一种分层布置的定日镜装置的制作方法

本实用新型涉及太阳能热发电领域，具体涉及塔式太阳能发电系统中的定日镜装置。

背景技术：

面对自然能源出现的短缺问题以及燃烧煤炭造成的环境污染，使得人类将面临自然资源和环境污染的双重压力。太阳能光热作为一种取之不尽、用之不竭的环保可再生能源越来越被人们所重视，故大规模有效的开发太阳能光热市场有利于实现能源与环境的和谐发展。现在主流的太阳能热发电技术主要有槽式、塔式和碟式三种基本类型。而塔式太阳能热发电系统采用大量的定日镜将太阳光聚集到吸热塔上的吸热器上，加热工质，产生高温高压蒸汽，驱动汽轮机发电。其中定日镜是塔式太阳能热发电系统的重要组成部分，是将分散的太阳辐射能收集并投射到吸热器上的，实现光热转换的关键设备。

在现有的定日镜技术中，定日镜反射面主要有小型单片平面、小型曲面反射面、若干小面积平面组成大面积反射平面。对于小型单片平面、小型曲面反射面的定日镜形式，镜面尺寸一般较小，定日镜安装运输方便、可规模化生产；但将其应用在大规模塔式太阳能热电站镜场中，则会存在镜场协调控制复杂度较高，镜场清洁效率偏低等问题。

对于若干小面积平面组成大面积反射平面的定日镜，通过调整小反射镜机械支撑的空间结构可以使单台大面积定日镜形成凹面镜，实现聚光。西班牙的PS10、PS20和GemaSolar等塔式太阳能热电站均采用此类型定日镜。在相同功率下的太阳能镜场中，此类定日镜较上述小型镜数量明显减少很多，镜场协调控制难度降低。然而，此类定日镜在机械工艺要求、批量制造质量、工程化安装等都有较高要求，且此定日镜一旦安装定型完成后，其镜面曲率就不可再调，因此无法根据需要对光斑进行实时调节，聚焦灵活性不够。在长期运行过程中定日镜将不可避免地出现由于面形、机械结构变化、外界风压等因素而导致聚焦精度下降的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是克服上述背景技术的不足，提供一种定日镜装置的改进，该装置应具有操控灵活、聚光可调性较强、有效减低镜场内风抗的特点，并且占地面积少、通用性强、可规模化生产，安装运输便捷、经济效益较高。

本实用新型提供的技术方案是：一种分层布置的定日镜装置，包括若干个反射单元，每个反射单元均含有垂直支撑杆、安装于垂直支撑杆顶端且可沿着水平轴线转动的中心转轴结构以及由中心转轴结构支撑以用于聚集太阳光的反射镜，其特征在于所述若干个反射单元分层错落布置在不同的高度，并且各个反射单元的垂直支撑杆中，其中一个垂直支撑杆作为立柱固定在地基上，其余垂直支撑杆的底端分别通过横向支撑杆与所述的立柱连接。

所述反射镜的形状为规则的四边形平面镜，或者为带有一定曲率的曲面镜。

所述各垂直支撑杆以及横向支撑杆均采用空心钢管。

所述的各垂直支撑杆支撑的反射镜，按照不同高度分层分布在立柱的四周，横向支撑杆的长度以各反射单元在任何姿态角下不发生相互碰撞为准。

所述的姿态角包括反射镜在水平方向的方位角和高度方向的高度角。

本实用新型的有益效果是：针对现有定日镜技术存在的缺陷，本实用新型提供一种分层布置的小面积组合定日镜装置。该装置由于采用了小面积平面镜，具有通用性强，规模化生产，安装运输便捷的特点，且创新性地采用的分层布置结构有效的规避了若干小面积平面组成的大面积定日镜的搬运及安装困难,具有操控灵活，聚光可调性较强的特点，尤其是其镜面层间隙的存在可有效减低镜场内的风抗。此外在土地利用日趋紧张的情况下，该结构的定日镜可以有效提高单位土地的镜面面积，减少占地面积。该结构定日镜在城市范围内使用即可用于太阳光线的收集又可作为景观，美化环境。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述定日镜装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例所述定日镜装置的俯视结构示意图。

图3为本实用新型实施例所述定日镜装置的主视结构示意图。

图4为本实用新型实施例所述定日镜装置的左视结构示意图。

图5为本实用新型实施例所述定日镜装置的工作原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示的实施例进一步说明。

附图所示的分层布置的定日镜装置，包括若干个反射单元101(图中显示了5个反射单元，分别以标号101a、101b、101c、101d、101e表示)，每个反射单元均含有垂直支撑杆104、安装于垂直支撑杆顶端且可沿着水平轴线转动的中心转轴结构以及由中心转轴结构支撑以用于聚集太阳光的反射镜105；这些均与现有的定日镜装置结构类同。

本实用新型的改进，是将所述若干个反射单元分层错落布置在不同的高度，分布原则是每个反射单元的反射镜都能接收到太阳光，相互间没有影响为准；并且各个反射单元的垂直支撑杆中，其中一个垂直支撑杆作为立柱102固定在地基上，其余垂直支撑杆的底端分别通过横向支撑杆与所述的立柱连接。这样布置，就能将所占用的地面减少至最低程度。

所述反射镜的形状可根据需要确定；可为规则的四边形平面镜，亦可为带有一定曲率的曲面镜。

所述各反射单元中垂直支撑杆(包括立柱)以及横向支撑杆均推荐采用空心钢管；其中横向支撑杆103以嵌入固定的形式或焊接固定的方式连接在立柱102上。

所述的各反射单元中的垂直支撑杆，以立柱为中心，按照不同高度分层分布在立柱的四周后，其横向支撑杆的长度以各反射单元在任何姿态角下不发生碰撞为准；所述姿态角包括水平方向的方位角和高度方向的高度角。

本实用新型的工作原理是：定日镜装置中的各反射单元，均通过中心转轴结构带动反射镜来完成光线反射角度的调整，以使得整个定日镜装置的所有反射镜形成一定曲率的凹面，实现太阳光线的汇聚，将太阳光线反射至置于吸热塔113上的吸热器116，即可实现光热的转换。