一种塔式太阳能电站的定日镜镜面除尘装置

本发明属于太阳能聚光高温热发电领域，尤其涉及一种塔式太阳能电站的定日镜镜面除尘装置。

背景技术：

1、太阳能是清洁环保和分布广泛的可再生能源，开发利用太阳能资源是我国实现能源结构升级并助力“碳达峰、碳中和”目标的重要途径之一。定日镜是一种由反射镜面、支撑背架、双轴跟踪装置和控制系统等组成的聚光装置，在控制系统下若干面定日镜跟踪接收并聚集反射太阳光热至吸热器，是塔式光热电站中聚光集热系统的重要组成部分。一般塔式太阳能热发电站建设在光资源非常好的戈壁平原或沙漠边缘地带，定日镜镜面上难免会积累灰尘杂物等微小颗粒，从而影响定日镜的反射率，降低了整个电站的光学效率。

2、目前，定日镜镜面的清洁一直是太阳能热发电领域的关键问题，主要体现在不仅要高效清洗和除尘镜面，而且清洁装置上需要具有便捷性和节能性。目前已建成定日镜镜场投入使用的清洁方式主要以机械清洁为主，其主要特点是采用机械化清洗车，对镜面的清洗工艺一般为喷水后接触式刷洗，主要缺点是需要人工操作，技术要求高、耗水量大，不适合水资源短缺和寒冷的西北地区环境。特别的，对于大型塔式电站中超过数万面的定日镜而言，其清扫速度低、成本高，在短时间内完成清洁全部镜面很难保证，同时受限于厂址路面的高低起伏，清洗过程中极有可能损伤镜面，机械设备还需定期维护等。因此，发明一种简单、高效、低成本且低损耗的定日镜清扫装置尤为重要。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种简单、高效、低成本且低损耗的定日镜清扫装置，是通过在定日镜镜面两侧安装重力被动式或光伏供电驱动的清扫装置，从而实现定日镜可每天或定时快速清扫灰尘，保持优异的聚光效率进而提升整个塔式电站的经济性。

2、本发明采用的技术方案是：一种塔式太阳能电站的定日镜镜面除尘装置，包括由型材焊接的支撑背架、固定在支撑背架上方实现聚集太阳光能的聚光镜、位于支撑立柱上且与支撑背架连接的实现聚光镜高度俯仰和方位旋转的双轴跟踪装置；它还包括清扫装置和固定在支撑背架左右两侧且平行等高的两个导向装置；所述的每个导向装置包括固定在支撑背架的上下两端的两个固定座、与该两个固定座固定连接的圆柱形导杆、与该导杆采用圆柱副滑动配合的滑块、固定在导杆两末端并紧贴固定座的用于缓冲滑块撞击力的缓冲垫；该两个导向装置的导杆相互平行且轴线与定日镜的高度俯仰轴线垂直；该清扫装置包括与两个导向装置的滑块通过轴承连接的可旋转的转动轴、与转动轴同轴固定且略宽于聚光镜的刷辊；该转动轴的轴线与导杆的轴线垂直且平行于聚光镜表面；该刷辊与聚光镜上表面接触，通过沿导杆来回运动刷去聚光镜表面的灰尘。

3、上述的塔式太阳能电站的定日镜镜面除尘装置中，还包括安装在某一滑块上并驱动转动轴旋转的电动机ⅰ、驱动滑块沿导杆来回运动的绳驱动装置、为电动机ⅰ和绳驱动装置提供电源的光伏供电模块、控制器；该绳驱动装置包括安装在左侧导向装置的某一固定座上的电动机ⅱ、与电动机ⅱ输出轴连接的驱动轮、与另一固定座连接的驱动轮、与滑块固定连接的驱动绳；该驱动绳与两个驱动轮组成一个带式输送机构；该光伏供电模块安装在定日镜支撑背架的上端；该控制器控制电动机ⅰ和电动机ⅱ分别实现刷辊的来回移动和旋转来去除聚光镜表面的灰尘或污渍。

4、上述的塔式太阳能电站的定日镜镜面除尘装置中，还包括用于加强去除聚光镜表面灰尘的气-液冲洗装置；该气-液冲洗装置包括固定在左右两侧滑块上的冲洗器、电磁阀、提供高压空气介质的压缩机、提供清洗水的水箱和与之连通的水泵；该冲洗器为条形带内腔结构，且设置有若干朝向聚光镜面的射流孔；电磁阀为两位两通阀，一路与压缩机连通，另一路与水泵连通。

