一種移動點陣列太陽能聚焦熱發電系統的製作方法

2023-05-20 11:05:11

專利名稱：一種移動點陣列太陽能聚焦熱發電系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能利用，特別是採用點聚焦的太陽能鏡實現太陽能採集，採用太陽能點聚焦實現太陽能的聚焦跟蹤太陽能光熱轉換裝置，涉及太陽能的聚焦利用。
技術背景太陽能聚焦熱發電系統是採用太陽能聚焦跟蹤技術實現太陽能的高溫熱採集，再通過發電機組將熱能轉換為電能的太陽能利用方式。傳統的太陽能聚焦熱發電分為槽式、塔式、碟式三種。太陽能點聚焦利用技術主要是塔式和蝶式二種，碟式系統是採用太陽能鏡聚焦於一個太陽能利用設備上。並且現有的碟式技術的太陽能利用設備是隨著太陽鏡的變化而運動，由於大的太陽能利用設備的重量將增加載荷，不利於跟蹤，因而現有的碟式技術需要改進。塔式系統是將一個太陽能鏡作為定日鏡，將多個太陽能反射鏡聚焦於一個太陽能光熱轉換裝置上的太陽能光熱轉換裝置，由於塔式太陽能採集的特徵，使得其在跟蹤太陽能過程部分太陽能鏡的利用時間僅為4-6小時，如塔東側的太陽能鏡在上午時基本無法利用，只有到了中午或者下午後才可以利用，因而太陽能採集效率低，該技術方案可以實現高溫的採集，但是通常其規模較大，不適合於小型或者家用系統。本實用新型人在2006100203529太陽能光學鏡跟蹤利用器及其陣列中公布了十字型和盤型兩種結構的變焦跟蹤系統，但是該結構應屬於一個或者一組太陽能鏡與一個太陽能光熱轉換裝置的組合，同時也還是限於十字型和盤型兩種結構不能適應更多的需要。其他類型的點聚焦的太陽能聚焦熱發電系統屬於同樣一個或者一組太陽能鏡設置有一個太陽能光熱轉換裝置。
發明內容本實用新型的目的就是提供一種移動點陣列太陽能聚焦熱發電系統，採用太陽能鏡採集焦點成為點的各種太陽能光學鏡，在焦點的區域內設置太陽能光熱轉換裝置，太陽能光熱轉換裝置在跟蹤太陽能的過程中運動，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中，其焦距發生變化，因而稱為變焦跟蹤；在進行跟蹤太陽的過程中，保持其焦距始終處於太陽能光熱轉換裝置的點的區域；在太陽能鏡上設置有跟蹤控制裝置，太陽能鏡設置在太陽能鏡支架上，來實現的高溫高效採集及利用。本實用新型採用太陽能光熱轉換裝置與太陽採集系統不相互連接，太陽採集系統與太陽能光熱轉換裝置分別運動，在太陽能光熱轉換裝置上也設置有跟蹤控制系統，太陽能光熱轉換裝置與太陽採集系統採用不相同的跟蹤控制系統；或者至少一個太陽能光熱轉換裝置與太陽採集系統相互連接並與太陽能鏡一起進行運動，至少另外一個太陽能光熱轉換裝置與太陽採集系統不相互連接，太陽採集系統與太陽能光熱轉換裝置分別運動。本實用新型採用至少含有一個太陽能鏡或者一組太陽能鏡以及兩個太陽能光熱轉換裝置，在跟蹤太陽能過程中將太陽光聚焦到至少一個太陽能光熱轉換裝置上，在每天的太陽能跟蹤過程，至少有一個或者一組太陽能鏡聚焦於至少二個太陽能光熱轉換裝置上，每個或者每組太陽能鏡選擇可以達到最高的太陽能利用效率的太陽能光熱轉換裝置進行聚焦。從而實現了提高現有太陽能跟蹤系統的跟蹤效率，降低了跟蹤系統的成本，這樣克服了現有塔式太陽能採集系統太陽能採集時間低得缺點，通過設置多個太陽能光熱轉換裝置的技術方法，實現了對現有太陽能鏡的利用時間和效率的提高，使得點聚焦的系統可以進行分布式、小型化的適合不同的規模的要求，同時也適合於大規模系統，特別是太陽能的光伏、熱發電、供暖、烹飪、製冷等多種不同功能的應用。