專利名稱：塔式太陽能集熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡的獨(dú)立跟蹤單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能集熱發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種塔式太陽能集熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡獨(dú)立跟蹤單元。
背景技術(shù)：
隨著太陽能技術(shù)的發(fā)展，塔式太陽能集熱和發(fā)電系統(tǒng)成為比較成熟的系統(tǒng)，但是其定日鏡的跟蹤機(jī)構(gòu)的運(yùn)行和安裝調(diào)控比較復(fù)雜而且繁瑣。在大規(guī)模的塔式太陽能集熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡系統(tǒng)中，每個(gè)定日鏡通常需要輸入能量給驅(qū)動(dòng)電機(jī)和數(shù)據(jù)通信，使跟蹤系統(tǒng)追蹤太陽，因此大面積地鋪設(shè)電纜相關(guān)的費(fèi)用相當(dāng)高，且因地而異的。這些費(fèi)用包括挖掘，管道，電線，電線安裝，以及電信維護(hù)。由于太陽能設(shè)備為了獲取更多的輻射會(huì)遍布很大的區(qū)域，所以如挖掘，管道和電線布線距離會(huì)非常長，因此會(huì)很昂貴。由于必須因地制宜地設(shè)計(jì)每個(gè)太陽能設(shè)備，所以標(biāo)準(zhǔn)化的選址或布線設(shè)計(jì)尚未被證明可以有效地降低成本。另 夕卜，由于往往難于對整個(gè)選址(例如，橫跨幾十或幾百英畝)的地理土壤條件和周圍環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)勘探研究，所以預(yù)料之外的土壤力學(xué)及環(huán)境可能很快地破壞項(xiàng)目的成本和時(shí)間表。最后，由于太陽能設(shè)備被設(shè)計(jì)為要運(yùn)行30年或更多年，所以基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)也是重要的經(jīng)濟(jì)性考量。對地域分布如此之廣是基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)是昂貴的，當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)方法埋入布線時(shí)會(huì)變得更糟。因此，急需一種結(jié)構(gòu)簡單，方便拆裝，節(jié)約經(jīng)濟(jì)的塔式太陽能集熱發(fā)電定日鏡系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種塔式太陽能集熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡獨(dú)立跟蹤單元。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種塔式太陽能集熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡的獨(dú)立跟蹤單元，包括定日鏡支架和角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、太陽能電池板組、二維跟蹤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述定日鏡支架中心位置前端設(shè)置有太陽能電池板組、角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、二維跟蹤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，太陽能電池板組轉(zhuǎn)化的電能驅(qū)動(dòng)定日鏡支架的運(yùn)動(dòng)，太陽能電池板組包括陽光光電探測器、高倍聚光光伏電池或硅晶光伏電池，其特征是，每個(gè)定日鏡有其獨(dú)立的二維跟蹤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述定日鏡支架的二維跟蹤軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用三種結(jié)構(gòu)平面支架、連桿支架、或準(zhǔn)直支架。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述的平面支架結(jié)構(gòu)為支架上端設(shè)有軸向運(yùn)動(dòng)的俯仰機(jī)構(gòu)一，俯仰機(jī)構(gòu)一左右兩端裝有反射鏡一，支架立柱中間裝有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)一，支架上端固定有角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)一，角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)一上設(shè)有陽光光電探測器一，高倍聚光光伏電池一或硅晶光伏電池一。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括由一高一低兩個(gè)支架支撐整個(gè)結(jié)構(gòu)，在支架與連桿連接處設(shè)有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)二，反射鏡二梯形排列于連桿架上，連桿俯仰機(jī)構(gòu)通過連桿與每一塊反射鏡二相連，整個(gè)機(jī)構(gòu)的中間位置裝有角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)二，陽光光電探測器二，高倍聚光光伏電池二或硅晶光伏電池二。