5、上述的塔式太阳能电站的定日镜镜面除尘装置中，所述的压缩机、水泵和水箱为塔式太阳能电站中多台定日镜的冲洗器提供高压清洗介质。

6、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供一种塔式太阳能电站的定日镜镜面除尘装置，通过在聚光镜上方设置可以来回移动和旋转的清扫装置，以及气-液冲洗装置；既可以通过简单的自重作用进行无动力的清扫灰尘，也可以通过采用光伏供电驱动清扫装置来进行镜面灰尘清扫；具有结构简单、高效、低成本且低损耗的优点，可以实现定日镜可每天或定时快速清扫灰尘，保持优异的聚光效率进而提升整个塔式电站的经济性。

技术特征：

1.一种塔式太阳能电站的定日镜镜面除尘装置，包括由型材焊接的支撑背架、固定在支撑背架上方实现聚集太阳光能的聚光镜、位于支撑立柱上且与支撑背架连接的实现聚光镜高度俯仰和方位旋转的双轴跟踪装置；其特征在于：它还包括清扫装置和固定在支撑背架左右两侧且平行等高的两个导向装置；所述的每个导向装置包括固定在支撑背架的上下两端的两个固定座、与该两个固定座固定连接的圆柱形导杆、与该导杆采用圆柱副滑动配合的滑块、固定在导杆两末端并紧贴固定座的用于缓冲滑块撞击力的缓冲垫；该两个导向装置的导杆相互平行且轴线与定日镜的高度俯仰轴线垂直；该清扫装置包括与两个导向装置的滑块通过轴承连接的可旋转的转动轴、与转动轴同轴固定且略宽于聚光镜的刷辊；该转动轴的轴线与导杆的轴线垂直且平行于聚光镜表面；该刷辊与聚光镜上表面接触，通过沿导杆来回运动刷去聚光镜表面的灰尘。

2.根据权利要求1所述的塔式太阳能电站的定日镜镜面除尘装置，其特征是：它还包括安装在某一滑块上并驱动转动轴旋转的电动机ⅰ、驱动滑块沿导杆来回运动的绳驱动装置、为电动机ⅰ和绳驱动装置提供电源的光伏供电模块、控制器；该绳驱动装置包括安装在左侧导向装置的某一固定座上的电动机ⅱ、与电动机ⅱ输出轴连接的驱动轮、与另一固定座连接的驱动轮、与滑块固定连接的驱动绳；该驱动绳与两个驱动轮组成一个带式输送机构；该光伏供电模块安装在定日镜支撑背架的上端；该控制器控制电动机ⅰ和电动机ⅱ分别实现刷辊的来回移动和旋转来去除聚光镜表面的灰尘或污渍。

3.根据权利要求1或2所述的塔式太阳能电站的定日镜镜面除尘装置，其特征是：它还包括用于加强去除聚光镜表面灰尘的气-液冲洗装置；该气-液冲洗装置包括固定在左右两侧滑块上的冲洗器、电磁阀、提供高压空气介质的压缩机、提供清洗水的水箱和与之连通的水泵；该冲洗器为条形带内腔结构，且设置有若干朝向聚光镜面的射流孔；电磁阀为两位两通阀，一路与压缩机连通，另一路与水泵连通。

4.根据权利要求3所述的塔式太阳能电站的定日镜镜面除尘装置，其特征是：所述的压缩机、水泵和水箱为塔式太阳能电站中多台定日镜的冲洗器提供高压清洗介质。

技术总结
本发明提供一种塔式太阳能电站的定日镜镜面除尘装置，包括清扫装置、两个导向装置、绳驱动装置、提供电源的光伏供电模块、加强去除聚光镜表面灰尘的气‑液冲洗装置、控制器；通过在聚光镜上方设置可以来回移动和旋转的清扫装置，以及气‑液冲洗装置；既可以通过简单的自重作用进行无动力的清扫灰尘，也可以通过采用光伏供电驱动清扫装置来进行镜面灰尘清扫；具有结构简单、高效、低成本且低损耗的优点，可以实现定日镜可每天或定时快速清扫灰尘，保持优异的聚光效率进而提升整个塔式电站的经济性。

技术研发人员：刘永祥,王钰斌,蒋康,颜健
受保护的技术使用者：湖南科技大学
技术研发日：20221119
技术公布日：2024/1/11