专利名称：可调反射镜太阳能跟踪集热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可调反射镜太阳能跟踪集热装置，属于太阳能利用技术领域。
背景技术：
当前全球能源形势愈来愈严峻，虽然许多工业化国家能源消耗已经趋于稳定，但发展 中国家由于工业化进程速度加快，使得能源消耗的增加也加快，导致全球能耗平均呈指数 增长的趋势，面对化石能源的潜在危机和生态环境的不断恶化，开发利用太阳能等可再生 资源是实现能源工业可持续发展的重要途径和有效措施。
太阳能的利用包括太阳能光电的直接转换，太阳热的直接利用和太阳能热发电，其中 太阳热利用的主要技术是要解决太阳能的收集效率和设备的制造成本，当前由于真空集热 管的产业化生产，取得中低温热水的太阳能热水器已经产业化推广应用，取得了较大的经 济效益和社会效益，但取得高温热工质的太阳能收集装置的利用还处在初步阶段。当前， 国际上取得高温介质的热收集主要有三类槽式线聚焦系统、塔式集热系统和碟式集热系 统，塔式和碟式还处在试验样机阶段，只有槽式线聚焦集热产生蒸汽推动汽轮机发电实现 了商业化，例如美国LUZ公司在南加州建成的9座槽式太阳能热发电站，聚光反射镜采用 的是热弯工艺的玻璃银镜，反射集热效率在60%左右，总装机容量354MW，当前是世界上 规模最大、商业化最成功的槽式线聚焦系统的太阳能发电工程。
槽式线聚焦集热原理是利用抛物柱面反射镜将阳光聚焦到热管上，并将热管内热工质 加热到高温状态，这种集热方式的缺点是抛物柱面反射镜的制造难度高、制造精度难以保 证，反射镜的热弯工艺复杂且易变形，制造成本很高，并且随着在恶劣环境中长时间运行， 机架的变形造成抛物面反射镜也发生变形，使太阳光的聚焦效率降低，因而解决槽式聚光 太阳能收集器的曲面的制造难度、制造精度、聚焦效率和制造成本以及聚焦精度的长期稳 定是决定槽式集热发电商业化推广的根本。
发明内容
本发明的目的是提供一种制造简单、聚焦精度高并且可调、太阳热收集效率高且成本 低的可调反射镜太阳能跟踪集热装置。
为实现以上目的，本发明采用了以下方案反射镜采用多套可调反射镜单元的组合， 每一片反射镜都可采用一种简单的机构进行反射角度的调整，线聚焦太阳热收集装置的热管固定在柱面支架的上方，可调反射镜单元安装在柱面支架上，柱面支架的横断面可以是 折线段也可是曲线段，柱面支架上安装有单轴自动跟踪太阳装置。该集热装置沿热管的长 度方向为东西向安装，双面光伏组件检测太阳光和集热装置的相对位置通过比较电路控制 单轴跟踪装置的运转，使柱面支架在太阳高低角方向做跟踪太阳的转动，通过调整可调反 射镜单元的反射镜的角度，使得照射在可调反射镜上的太阳光都能反射到热管上。由包括 接头的热管组件，多套可调反射镜单元、柱面支架、跟踪转轴和支撑组成一个反射集热单 元，如果将多个这样的集热单元串联呈东西向安装，且在太阳高低角方向自动跟踪太阳的 情况下，就可以使热管内的工质获得更高的温度，可以用于中高温的热利用或进行热发电。
本发明中支持可调反射镜单元的柱面支架不需要高的精度，可调反射镜单元的构件都 是价格低廉运行可靠的部件，在初次安装时进行一次聚焦调整，运行一段时间后，待所有 的部件变形稳定后再对反射镜的角度进行一次调整，所以能始终保持高的太阳热收集效 率，反射集热效率能达到80%以上，这样就克服了传统的槽式线聚焦装置抛物柱面支架的 制造难度、抛物镜面的热弯成本高、精度难以保证以及R后的变形而降低太阳能的收集效 率等问题，因而本发明更易于商业化推广应用。
