帶。在棚頂上設(shè)置有清潔行車10，清潔行車包括活動架11，在活動架 11下面粘貼清掃刷，活動架11的下端插入導(dǎo)槽12內(nèi)且與導(dǎo)槽12導(dǎo)軌副連接，用于清掃透 鏡大棚上的灰塵。所述光靶是太陽能集熱管，在經(jīng)向滑軌7內(nèi)側(cè)設(shè)置有聯(lián)通管14，聯(lián)通管 14與太陽能焦熱管13連通，在一側(cè)聯(lián)通管上設(shè)置有進水管，另一側(cè)的聯(lián)通管上設(shè)置有出水 管，可能將焦熱管13內(nèi)的熱水帶走，方便使用。本發(fā)明所述菲涅爾透鏡3是由玻璃、亞克力、樹脂、硅膠、有機玻璃和塑料中的任 一種材料制成的。本發(fā)明中，光靶還可以設(shè)置成光伏板，用于收集太陽光并轉(zhuǎn)化為電能。本發(fā)明光靶還可以是光伏、光熱復(fù)合光靶，其中光伏、光熱復(fù)合光靶的結(jié)構(gòu)采用發(fā) 明名稱是光伏、光熱復(fù)合光靶”的中國專利，申請人馬健、賀慶，授權(quán)公告號201690378U，公 告日期2010年12月四日。根據(jù)屋頂?shù)木唧w情況，本發(fā)明的光靶4還可以設(shè)在菲涅爾透鏡的1 1. 5倍焦距 之間的任一位置。根據(jù)屋頂?shù)木唧w情況，本發(fā)明中光靶4設(shè)在菲涅爾透鏡小于一倍焦距或大于一倍 焦距的任一位置，均可以實現(xiàn)本發(fā)明的功能。本發(fā)明中所用的避光式陽光跟蹤傳感器采用中國專利“避光式陽光跟蹤傳感器”， 申請人:為馬健，授權(quán)公告號201345058，公告日期2009年11月11日。本發(fā)明中驅(qū)動裝置還可以是液壓缸，液壓缸的活塞桿與光靶固聯(lián)。工作過程使陽光跟蹤機構(gòu)的導(dǎo)向桿平行于通過菲涅爾透鏡中心及其對應(yīng)光帶中 心的直線L，第一萬向節(jié)和第二萬向節(jié)均固定在導(dǎo)向桿上，將第一萬向節(jié)和第二萬向節(jié)的另 一端分別安裝在光靶和菲涅爾透鏡上，將第一直線伺服電機和第二直線伺服電機固定在光 靶周圍的房頂或固定在房頂上的架子上，在光靶上徑向設(shè)置有第一直線伺服電機25，第一 直線伺服電機25與陽光跟蹤傳感器19的方位角驅(qū)動電路連接，驅(qū)動光靶作徑向移動，在光 靶上橫向設(shè)置有第二直線伺服電機21，第二直線伺服電機21與避光式陽光跟蹤傳感器19 的高度角驅(qū)動電路連接，驅(qū)動光靶作橫向移動，從而實現(xiàn)光靶在陽光跟蹤機構(gòu)的作用下做 經(jīng)向和緯向移動，使光靶能夠跟蹤菲涅爾透鏡的聚光帶。本發(fā)明的工作基本原理是一個平面上放置的多個完全相同的菲涅爾透鏡有一個共同的焦平面，平行于焦平面的聚焦光斑具有相同的形態(tài)，在平行于焦平面的某個平面運 動的光靶可以跟蹤到聚焦光斑。另外，通過過菲涅爾透鏡中心的光線不會改變方向，其聚焦 到光靶聚光帶的中心點與透鏡的中心點形成一條直線L，用一條帶陽光跟蹤傳感器的導(dǎo)向 桿代替這條直線，就可以實現(xiàn)光靶對光斑的跟蹤，透鏡中心不方便安裝杠桿，把導(dǎo)向桿平行 移動到透鏡的邊框以外，使導(dǎo)向桿平行于直線L便可實現(xiàn)光靶跟蹤聚光帶的功能。
權(quán)利要求
1.一種透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，包括大棚支架(1)和框架(2)，支架(1)和 框架(2)構(gòu)成大棚骨架，其特征在于在框架(2)上設(shè)置有棚頂，棚頂由菲涅爾透鏡(3)拼接 而成，在框架下面設(shè)置有光靶(4)，菲涅爾透鏡對應(yīng)光靶，相鄰光靶固定連接，太陽光通過菲 涅爾透鏡形成聚光帶聚在光靶(4)上，光靶(4)設(shè)置在聯(lián)排支架(5)上，所述聯(lián)排支架(5) 包括經(jīng)向滑軌(7)，光靶的兩端固定在經(jīng)向滑軌(7)上，經(jīng)向滑軌(7)設(shè)置在固定框架(6)上 且與固定框架(6)導(dǎo)軌副連接，在固定框架(6)下面設(shè)置有緯向滑軌(8)，緯向滑軌(8)與固 定框架(6)是導(dǎo)軌副連接，陽光跟蹤機構(gòu)(16)分別與棚頂、光靶和聯(lián)排支架連接，聯(lián)排支架 (5)在陽光跟蹤機構(gòu)的作用下做經(jīng)向和緯向移動，使光靶能夠跟蹤菲涅爾透鏡的聚光帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，其特征在于所述陽光 