專利名稱：一種焦點仰角不變的碟式太陽聚光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明涉及太陽能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特指一種焦點仰角不變的碟式太陽聚光系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
:溫室氣體排放的全球氣候變暖越來越受到國際社會的廣泛關(guān)注，加強節(jié)能減排是應(yīng)對全球氣候變化以及資源短缺和環(huán)境容量有限挑戰(zhàn)的重要手段，太陽能作為一種可再生能源，其開發(fā)利用節(jié)約常規(guī)能源、保護自然環(huán)境、減緩氣侯變化等都有著極其重大的意義。與常規(guī)能源相比，太陽能還具有總能量大、長久性、普遍性、無污染等諸多優(yōu)點，但同時它還存在分散性、間歇性和隨機性等弱點，使得太陽能的利用難度大而效率低。在現(xiàn)有技術(shù)中，國內(nèi)外相關(guān)聚光系統(tǒng)或部件的技術(shù)，主要由線性反射鏡鏡場和集熱器構(gòu)成，這些線性反射器平行排列，通過跟蹤太陽運動驅(qū)動鏡場的相應(yīng)隨動，將陽光集中反射至上方的集熱器上，以集中利用聚光太陽能。目前，國內(nèi)外現(xiàn)行的碟式聚光系統(tǒng)一般包括單立柱式支架、安裝于單立柱式支架上的碟式反射鏡、聚光焦點接收模塊、用于驅(qū)動碟式反射鏡跟蹤太陽的減速傳動系統(tǒng)及跟蹤控制器。上述的碟式聚光系統(tǒng)均存在以下局限:1、成本高、安裝及調(diào)試困難，均需較高專業(yè)工程技術(shù)人員才能完成，工作效率低。2、系統(tǒng)可靠性低，由于單立柱式支架較高導(dǎo)致抗風能力差，成為整個碟式聚光系統(tǒng)的致命性缺點，單立柱式支架在運行起動和停止時的動能沖擊較大，大大影響了用于驅(qū)動碟式反射鏡跟蹤太陽的減速傳動系統(tǒng)的使用壽命。3、由于單立柱式支架上的聚光焦點接收模塊隨碟式反射鏡的鏡場焦點移動而移動，即聚光焦點接收模塊隨太陽高度角變化而變化，因此，作為聚光焦點接收模塊的集熱器或斯特林發(fā)動機或光熱電轉(zhuǎn)換模塊也隨太陽高度角變化而變化，使聚光系統(tǒng)重心不斷變化(單立柱式支架結(jié)構(gòu)易彈性形變)，對單立柱式支架結(jié)構(gòu)的鋼性要求和影響也極大，因此導(dǎo)致耗鋼量增加而使成本增加，且需更高安裝精度。4、鏡場設(shè)計要求單片鏡面的成形精度和安裝精度都很高，由于聚光系統(tǒng)離地較高，對鏡面的清潔維護也很麻煩。另外，在現(xiàn)有技術(shù)中跟蹤太陽方式很多，然而實際穩(wěn)定應(yīng)用和推廣并不多，究其原因，系統(tǒng)成本和可靠性、穩(wěn)定性以及跟蹤精度是制約太陽能跟蹤應(yīng)用的最大問題:可靠性和成本都很難達到要求。而且現(xiàn)行的陽光感應(yīng)控制系統(tǒng)采用球面透鏡感應(yīng)焦斑或光敏二極管或四象限光電探測器等，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本聞、感應(yīng)容錯角小、跟蹤精度不聞等缺陷。有鑒于此，本發(fā)明人提出以下技術(shù)方案
發(fā)明內(nèi)容
:本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種穩(wěn)定性及可靠性高的焦點仰角不變的碟式太陽聚光系統(tǒng)。