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述的準(zhǔn)直支架結(jié)構(gòu)為支架上端連接有垂直運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，準(zhǔn)直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)頭端連接軸向運(yùn)動(dòng)的俯仰機(jī)構(gòu)三，俯仰機(jī)構(gòu)三左右兩端架有反射鏡三，俯仰機(jī)構(gòu)三前端設(shè)有角度輸出機(jī)構(gòu)三、陽光光電探測器三，高倍聚光光伏電池組三或硅晶光伏電池三。本實(shí)用新型從一個(gè)全新的角度設(shè)計(jì)了塔式太陽能集熱和集熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡支架的系統(tǒng)。通過安裝于定日鏡支架的中心位置的二維跟蹤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和一個(gè)太陽能電池板組。簡化了龐大的計(jì)算控制系統(tǒng)且提高了定日鏡對太陽跟蹤的精確度。同時(shí)通過太陽能電池板組的跟隨移動(dòng)，為整個(gè)定日鏡支架系統(tǒng)提供所需的電力。本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型的定日鏡支架系統(tǒng)可獨(dú)立調(diào)試，獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，獨(dú)立供電，解決了在大型塔式太陽能集熱和發(fā)電系統(tǒng)中，定日鏡支架要聯(lián)動(dòng)，調(diào)試和布線控制的繁瑣問題。本實(shí)用新型安裝調(diào)試十分方便，對安裝地點(diǎn)的實(shí)際條件要求非常低，結(jié)構(gòu)簡 單，節(jié)約經(jīng)濟(jì)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)的簡化示意圖一；圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)的簡化示意圖二 ；圖3是平面支架的結(jié)構(gòu)主視圖；圖4是平面支架的結(jié)構(gòu)后視圖；圖5是連桿支架的結(jié)構(gòu)主視圖；圖6是連桿支架的結(jié)構(gòu)后視圖；圖7是準(zhǔn)直支架的結(jié)構(gòu)主視圖；圖8是準(zhǔn)直支架的結(jié)構(gòu)后視圖；圖9是本實(shí)用新型同心圓式安裝排列方式示意圖；

圖10是本實(shí)用新型陣列式安裝排列方式示意圖；圖中I、定日鏡支架，2、太陽能電池板組，3、二維跟蹤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，4、平面支架，5、連桿支架，6、準(zhǔn)直支架，7、定日鏡，8、集收塔，9、角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，41、反射鏡一，42、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)一，43、角度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)一,44、陽光光電探測器一，45、高倍聚光光伏電池一,46、娃晶光伏電池一，47、俯仰機(jī)構(gòu)一，51、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)二，52、反射鏡二，53、連桿俯仰機(jī)構(gòu)，54、角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)二，55、陽光光電探測器二，56、高倍聚光光伏電池二, 57、娃晶光伏電池二,61、準(zhǔn)直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，62、俯仰機(jī)構(gòu)三，63、反射鏡三，64、角度輸出機(jī)構(gòu)三，65、陽光光電探測器三，66、高倍聚光光伏電池組三，67、硅晶光伏電池三。
具體實(shí)施方式
如圖I、圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，一種塔式太陽能集熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡的獨(dú)立跟蹤單元，包括定日鏡支架I、角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)9、太陽能電池板組2和二維跟蹤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3，所述定日鏡支架I中心位置前端設(shè)置有太陽能電池板組2、角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)9，太陽能電池板組2轉(zhuǎn)化的電能驅(qū)動(dòng)定日鏡支架I的運(yùn)動(dòng)，太陽能電池板組2包括陽光光電探測器、高倍聚光光伏電池或硅晶光伏電池，每個(gè)定日鏡有其獨(dú)立的二維跟蹤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3。太陽能電池板組2的電能驅(qū)動(dòng)定日鏡支架I的運(yùn)動(dòng)，在定日鏡支架I中心安裝定日鏡二維跟蹤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3。利用太陽能電池板組2產(chǎn)生的電力驅(qū)動(dòng)定日鏡支架I的運(yùn)動(dòng)，保證定日鏡支架對太陽的跟蹤。定日鏡支架I系統(tǒng)相對獨(dú)立?？梢元?dú)立調(diào)試,獨(dú)立運(yùn)動(dòng),獨(dú)立供電。這樣的機(jī)構(gòu),解決了定日鏡支架I之間需要連接，聯(lián)動(dòng)調(diào)試和調(diào)試的問題。所述定日鏡支架I的二維跟蹤軸驅(qū)動(dòng)機(jī)3構(gòu)采用三種結(jié)構(gòu)平面支架4、連桿支架5、或準(zhǔn)直支架6。