具體發明內容如下一種移動點陣列太陽能聚焦熱發電系統，包括至少一個太陽能光熱轉換裝置(I)、發電機組、可以採集太陽能的太陽能鏡(2)、支撐太陽能鏡的太陽能鏡支架裝置(4)、動力提供裝置、動力傳送裝置，以及電子控制系統，其特徵是至少一個或者一組點聚焦的太陽能鏡以及至少一個太陽能光熱轉換裝置；太陽能光熱轉換裝置設置在太陽能鏡聚焦的點狀的區域內，並設置在太陽能鏡的上方或者下方，太陽能光熱轉換裝置設置在太陽能光熱轉 換裝置支架上(12)，發電機組與至少一個太陽能光熱轉換裝置進行連接，或者多個太陽能光熱轉換裝置相互連接後與發電機組進行連接；太陽能鏡設置在太陽能鏡支架上，在太陽能鏡支架或/和太陽能鏡或/和太陽能光熱轉換裝置上設置有跟蹤控制裝置，跟蹤控制裝置控制太陽能鏡在太陽光變化時將太陽光聚焦到至少一個太陽能光熱轉換裝置上，在每天的太陽能跟蹤過程中聚焦於至少一個太陽能光熱轉換裝置上，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中太陽能光熱轉換裝置進行運動，實現太陽能的跟蹤聚焦熱發電。多個太陽能鏡或者多組太陽能鏡在跟蹤太陽能過程中將太陽光聚焦到至少一個太陽能光熱轉換裝置上，在每天的太陽能跟蹤過程，至少有一個或者一組太陽能鏡聚焦於至少二個太陽能光熱轉換裝置上，每個或者每組太陽能鏡選擇可以達到最高的太陽能利用效率的太陽能光熱轉換裝置進行聚焦。由多個太陽能鏡與多個太陽能光熱轉換裝置組成的太陽能聚焦熱發電系統，多個太陽能鏡根據太陽能採集效率進行最優的聚焦，每個太陽能鏡可以根據太陽能採集效率的原則選擇距離最近或者最優的太陽能光熱轉換裝置的原則，最優的進行聚焦選擇。這種選擇可以是多個太陽能鏡組成為一組太陽能鏡，共同選擇最優的一個太陽能光熱轉換裝置，實現太陽能的採集和利用。多個太陽鏡中可以有太陽能鏡在跟蹤過程中聚焦於一個太陽能光熱轉換裝置，但是至少有一個或者一組聚焦於兩個以上的太陽能光熱轉換裝置，或者根據需要聚焦於多個太陽能光熱轉換裝置。太陽能鏡與太陽能光熱轉換裝置採用下列一種方式進行匹配運動A、太陽能鏡和太陽能鏡支架與太陽能光熱轉換裝置不相互連接，在太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與太陽能光熱轉換裝置上分別採用不同的跟蹤控制裝置，使太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與太陽能光熱轉換裝置分別進行運動；B、至少有一個太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與太陽能光熱轉換裝置相互連接，並通過設置在太陽能鏡支架或/和太陽能鏡或/和太陽能光熱轉換裝置上的跟蹤控制裝置使太陽能鏡與太陽能光熱轉換裝置一起進行運動。所述太陽能鏡支架由連接部件和至少一個轉軸以及與地面或者安裝部位進行連接的支撐件組成，由至少一個或者一組太陽能鏡與太陽能鏡支架組成太陽能採集系統，太陽能採集系統選擇至少下列一種A、每個太陽能鏡上設置有二個轉軸，一個稱為橫軸另一個稱為縱軸，橫軸和縱軸相互交叉，包括成90度夾角，太陽能鏡與含有此轉軸的太陽能鏡支架進行連接組成太陽能米集系統；B、每個太陽能鏡分別與二個轉軸連接，一個稱為橫軸另一個稱為縱軸，橫軸和縱軸相互不交叉，一個轉軸與太陽能鏡上或者太陽能鏡邊框連接成為縱軸，另外一個與連接部件連接後再與太陽能鏡連接成為橫軸，太陽能鏡與含有橫軸與縱軸的太陽能鏡支架進行連接組成太陽能採集系統；
