一种用于光热发电的集热装置的制作方法

本发明涉及光热发电技术领域，具体涉及一种用于光热发电的集热装置。

背景技术：

太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发驱动电机的工艺，从而达到发电的目的。采用太阳能光热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本；而且，这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中，在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电，即延长能量转换的时长，提高发电效率。而现有的光热发电系统，其集热装置是整个光热发电系统的核心部件，但是由于集热装置必须暴露在外界环境中才能收集太阳能，所以在雨雪天气下，雨雪会对集热装置的各个元件进行腐蚀，从而缩短集热装置的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于光热发电的集热装置，以解决现有光热发电的集热装置在雨雪天气下容易被雨雪腐蚀，导致使用寿命缩短的问题。

为达到上述目的，本发明提供的基础技术方案为：一种用于光热发电的集热装置，包括用于吸收太阳能的集热机构、用于集热机构遮挡雨雪的遮挡机构、用于支撑集热机构的底座和plc控制器，所述遮挡机构包括第一转轴、第二转轴、雨滴传感器、用于支撑第一转轴的第一支撑单元和用于支撑第二转轴的第二支撑单元，第一支撑单元和第二支撑单元均设于底座上，且位于集热机构的两侧，所述第一转轴的两端设有缠绕轮，所述第二转轴上套设有涡卷弹簧，所述涡卷弹簧的一端与第二转轴固定连接，所述涡卷弹簧的另一端粘接有遮雨布，所述遮雨布缠绕在第二转轴上，两个所述缠绕轮上均缠绕有绳索，每个所述绳索的自由端均与遮雨布的自由端连接，所述第一转轴上连接有第一电机，所述雨滴传感器设于第二支撑单元上，所述雨滴传感器和第一电机均与plc控制器电性连接。

本发明的原理和有益效果在于：当雨滴传感器监测到有雨雪时，plc控制器控制第一电机转动，第一电机转动带动第一转轴转动，接着第一转轴带动缠绕轮缠绕绳索，在缠绕轮缠绕绳索的同时，绳索将遮雨布从第二转轴上拉动展开，同时涡卷弹簧发生形变，随后遮雨布遮挡在集热机构的上方，从而实现集热机构遮挡雨雪的目的；当天气晴朗时，plc控制器控制第一电机反向转动，第一电机转动带动第一转轴转动，随后遮雨布在涡卷弹簧形变的作用下逐渐缠绕在第二转轴上，同时绳索从第一转轴上展开，从而使集热机构暴露在太阳光下吸收太阳能。与现有技术相比，本发明一方面可以在有雨雪天气时，利用遮挡机构遮挡集热机构，避免雨雪滴落在集热机构上腐蚀内部元件，导致集热机构的使用寿命缩短；另一方面可以在天气晴朗时，将遮雨布从集热机构的上方挪开，避免遮雨布影响集热机构吸收太阳能的效果。

方案二，此为基础方案的优选，所述第一支撑单元包括两个第一电动推杆，所述第二支撑单元包括两个第二电动杆，两个所述第一电动推杆和两个第二电动推杆均与底座固定连接，所述第一转轴的两端分别与两个第一电动推杆转动连接，所述第二转轴的两端分别与两个第二电动推杆转动连接，所述第一电动推杆和第二电动推杆均与plc控制器电性连接。

在有雨雪天气时，plc控制器首先控制启动第一电动推杆和第二电动推杆，使得第一电动推杆和第二电动推杆推动第一转轴和第二转轴向上移动至默认位置，随后启动第一电机带动遮雨布遮挡在集热机构的上方；当天气晴朗时，plc控制器首先控制启动第一电机反向转动，使得遮雨布在涡卷弹簧形变的作用下缠绕在第二转轴上，随后plc控制器控制第一电动推杆和第二电动推杆带动第一转轴和第二转轴向下移动。本方案设置第一电动推杆和第二电动推杆推动第一转轴和第二转轴上下移动，可以在需要遮挡雨雪时将遮雨布推至集热机构的上方，当不需要遮挡雨雪时，可以通过第一电动推杆和第二电动推杆带动第一转轴、第二转轴、遮雨布向下移动，从而避免第一转轴、第二转轴、遮雨布位置过高时，部分太阳光被遮挡，进而影响集热机构吸收太阳能的效果。