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了下述技術(shù)方案:該焦點仰角不變的碟式太陽聚光系統(tǒng)，其包括:一固定仰角支架，該固定仰角支架中設(shè)置有多根鏡片轉(zhuǎn)軸，該鏡片轉(zhuǎn)軸設(shè)置有承置座；一聚光焦點接收模塊，其通過支撐條定位于固定仰角支架上，令聚光焦點接收模塊的仰角固定不變；復(fù)數(shù)個碟式反射鏡，其穩(wěn)定地安裝于所述鏡片轉(zhuǎn)軸的承置座上，其中，該碟式反射鏡的聚光焦點朝向所述的聚光焦點接收模塊；太陽跟蹤控制機構(gòu)，其包括:一太陽跟蹤控制器及用于檢測太陽光方位的太陽方位感應(yīng)器、用于調(diào)整碟式反射鏡仰角的聯(lián)動調(diào)整裝置；所述的太陽跟蹤控制器根據(jù)太陽方位感應(yīng)器收集的數(shù)據(jù)，控制聯(lián)動調(diào)整裝置調(diào)整碟式反射鏡的仰角，令碟式反射鏡的聚光焦點始終朝向所述的聚光焦點接收模塊，且保持聚光焦點接收模塊的仰角固定不變。進一步而言，上述技術(shù)方案中，所述固定仰角支架下端設(shè)置有水平回轉(zhuǎn)腳輪和回轉(zhuǎn)驅(qū)動腳輪，其中，該回轉(zhuǎn)驅(qū)動腳輪中安裝有與所述太陽跟蹤控制器電性連接的驅(qū)動控制器。進一步而言，上述技術(shù)方案中，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動腳輪的數(shù)量為一個或以上，該回轉(zhuǎn)驅(qū)動腳輪配合水平回轉(zhuǎn)腳輪驅(qū)動固定仰角支架在水平面或圓形軌道上回轉(zhuǎn)，以跟蹤太陽的東西入射方向。進一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的聯(lián)動調(diào)整裝置包括:聯(lián)動桿以及控制聯(lián)動桿動作并受控于太陽跟蹤控制器的直線電動推動桿，其中聯(lián)動桿上通過多個連桿與所述的鏡片轉(zhuǎn)軸連動，以跟蹤太陽的南北入射方向。進一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的連桿一端與聯(lián)動桿樞接，另一端與所述的鏡片轉(zhuǎn)軸固定。進一步而言，上述技術(shù)方案中，所述連桿與鏡片轉(zhuǎn)軸固定的一端為一可鎖緊軸套，并通過該可鎖緊軸套與鏡片轉(zhuǎn)軸末端形成固定裝配。進一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的碟式反射鏡呈矩陣的方式分布，且每兩個碟式反射鏡之間形成有間隔。進一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的聚光焦點接收模塊安裝有斯特林發(fā)動機或光熱電轉(zhuǎn)換模塊。進一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的聚光焦點接收模塊安裝有集熱或集熱儲熱
>J-U裝直。采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下有益效果:1、本發(fā)明采用太陽方位感應(yīng)器檢測太陽光方位，并將數(shù)據(jù)傳送至太陽跟蹤控制器，而太陽跟蹤控制器根據(jù)太陽方位感應(yīng)器收集的數(shù)據(jù)，控制聯(lián)動調(diào)整裝置調(diào)整碟式反射鏡的仰角，以跟蹤太陽的南北入射方向，令碟式反射鏡的聚光焦點始終朝向所述的聚光焦點接收模塊，與此同時，太陽跟蹤控制器控制安裝于固定仰角支架下端的回轉(zhuǎn)驅(qū)動腳輪動作，令該回轉(zhuǎn)驅(qū)動腳輪配合水平回轉(zhuǎn)腳輪驅(qū)動固定仰角支架在水平面或圓形軌道上回轉(zhuǎn)，以跟蹤太陽的東西入射方向。于上述過程中，時刻保持聚光焦點接收模塊的仰角固定不變，這樣能夠保持整個聚光系統(tǒng)的重心不變，便于聚光利用及熱能傳輸，以提高本發(fā)明的穩(wěn)定性及可靠性。2、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，且其聚光效率高，另外，本發(fā)明整體低矮，令其抗風性能強，便于安裝、維修、保養(yǎng)。


:圖1是本發(fā)明的立體圖；圖2是圖1中A部分的局部放大示意圖；圖3是本發(fā)明的右視圖；圖4是圖3中B部分的局部放大示意圖；附圖標記說明:I固定仰角支架11鏡片轉(zhuǎn)軸111承置座12水平回轉(zhuǎn)腳輪13回轉(zhuǎn)驅(qū)動腳輪131驅(qū)動控制器2聚光焦點接收模塊21支撐條3碟式反射鏡4太陽跟蹤控制機構(gòu)41太陽跟蹤控制器42太陽方位感應(yīng)器43聯(lián)動調(diào)整裝置431聯(lián)動桿432連桿433直線電動推動桿