跟蹤機構(gòu)包括導(dǎo)向桿(17)，導(dǎo)向桿(17)平行于通過菲涅爾透鏡(3)中心及其對應(yīng)光靶中 心的直線L，在導(dǎo)向桿(17)的一端設(shè)置第一萬向節(jié)(18)，第一萬向節(jié)(18)通過第一連桿 (23)固定在徑向滑軌的(7)左邊框，在導(dǎo)向桿的另一端設(shè)置避光式陽光跟蹤傳感器(19)， 避光式陽光跟蹤傳感器的避光板(20)與導(dǎo)向桿(17)垂直，在導(dǎo)向桿上還設(shè)置有第二萬向 節(jié)(22)，第二萬向節(jié)(22)通過第二連桿(24)與框架(2)的左邊框固定在一起，在光靶上徑 向設(shè)置有第一驅(qū)動裝置(25)，第一驅(qū)動裝置與陽光跟蹤傳感器(19)的方位角驅(qū)動電路連 接，在光靶上橫向設(shè)置有第二驅(qū)動裝置(21)，第二驅(qū)動裝置(21)與避光式陽光跟蹤傳感器 (19)的高度角驅(qū)動電路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透鏡大棚光靶聯(lián)運太陽能收集裝置，其特征在于所述驅(qū)動 裝置是直線伺服電機或者液壓缸裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，其特征在于光靶(4)設(shè) 在菲涅爾透鏡小于一倍焦距或大于一倍焦距的任一位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，其特征在于所述光靶 (4)設(shè)在菲涅爾透鏡大于0. 5倍焦距與小于1倍焦距之間的任一位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，其特征在于所述光靶 (4)設(shè)在菲涅爾透鏡的大于1倍焦距與小于1. 5倍焦距之間的任一位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，其特征在 于所述菲涅爾透鏡(3)是線聚焦菲涅爾透鏡，所述相鄰光靶固定連接是指相鄰光靶之間 通過加強筋(9)固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，其特征在于在棚頂上 設(shè)置有清潔行車(10)，清潔行車包括活動架(11)，在活動架(11)下面粘貼清掃刷，活動架 (11)的下端插入導(dǎo)槽(12)內(nèi)且與導(dǎo)槽(12)導(dǎo)軌副連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，其特征在于所述光靶 是太陽能集熱管、光伏板或光伏、光熱復(fù)合光靶中的任一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，其特征在于在經(jīng)向滑 軌(7)內(nèi)側(cè)設(shè)置有聯(lián)通管(14)，聯(lián)通管(14)與太陽能集熱管(13)連通，在一側(cè)聯(lián)通管上設(shè) 置有進水管，另一側(cè)的聯(lián)通管上設(shè)置有出水管。
全文摘要
本發(fā)明公開一種透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置，包括大棚支架和框架，支架和框架構(gòu)成大棚骨架，在框架上設(shè)置有棚頂，棚頂由長條型菲涅爾透鏡拼接而成，在框架下面設(shè)置有光靶，菲涅爾透鏡與光靶相對應(yīng)，太陽光通過菲涅爾透鏡形成聚光帶聚在光靶上，光靶設(shè)置在聯(lián)排支架上，所述聯(lián)排支架包括經(jīng)向滑軌，光靶的兩端固定在經(jīng)向滑軌上，經(jīng)向滑軌設(shè)置在固定框架上且與固定框架導(dǎo)軌副連接，在固定框架下面設(shè)置有緯向滑軌，緯向滑軌與固定框架是導(dǎo)軌副連接，陽光跟蹤機構(gòu)分別與棚頂、光靶和聯(lián)排支架連接，聯(lián)排支架在陽光跟蹤機構(gòu)的作用下做經(jīng)向和緯向移動，使光靶能夠跟蹤菲涅爾透鏡的聚光帶。
文檔編號F24J2/08GK102124921SQ20111003205
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月30日
發(fā)明者丁文思, 張怡佳, 李安迪, 馬健, 馬君捷 申請人:河南恒太陽能源科技有限公司