方案三，此为方案二的优选，所述集热机构包括第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板的顶端设有支撑杆，所述支撑杆的顶端固定连接有熔盐管，所述第一支撑板的顶端两侧均固定连接有聚光板，所述聚光板关于熔盐管的轴线对称，所述第二支撑板底端与底座的顶端固定连接，所述第二支撑板的顶端与第一支撑板的底端连接。

方案四，此为方案三的优选，所述第一转轴与底座之间的距离大于第二转轴与底座之间的距离。设置第一转轴与底座之间的距离大于第二转轴与底座之间的距离，可以使遮雨布被拉动展开后，遮雨布的顶端形成坡面，便于遮雨布在遮挡雨雪时，雨雪可以从遮雨布上快速滑落，避免遮雨布的顶端堆积雨雪时，遮雨布承受的压力过大，导致遮雨布与绳索的连接处断开。

方案五，此为方案二至四的优选，还包括用于调节聚光板光照角度的角度调节机构，所述角度调节机构包括用于监测光照强度的太阳能跟踪器、丝杆、连接杆、第二电机，所述第一支撑板的底端与第二支撑板的顶端铰接连接，所述太阳能跟踪器设于聚光板的上，所述丝杆的底端与底座的顶端转动连接，所述第二电机固定在底座顶端，所述第二电机的输出轴和丝杆的顶端通过皮带传动连接，所述丝杆上螺纹连接有滑块，所述连接杆的一端与第一支撑板的一侧铰接连接，所述连接杆的另一端与滑块铰接连接，所述第二电机和太阳能跟踪器均与pic控制器电性连接。

当太阳能跟踪器监测到光照强度弱时，plc控制器控制第二电机转动，接着电机带动丝杆转动，在丝杆转动时带动滑块上下移动，在滑块上下移动时，滑块通过连接杆推动第一支撑板沿着第一支撑板和第二支撑板的铰接端偏转，在第一支撑板偏转的过程中，若太阳能跟踪器监测到光照强度强时，plc控制器控制第二电机关闭，从而实现聚光板角度的调节，进而提高熔盐管吸收太阳能的效果。

方案六，此为方案五的优选，所述第一支撑板的底端两侧均铰接连接有若干个伸缩杆，每个所述伸缩杆的自由端均与第二支撑板铰接连接。设置伸缩杆可以保证第一支撑板在偏转或者静止时保持稳定。

方案七，此为方案六的优选，所述熔盐管内装有硝酸钠和硝酸钾的混合物。采用硝酸钠和硝酸钾的混合物来吸收太阳能，效果更好。

附图说明

图1是本发明一种用于光热发电的集热装置中遮雨布遮挡集热机构的主视图；

图2是图1中a-a的剖视图；

图3是本发明一种用于光热发电的集热装置中遮雨布未遮挡集热机构的主视图；

图4是本发明一种用于光热发电的集热装置中遮雨布遮挡集热机构的左视图；

图5是本发明一种用于光热发电的集热装置中遮雨布遮挡集热机构的右视图；

图6是图2中b处的放大图；

图7是本发明一种用于光热发电的集热装置的遮挡机构的控制流程图；

图8是本发明一种用于光热发电的集热装置的角度调节机构的控制流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：底座1、第一电动推杆2、缠绕轮3、第一转轴4、绳索5、遮雨布6、聚光板7、熔盐管8、支撑杆9、太阳能跟踪器10、第一支撑板11、伸缩杆12、第二支撑板13、连接杆14、丝杆15、滑块16、第二电机17、第二电动推杆18、第一电机19、第二转轴20、涡卷弹簧21、雨滴传感器22。

实施例1

如图1-8所示：一种用于光热发电的集热装置，包括用于吸收太阳能的集热机构、用于集热机构遮挡雨雪的遮挡机构、底座1和plc控制器，集热机构包括第一支撑板11和第二支撑板13，第二支撑板13的底端固定在底座1的顶端，第二支撑板13的顶端与第一支撑板11的底端固定连接，第一支撑板11的顶端垂直固定有支撑杆9，支撑杆9的顶端固定连接有熔盐管8，熔盐管8内装有硝酸钠和硝酸钾的混合物，第一支撑板11的顶端两侧均固定连接有聚光板7，聚光板7关于熔盐管8的轴线对称。