平面支架，是東西方向旋轉(zhuǎn)，高度方位俯仰的跟蹤，如圖3、圖4所示支架上端設(shè)有軸向運(yùn)動(dòng)的俯仰機(jī)構(gòu)一 47，俯仰機(jī)構(gòu)一 47左右兩端裝有反射鏡一 41，支架立柱中間裝有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)一 42,支架上端固定有角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)一 43,角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)一 43上設(shè)有陽光光電探測器一 44，高倍聚光光伏電池一 45和硅晶光伏電池一 46。 連桿支架，是以旋轉(zhuǎn)軸與地面成一定角度，高度方位大俯仰的跟蹤，如圖5、圖6所示一高一低兩個(gè)支架支撐整個(gè)結(jié)構(gòu)，在支架與連桿連接處設(shè)有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)二 51，反射鏡二52梯形排列于連桿架上,連桿俯仰機(jī)構(gòu)53通過連桿與每一塊反射鏡二 52相連,整個(gè)機(jī)構(gòu)的中間位置裝有角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)二 54、陽光光電探測器二 55、高倍聚光光伏電池二 56和娃晶光伏電池二 57。準(zhǔn)直支架，是旋轉(zhuǎn)軸軸向?qū)?zhǔn)集收器，高度方位俯仰的跟蹤，如圖7、圖8所示支架上端連接有垂直運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，準(zhǔn)直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)頭端連接軸向運(yùn)動(dòng)的俯仰機(jī)構(gòu)三62，俯仰機(jī)構(gòu)三62左右兩端架有反射鏡三63，俯仰機(jī)構(gòu)三62前端設(shè)有角度輸出機(jī)構(gòu)三64、陽光光電探測器三65、高倍聚光光伏電池組三66、硅晶光伏電池三67。其中，反射鏡用于將太陽輻射能反射到集收器上，陽光光電探測器用于探測太陽的位置，角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)用于將陽光光電探測器探測到的太陽的直射光線與平面反射鏡法線的夾角的數(shù)值自動(dòng)地唯一地轉(zhuǎn)換成平面反射鏡法線與陽光反射到接收器的反射角的夾角的數(shù)值，太陽能經(jīng)高倍聚光光伏電池或硅晶光伏電池轉(zhuǎn)換為電能供給定日鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和陽光光電探測器的電力。定日鏡的陽光光電探測器須安裝在角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的陽光直射角位置處，角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)須置于定日鏡的二維跟蹤軸的交匯處，太陽能電源的高倍聚光光伏電池或硅晶光伏電池的收光面與陽光光電探測器收光面平行，一般情況下位于定日鏡中心位置。另外，高倍聚光光伏電池、硅晶光伏電池位于同一板塊上，可以單一使用也可組合使用。無論是哪種支架上面安裝的，反射鏡既可是一面鏡或同平面的多面鏡，也可以是具有匯集效果的多面鏡。一面鏡或同平面的多面鏡一般用于大型塔式太陽能系統(tǒng)以單個(gè)定日鏡的數(shù)量決定聚光倍數(shù)，具有匯集效果的多面鏡一般用于中小型塔式太陽能系統(tǒng)和屋頂塔式太陽能系統(tǒng)以多面鏡的數(shù)量決定聚光倍數(shù)。所述的每個(gè)定日鏡支架系統(tǒng)為一個(gè)獨(dú)立的單元。一個(gè)塔式太陽能集熱和發(fā)電系統(tǒng)可以有若干個(gè)獨(dú)立的定日鏡支架系統(tǒng)來組成。而每個(gè)定日鏡支架系統(tǒng)相對獨(dú)立，這就解決了目前在大型塔式太陽能集熱和發(fā)電系統(tǒng)中，定日鏡支架要聯(lián)動(dòng)，調(diào)試和布線控制的繁瑣問題。使用時(shí)，如圖9所示，本實(shí)用新型的定日鏡可以按現(xiàn)在流行的安裝排列方式即以集收器安裝塔為圓心成同心圓的方式安裝排列。如圖10，本實(shí)用新型的定日鏡亦可按美觀要求成排成列安裝排列。也可因地制宜根據(jù)實(shí)際地形地貌無規(guī)則安裝排列。一般的，集收塔8位于定日鏡7群中心位置。本實(shí)用新型的定日鏡機(jī)構(gòu)獨(dú)立單元無須與塔式聚光太陽能系統(tǒng)有任何聯(lián)系包括動(dòng)力和通信，更為突出的是本實(shí)用新型的定日鏡的安裝調(diào)試極為方便，現(xiàn)在通行的定日鏡系統(tǒng)跟蹤太陽的原理是由主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)每一個(gè)定日鏡的具體安裝位置包括經(jīng)緯度、與集收器的空間位置及方位、季節(jié)、時(shí)間發(fā)出驅(qū)動(dòng)指令使定日鏡跟蹤太陽，并須根據(jù)天文信息每年作修正調(diào)整；而本實(shí)用新型的定日鏡系統(tǒng)完全沒有上述過程，定日鏡無論安裝在任何位置只要不被遮擋陽光即可，安裝時(shí)只要將本實(shí)用新型的定日鏡反射校準(zhǔn)軸用特制的準(zhǔn)直設(shè)備對準(zhǔn)接收器就行，日后若由于自然和機(jī)械原因使定日鏡產(chǎn)生偏移只需重復(fù)上述安裝方法就可重新校準(zhǔn)，本實(shí)用新型的定日鏡為一個(gè)只要有陽光就自動(dòng)跟蹤太陽的“傻瓜型”定日鏡。因此本實(shí)用新型的定日鏡系統(tǒng)應(yīng)用范圍十分廣泛，可基本覆蓋所有太陽能實(shí)際應(yīng) 用領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.