下面结合实施例及附图进一步说明本发明
图l，是本发明的主视图2，是图1的左视图3，是图1的A-A剖视图4，是图3的B向视图5，是可调反射镜组件另一实施例图。
具体的实施方式
如图1和图2所示是可调反射镜太阳能跟踪集热装置的基本结构，包括太阳能热管组 件、可调反射镜单元、安装可调反射镜单元的柱面支架和单轴跟踪装置组成，热管组件安 装在可调反射镜单元3的上部，整个装置沿热管的长度方向为东西向安装，热管组件包括 太阳能集热管l、热管接头9、热管支架2和接头支架IO组成，热管支架2固定在可调反 射镜柱面的支架6上，柱面支架6上固定有多个可调反射镜单元3。
图3和图4所示的可调反射镜单元，长条反射镜]5可以制作成平面或者柱面，其固在镜托16上，镜托16'两端安装有调整转轴17，调整转轴17与固定在支架6上轴座19的 孔相配合，轴座19上开有锁紧槽a，当松开锁紧螺丝18再旋转调整转轴17时，可以调整 长条反射镜15的反射角度，初次安装时进行一次聚焦调整，运行一段时间后，待所有的 部件变形稳定后再对反射镜角度进行一次调整，这样能始终保持高的太阳能收集效率。
图l和图2所示的柱面支架6为型材结构，其上表面为柱面形式，上表面的横向断面 为折线段或曲线，因可调反射镜单元3的反射镜可调，所以柱面支架6的上表面也可做成 平面形式。柱面支架6的一侧安装有防冰雹钢丝网21，冰雹或大雪天气前，通过控制跟踪 装置的转动，使柱面支架6上有钢丝网的一侧运转到上部，以保护镜片不被冰雹砸坏或被 大雪压变形，柱面支架6固定在跟踪转轴12上，跟踪转轴12由轴承13和支承架7支撑， 跟踪转轴12的一端通过弹性联轴器14与单轴自动跟踪装置5的输出轴连接。
图1和图2所示的单轴自动跟踪装置5通过支架11固定在支承架7上，自动跟踪装置 5由减速自锁蜗轮蜗杆传动部件和跟踪控制装置组成，跟踪控制装置由安装在柱面支架6 上双面光伏组件20和比较控制电路组成，双面光伏组件20的表面和柱面支架6长度方向 的对称面b平行安装，双面光伏组件20由两块性能相同的光伏小组件组成，两个小组件 的受光表面反向封装，如果阳光的照射方向不和对称面b平行，则双面光伏组件20两边 的两个光伏小组件产生的电流不相等，通过比较电路控制跟踪电机正转或反转，从而使跟 踪减速器5、跟踪转轴12和柱面支架6在太阳高低角方向做跟踪太阳的转动。因为该可调 反射镜集热装置的单轴跟踪装置只对太阳的高低角的变化进行跟踪，而对每天太阳的方位 角的变化不做跟踪，为了解决早晨和下午所聚焦的太阳光有一部分不能反射到热管上的问 题，所以热管两端超出反射镜两端一定的距离。
图2所示，通过跟踪转轴12和热管接头9将多套可调反射镜太阳能集热装置串联， 可以使热管中的介质获得更高的温度。
图5为可调反射镜太阳能集热装置中的可调反射镜单元3的另一实施例原理图，长条 反射镜15可以制作成平面或者曲面，固定在镜托23上，镜托23的一个侧边附近安装有 铰链24，铰链24同时又与柱面支架6固定，可以使镜托23与柱面支架6形成相对转动， 镜托23下安装有拉簧25，调整螺钉27旋合在固定件上的螺孔中并顶在镜托23的背面， 通过旋合调整螺钉27可调整镜托23上反射镜的反射角度，这种反射镜的调整方法也属于 