遮挡机构包括第一转轴4、第二转轴20、雨滴传感器22、用于支撑第一转轴4的第一支撑单元和用于支撑第二转轴20的第二支撑单元，第一支撑单元包括两个第一电动推杆2，第二支撑单元包括两个第二电动杆，两个第一电动推杆2和两个第二电动推杆18均与底座1固定连接，两个第一电动推杆2位于第一支撑板11的右侧，两个第一电动推杆2相对设置，两个第二电动推杆18位于第一支撑板11的左侧，两个第二电动推杆18相对设置，第一转轴4的两端分别与两个第一电动推杆2通过轴承转动连接，第二转轴20的两端分别与两个第二电动推杆18通过轴承转动连接，第一转轴4与底座1之间的距离大于第二转轴20与底座1之间的距离，第二转轴20上套设有涡卷弹簧21，涡卷弹簧21的一端与第二转轴20固定连接，涡卷弹簧21的另一端通过胶水粘接有遮雨布6，遮雨布6缠绕在第二转轴20上，第一转轴4上设有两个缠绕轮3，两个缠绕轮3上均缠绕有绳索5，每个绳索5的自由端均与遮雨布6的自由端固定连接，第一转轴4上连接有第一电机19，雨滴传感器22设于第二电动推杆18的顶端，雨滴传感器22、第一电机19、第一电动推杆2、第二电动推杆18均与plc控制器电性连接，雨滴传感器22的型号为aht10，雨滴传感器22可对天气进行监测；plc控制器的型号为q00jcpu，plc控制器可对监测数据进行分析，然后输出控制命令至第一电动推杆2、第二电动推杆18和第一电机19上。

实施例1的实施方式为：当雨滴传感器22监测到有雨雪时，plc控制器首先控制启动第一电动推杆2和第二电动推杆18，使得第一电动推杆2和第二电动推杆18推动第一转轴4和第二转轴20向上移动至默认位置，随后plc控制器控制第一电机19转动，第一电机19转动带动第一转轴4转动，接着第一转轴4带动缠绕轮3缠绕绳索5，在缠绕轮3缠绕绳索5的同时，绳索5将遮雨布6从第二转轴20上拉动展开，同时涡卷弹簧21发生形变，随后遮雨布6遮挡在集热机构的上方，从而实现集热机构遮挡雨雪的目的；

当天气晴朗时，plc控制器首先控制第一电机19反向转动，第一电机19转动带动第一转轴4转动，随后遮雨布6在涡卷弹簧21形变的作用下逐渐缠绕在第二转轴20上，同时绳索5从第一转轴4上展开，随后plc控制器控制第一电动推杆2和第二电动推杆18带动第一转轴4和第二转轴20向下移动，从而使集热机构暴露在太阳光下吸收太阳能。

实施例2

如图1-5、8所示，实施例2与实施例1的区别在于：一种用于光热发电的集热装置还包括用于调节聚光板7光照角度的角度调节机构，同时第一支撑板11底端与第二支撑板13顶端的连接方式从固定连接改为铰接连接，角度调节机构包括用于监测光照强度的太阳能跟踪器10、丝杆15、连接杆14、第二电机17，太阳能跟踪器10固定设于聚光板7的顶端，丝杆15的底端与底座1的顶端通过轴承转动连接，第二电机17固定在底座1顶端，第二电机17的输出轴和丝杆15上均固定设有带轮，两个带轮通过皮带传动连接，丝杆15上螺纹连接有滑块16，连接杆14的一端与第一支撑板11的左侧铰接连接，连接杆14的另一端与滑块16铰接连接，第一支撑板11的底端两侧均铰接连接有若干个伸缩杆12，每个伸缩杆12的自由端均与第二支撑板13铰接连接；第二电机17和太阳能跟踪器10均与pic控制器电性连接；太阳能跟踪器10的型号为solys2，太阳能跟踪器10用于监测光照强度的变化。

实施例2的实施方式为：当太阳能跟踪器10监测到照射在聚光板7上的光照强度弱时，plc控制器控制第二电机17转动，接着电机带动丝杆15转动，在丝杆15转动时带动滑块16上下移动，在滑块16上下移动时，滑块16通过连接杆14推动第一支撑板11沿着第一支撑板11和第二支撑板13的铰接端偏转，在第一支撑板11偏转的过程中，若太阳能跟踪器10监测到光照强度强时，plc控制器控制第二电机17关闭，从而实现聚光板7角度的调节，进而提高熔盐管8吸收太阳能的效果。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。