一種塔式太陽能集熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡的獨(dú)立跟蹤單元，包括定日鏡支架(I)、角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(9)、太陽能電池板組(2)和二維跟蹤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)，所述定日鏡支架(I)中心位置前端設(shè)置有太陽能電池板組(2)、角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(9)，太陽能電池板組(2)轉(zhuǎn)化的電能驅(qū)動(dòng)定日鏡支架(I)的運(yùn)動(dòng)，太陽能電池板組(2)包括陽光光電探測器、高倍聚光光伏電池或硅晶光伏電池，其特征是，每個(gè)定日鏡有其獨(dú)立的二維跟蹤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的塔式太陽能集熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡獨(dú)立跟蹤單元，其特征是，所述二維跟蹤軸機(jī)構(gòu)(3)采用三種結(jié)構(gòu)平面支架(4)、連桿支架(5)、或準(zhǔn)直支架(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塔式太陽能集熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡獨(dú)立跟蹤單元，其特征是，所述的平面支架(4)結(jié)構(gòu)為支架上端設(shè)有軸向運(yùn)動(dòng)的俯仰機(jī)構(gòu)一(47 )，俯仰機(jī)構(gòu)一(47 )左右兩端裝有反射鏡一(41)，支架立柱中間裝有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)一(42)，支架上端固定有角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)一(43 )，角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)一(43 )上設(shè)有陽光光電探測器一(44)，高倍聚光光伏電池一(45)或娃晶光伏電池一(46)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塔式太陽能集熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡獨(dú)立跟蹤單元，其特征是，所述的連桿支架(5)結(jié)構(gòu)為由一高一低兩個(gè)支架支撐整個(gè)結(jié)構(gòu)，在支架與連桿連接處設(shè)有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)二(51)，反射鏡二(52)梯形排列于連桿架上，連桿俯仰機(jī)構(gòu)(53)通過連桿與每一塊反射鏡二(52)相連，整個(gè)機(jī)構(gòu)的中間位置裝有角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)二(54)，陽光光電探測器二( 55 )，高倍聚光光伏電池二( 56 )或硅晶光伏電池二( 57 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塔式太陽能集熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡獨(dú)立跟蹤單元，其特征是，所述的準(zhǔn)直支架(6)結(jié)構(gòu)為支架上端連接有垂直運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(61)，準(zhǔn)直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(61)頭端連接軸向運(yùn)動(dòng)的俯仰機(jī)構(gòu)三(62)，俯仰機(jī)構(gòu)三(62)左右兩端架有反射鏡三(63)，俯仰機(jī)構(gòu)三(62)前端設(shè)有角度輸出機(jī)構(gòu)三(64)，陽光光電探測器三(65)，高倍聚光光伏電池組三(66)或硅晶光伏電池三(67)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及太陽能集熱發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種塔式太陽能集熱發(fā)電系統(tǒng)定日鏡的獨(dú)立跟蹤單元，包括定日鏡支架、角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、太陽能電池板組和二維跟蹤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述定日鏡支架中心位置前端設(shè)置有太陽能電池板組、角度轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，太陽能電池板組轉(zhuǎn)化的電能驅(qū)動(dòng)定日鏡支架的運(yùn)動(dòng)，太陽能電池板組包括陽光光電探測器、高倍聚光光伏電池或硅晶光伏電池，每個(gè)定日鏡有其獨(dú)立的二維跟蹤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述定日鏡支架的二維跟蹤軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用三種結(jié)構(gòu)平面支架、連桿支架、或準(zhǔn)直支架。本實(shí)用新型的定日鏡支架系統(tǒng)可獨(dú)立調(diào)試，獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，獨(dú)立供電。本實(shí)用新型對安裝地點(diǎn)的實(shí)際條件要求非常低，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)約經(jīng)濟(jì)。
文檔編號G05D3/00GK202758244SQ20122029286
公開日2013年2月27日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者趙琦, 楊永健, 陶明霞 申請人:常州市亞美電氣制造有限公司