具體實施方式
:下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明進一步說明。參見圖1-4所示，一種焦點仰角不變的碟式太陽聚光系統(tǒng)，其包括:一固定仰角支架I及安裝于固定仰角支架I上的聚光焦點接收模塊2、復(fù)數(shù)個碟式反射鏡3、太陽跟蹤控制機構(gòu)4。所述的固定仰角支架I作為整個碟式太陽聚光系統(tǒng)的承載架，該固定仰角支架I中設(shè)置有多根鏡片轉(zhuǎn)軸11，該鏡片轉(zhuǎn)軸11設(shè)置有多個承置座111，其中，每個承置座111中均設(shè)置有供所述個碟式反射鏡3安裝的安裝位。所述的聚光焦點接收模塊2通過支撐條21定位于固定仰角支架I上，令聚光焦點接收模塊2的仰角固定不變。所述的聚光焦點接收模塊2安裝有斯特林發(fā)動機或光熱電轉(zhuǎn)換模塊。斯特林發(fā)動機或光熱電轉(zhuǎn)換模塊，斯特林發(fā)動機是通過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產(chǎn)生動力的。該斯特林發(fā)動機或光熱電轉(zhuǎn)換模塊均屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再一一贅述。另外，所述的聚光焦點接收模塊2還可以安裝集熱或集熱儲熱裝置，均屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再一一贅述。所述的碟式反射鏡3穩(wěn)定地安裝于所述鏡片轉(zhuǎn)軸11的承置座111上，具體而言，該碟式反射鏡3穩(wěn)定地安裝于所述承置座111上設(shè)置的安裝位上，其中，每根鏡片轉(zhuǎn)軸11上安裝有數(shù)個碟式反射鏡3，且每個碟式反射鏡3的聚光焦點朝向所述的聚光焦點接收模塊2。該碟式反射鏡3組成的鏡場低矮，其抗風能力優(yōu)秀，且便于安裝、清潔和維護碟式反射鏡3。所述碟式反射鏡3呈碟狀，其橫截面及縱截面均為弧形；該碟式反射鏡3內(nèi)表面鍍有銀層及其保護層。所述的碟式反射鏡3呈矩陣的方式分布，且每兩個碟式反射鏡3之間形成有間隔，令太陽跟蹤控制機構(gòu)4同步碟式反射鏡3的仰角時，碟式反射鏡3之間相互不影響。
所述的太陽跟蹤控制機構(gòu)4包括:一太陽跟蹤控制器41及用于檢測太陽光方位的太陽方位感應(yīng)器42、用于調(diào)整碟式反射鏡3仰角的聯(lián)動調(diào)整裝置43。其中，所述的太陽跟蹤控制器41根據(jù)太陽方位感應(yīng)器42收集的數(shù)據(jù)，控制聯(lián)動調(diào)整裝置43調(diào)整碟式反射鏡3的仰角，令碟式反射鏡3的聚光焦點始終朝向所述的聚光焦點接收模塊2，且保持聚光焦點接收模塊2的仰角固定不變，這樣能夠保持整個聚光系統(tǒng)的重心不變，便于聚光利用及傳輸，以提高本發(fā)明的穩(wěn)定性及可靠性。對于所述的太陽方位感應(yīng)器42的結(jié)構(gòu)及工作原理，本發(fā)明人已在中國專利號為CN201210059128.6公布的說明書的詳細公開，在此不再——贅述。所述的聯(lián)動調(diào)整裝置43包括:聯(lián)動桿431以及控制聯(lián)動桿431動作并受控于太陽跟蹤控制器41的直線電動推動桿433，其中聯(lián)動桿431上通過多個連桿432與所述的鏡片轉(zhuǎn)軸11連動，以跟蹤太陽的南北入射方向。其中，所述的連桿432 —端與聯(lián)動桿431樞接，另一端與所述的鏡片轉(zhuǎn)軸11固定。具體而言，所述連桿432與鏡片轉(zhuǎn)軸11固定的一端為一可鎖緊軸套，并通過該可鎖緊軸套與鏡片轉(zhuǎn)軸11末端形成固定裝配。所述的直線電動推動桿433通過一連接座安裝于固定仰角支架I上，該直線電動推動桿433前端與所述的聯(lián)動桿431連接。