本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种可调反射镜太阳能跟踪集热装置，包括太阳能热管组件、可调反射镜单元、安装可调反射镜单元的柱面支架和单轴跟踪装置组成，其特征在于所述的热管组件安装在可调反射镜单元(3)的上部，热管组件包括太阳能集热管(1)、热管接头(9)、热管支架(2)和接头支架(10)组成，热管支架(2)固定在可调反射镜的柱面支架(6)上，柱面支架(6)上固定有多套可调反射镜单元(3)。
2、 根据权利要求1所述的可调反射镜太阳能跟踪集热装置，其特征在于所述的可 调反射镜单元(3)上部的长条反射镜(15)可以制作成平面或者曲面，其固定在镜托(16)上， 镜托(16)的两端固定安装有调整转轴(17)，调整转轴(17)与固定在柱面支架(6)上轴座(i9)的 孔相配合，轴座(19)上开有锁紧槽(a)，当松开锁紧螺丝(18)再旋转调整转轴(17)时，可调整 长条反射镜(15)的反射角度。
3、 根据权利要求1所述的可调反射镜太阳能跟踪集热装置，其特征在于所述的柱 面支架(6)为型材结构，其上表面为柱面形式，上表面的横向断面为折线段或曲线，柱面支 架(6)的一侧安装有防冰雹钢丝网(21)，柱面支架(6)固定在跟踪转轴(12)上，跟踪转轴(12) 由轴承(13)和支承架(7)支撑，跟踪转轴(12)的一端通过弹性联轴器(14)与单轴自动跟踪装置 (5)的输出轴连接。
4、 根据权利要求1所述的可调反射镜太阳能跟踪集热装置，其特征在于所述的单 轴自动跟踪装置(5)通过支架(11)固定在支承架(7)上，自动跟踪装置(5)由减速自锁蜗轮蜗杆 传动部件和跟踪控制装置组成。
5、 根据权利要求4所述的可调反射镜太阳能跟踪集热装置，其特征在于所述的自 动跟踪控制装置由固定安装在柱面支架(6)上双面光伏组件(20)和比较控制电路组成，双面 光伏组件(20)的表面和柱面支架(6)长度方向的对称面(b)平行安装，双面光伏组件(20)由两 块性能相同的光伏小组件组成，两个小组件的受光表面反向封装。
6、 根据权利要求1所述的可调反射镜太阳能跟踪集热装置，其特征在于通过跟踪 转轴(12)和热管接头(9)将多套可调反射镜太阳能集热装置串联，热管两端超出反射镜两端 一定的距离，可以使热管中的介质获得更高的温度。
全文摘要
本发明涉及一种可调反射镜跟踪集热装置，属于太阳能利用技术领域，本发明的集热装置主要是由太阳能热管组件、可调反射镜单元、安装可调反射镜单元的柱面支架和单轴跟踪装置组成。该集热装置沿热管的长度方向为东西向安装，双面光伏组件检测太阳光和集热装置的相对位置通过比较电路控制单轴跟踪装置的运转，使柱面支架在太阳高低角方向做跟踪太阳的转动，通过调整可调反射镜单元的反射镜的角度，使得照射在可调反射镜上的太阳光都能反射到热管上，使热管中的介质达到足够高的温度。本发明通过简单合理的设计、解决了传统的槽式线聚焦系统的曲面聚光反射镜的热弯成本高、曲面变形大、聚焦效率低的缺陷，大大提高了太阳能的反射聚焦效率和降低了设备的制造成本，可以在太阳能热利用和太阳能热发电系统中推广应用。
文档编号F24J2/10GK101526275SQ200810020359
公开日2009年9月9日 申请日期2008年3月3日 优先权日2008年3月3日
发明者卢育发, 张忠远, 倩 李, 李风光, 耿晓明 申请人:安徽电子信息职业技术学院;卢育发