另外，所述固定仰角支架I下端設(shè)置有水平回轉(zhuǎn)腳輪12和回轉(zhuǎn)驅(qū)動腳輪13，其中，該回轉(zhuǎn)驅(qū)動腳輪13中安裝有與所述太陽跟蹤控制器41電性連接的驅(qū)動控制器131。所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動腳輪13的數(shù)量為一個或以上，該回轉(zhuǎn)驅(qū)動腳輪13配合水平回轉(zhuǎn)腳輪12驅(qū)動固定仰角支架I在水平面或圓形軌道上回轉(zhuǎn)，以跟蹤太陽的東西入射方向。本發(fā)明的工作原理:太陽跟蹤控制機構(gòu)4采用太陽方位感應(yīng)器42檢測太陽光方位，并將數(shù)據(jù)傳送至太陽跟蹤控制器41，而太陽跟蹤控制器41根據(jù)太陽方位感應(yīng)器收集的數(shù)據(jù)，進行處理，并輸出命令控制聯(lián)動調(diào)整裝置43工作；而聯(lián)動調(diào)整裝置43中的直線電動推動桿433推動聯(lián)動桿431，而聯(lián)動桿431通過連桿432控制安裝于固定仰角支架I上的鏡片轉(zhuǎn)軸11轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)調(diào)整碟式反射鏡3的仰角，以跟蹤太陽的南北入射方向，其中，碟式反射鏡3的聚光焦點始終朝向所述的聚光焦點接收模塊2。與此同時，太陽跟蹤控制器41控制安裝于固定仰角支架I下端的回轉(zhuǎn)驅(qū)動腳輪13動作，該回轉(zhuǎn)驅(qū)動腳輪13配合水平回轉(zhuǎn)腳輪12驅(qū)動固定仰角支架I在水平面或圓形軌道上回轉(zhuǎn)，以跟蹤太陽的東西入射方向。這樣，可使太陽方位感應(yīng)器42跟蹤太陽光照射的角度，既可檢測跟蹤南北方向，也可檢測跟蹤東西方向，即不論太陽在任何角度，太陽方位感應(yīng)器42都正對太陽，使整個跟蹤系統(tǒng)的東西南北分量與太陽運行準確關(guān)連。于上述過程中，仰角固定支架I的仰角固定并沿水平面回轉(zhuǎn)，且保持聚光焦點接收模塊2的仰角固定不變，這樣就保持整個聚光系統(tǒng)的重心不變，便于聚光利用及熱能傳輸，以提高本發(fā)明的穩(wěn)定性及可靠性。當然，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并非來限制本發(fā)明實施范圍，凡依本發(fā)明申請專利范圍所述構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明申請專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種焦點仰角不變的碟式太陽聚光系統(tǒng)，其特征在于:包括: 一固定仰角支架(1)，該固定仰角支架(I)中設(shè)置有多根鏡片轉(zhuǎn)軸(11)，該鏡片轉(zhuǎn)軸(11)設(shè)置有承置座(111); 一聚光焦點接收模塊(2)，其通過支撐條(21)定位于固定仰角支架(I)上，令聚光焦點接收模塊(2)的仰角固定不變； 復(fù)數(shù)個碟式反射鏡(3)，其穩(wěn)定地安裝于所述鏡片轉(zhuǎn)軸(11)的承置座(111)上，其中，該碟式反射鏡(3)的聚光焦點朝向所述的聚光焦點接收模塊(2)； 太陽跟蹤控制機構(gòu)(4)，其包括:一太陽跟蹤控制器(41)及用于檢測太陽光方位的太陽方位感應(yīng)器(42)、用于調(diào)整碟式反射鏡(3)仰角的聯(lián)動調(diào)整裝置(43)； 所述的太陽跟蹤控制器(41)根據(jù)太陽方位感應(yīng)器(42)收集的數(shù)據(jù)，控制聯(lián)動調(diào)整裝置(43)調(diào)整碟式反射鏡(3)的仰角，令碟式反射鏡(3)的聚光焦點始終朝向所述的聚光焦點接收模塊(2 )，且保持聚光焦點接收模塊(2 )的仰角固定不變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦點仰角不變的碟式太陽聚光系統(tǒng)，其特征在于:所述固定仰角支架(I)下端設(shè)置有水平回轉(zhuǎn)腳輪(12)和回轉(zhuǎn)驅(qū)動腳輪(13)，其中，該回轉(zhuǎn)驅(qū)動腳輪(13)中安裝有與所述太陽跟蹤控制器(41)電性連接的驅(qū)動控制器(131)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種焦點仰角不變的碟式太陽聚光系統(tǒng)，其特征在于:所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動腳輪(13)的數(shù)量為一個或以上，該回轉(zhuǎn)驅(qū)動腳輪(13)配合水平回轉(zhuǎn)腳輪(12)驅(qū)動固定仰角支架(I)在水平面或圓形軌道上回轉(zhuǎn)，以跟蹤太陽的東西入射方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦點仰角不變的碟式太陽聚光系統(tǒng)，其特征在于:所述的聯(lián)動調(diào)整裝置(43)包括:聯(lián)動桿(431)以及控制聯(lián)動桿(431)動作并受控于太陽跟蹤控制器(41)的直線電動推動桿(433)，其中聯(lián)動桿(431)上通過多個連桿(432)與所述的鏡片轉(zhuǎn)軸(11)連動，以跟蹤太陽的南北入射方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種焦點仰角不變的碟式太陽聚光系統(tǒng)，其特征在于:所述的連桿(432) —端與聯(lián)動桿(431)樞接，另一端與所述的鏡片轉(zhuǎn)軸(11)固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種焦點仰角不變的碟式太陽聚光系統(tǒng)，其特征在于:所述連桿(432)與鏡片轉(zhuǎn)軸(11)固定的一端為一可鎖緊軸套，并通過該可鎖緊軸套與鏡片轉(zhuǎn)軸(11)末端形成固定裝配。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦點仰角不變的碟式太陽聚光系統(tǒng)，其特征在于:所述的碟式反射鏡(3)呈矩陣的方式分布，且每兩個碟式反射鏡(3)之間形成有間隔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項所述的一種焦點仰角不變的碟式太陽聚光系統(tǒng)，其特征在于:所述的聚光焦點接收模塊(2)安裝有斯特林發(fā)動機或光熱電轉(zhuǎn)換模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項所述的一種焦點仰角不變的碟式太陽聚光系統(tǒng)，其特征在于:所述的聚光焦點接收模塊(2)安裝有集熱或集熱儲熱裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開一種焦點仰角不變的碟式太陽能聚光系統(tǒng)，其包括一固定仰角支架，該固定仰角支架中設(shè)置有多根鏡片轉(zhuǎn)軸，該鏡片轉(zhuǎn)軸設(shè)置有承置座；一聚光焦點接收模塊，其通過支撐條定位于固定仰角支架上，令聚光焦點接收模塊的仰角固定不變；復(fù)數(shù)個碟式反射鏡，其穩(wěn)定地安裝于鏡片轉(zhuǎn)軸的承置座上，其中，該碟式反射鏡的聚光焦點朝向聚光焦點接收模塊；太陽跟蹤控制機構(gòu)，其包括一太陽跟蹤控制器及太陽方位感應(yīng)器、用于調(diào)整碟式反射鏡仰角的聯(lián)動調(diào)整裝置；該太陽跟蹤控制器根據(jù)太陽方位感應(yīng)器收集的數(shù)據(jù)，控制聯(lián)動調(diào)整裝置調(diào)整碟式反射鏡的仰角，令碟式反射鏡的聚光焦點始終朝向聚光焦點接收模塊，且保持聚光焦點接收模塊的仰角固定不變。
文檔編號F24J2/38GK103196240SQ20131012184
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者何斌 申請人:何斌