C、多個太陽能鏡相互串聯在一個連接部件上組成一個串聯組，每個串聯組上的太陽能鏡與一個轉軸連接，此軸成為縱軸，多個串聯組相互並聯在一個連接部件上並與另外一個轉軸進行連接，此軸成為橫軸，橫軸與縱軸相互交叉，包括成90度，太陽能鏡與含有橫軸與縱軸的太陽能鏡支架進行連接組成太陽能採集系統；D、多個太陽能鏡相互串聯在一個連接部件上組成一個串聯組，每個串聯組上的太陽能鏡都與一個轉軸連接，此軸成為縱軸，多個串聯組相互並聯在一個連接部件上並與另外一個轉軸進行連接，此軸成為橫軸，橫軸與並縱軸不相互交叉，太陽能鏡與含有橫軸與縱軸的太陽能鏡支架進行連接組成太陽能採集系統；E、由一個點聚焦的太陽能鏡或者一組點聚焦的太陽能鏡，與一個含有與地球自轉軸平行或者組成小於90度夾角的轉軸的太陽能鏡支架進行連接。由於採用了多個太陽能光熱轉換裝置，因而可以實現最優的太陽能鏡的採集，太陽能鏡可以根據需要選擇適當的太陽能光熱轉換裝置進行聚焦，同時由於採用了多個太陽能光熱轉換裝置，因而可以選取最優的太陽能光熱轉換裝置聚焦，這樣降低了太陽能跟蹤的成本。為了實現最優的跟蹤，連接部件或者轉軸可以採用不同的幾何形狀，以便於太陽能鏡的跟蹤適合於不同的太陽能光熱轉換裝置，但是連接部件或者轉軸幾何形狀選擇自下列至少一種A、直線型的柱體，在柱體上設置有多個太陽能鏡，優選直線與地球自轉軸平行；B、為曲線、拋物線型、複合拋物線型、雙曲拋物線型的一種或多種；C、為圓形、多邊形、弧形、矩形的一種或多種。所述太陽能光熱轉換裝置支架由連接部件和至少一個轉軸以及與地面或者安裝部位進行連接的支撐件組成，太陽能光熱轉換裝置與連接部件進行連接後再與轉軸進行連接，再與支撐件進行連接；所述太陽能光熱轉換裝置的連接部件或者其轉軸的幾何形狀選擇自下列至少一種A、直線型的柱體，在柱體上設置有多個太陽能鏡，優選直線與地球自轉軸平行；B、為曲線、拋物線型、複合拋物線型、雙曲拋物線型的一種或多種；C、為圓形、多邊形、弧形、矩形的一種或多種。跟蹤控制裝置由集成跟蹤控制裝置和/或成套跟蹤控制裝置組成。所述集成跟蹤控制裝置由動力提供部件、動力傳送部件、計算機控制部件組成為一個集成器件，集成器件設置在太陽能鏡支架或者太陽能光熱轉換裝置支架上並與轉軸進行連接，電子傳感器件設置在太陽能鏡或者太陽能光熱轉換裝置上，在每一個轉軸上設置有一個集成跟蹤控制裝置，電子傳感器件將控制信號傳送到集成器件中的計算機控制部件上，由集成控制裝置通過控制一個轉軸的轉動實現對每一個太陽能鏡跟蹤控制；所述成套跟蹤控制裝置由動力提供部件、動力傳送部件、電子傳感部件、計算機控制部件組成，電子傳感器件設置在太陽能鏡或者太陽能光熱轉換裝置上，動力傳送部件與轉軸連接，動力傳送部件設置在太陽能鏡支架上，動力提供部件和計算機控制部件設置在太陽能鏡支架上或者跟蹤支架或者太陽能光熱轉換裝置支架或者地面上，電子傳感器件將控制信號傳送計算機控制部件，控制動力傳送部件提供動力經動力傳送部件傳送給轉軸，實現對轉軸的控制同時帶動設置在轉軸上的太陽能鏡進行跟蹤，多個太陽鏡及轉軸共同採用成套跟蹤控制裝置實現對太陽能的跟蹤控制；所述電子傳感部件採用光學或者電子的傳感器，以光學信號、物理地理位置信號、電子傳感信號或者其組合，經單晶片機或者計算機內的軟體進行計算，實現對太陽能的跟蹤以及太陽能鏡或者太陽能光熱轉換裝置的驅動，光學信號、物理地理位置信號、電子傳感 信號或者其組合設置在太陽能鏡上或者太陽能光熱轉換裝置上或者周圍並與計算機控制部件相連，計算機控制部件與動力提供部件相連，動力提供部件與動力傳送部件相連接。所述的動力提供部件，選自下列至少之一A、機械驅動器件；B、相變驅動裝置，採用密閉在一個空間的物質，隨著溫度的增大使其壓力的增大，來推動運動機構，實現跟蹤；C、利用電能帶動電機或液壓裝置驅動動力傳輸機構(10)來實現跟蹤；D、利用氣體壓力提供動力的裝置。所述的動力傳送部件設置在連接部件或和支撐部件上，並與動力提供裝置相連接，動力傳送部件選擇自下列一種或者多種齒輪機構(10)、鏈條機構、渦輪蝸杆機構、鉸鏈機構。還設置有至少一個蓄熱器，多個太陽能光熱轉換裝置與蓄熱器連接，蓄熱器與發電機組連接，太陽能光熱轉換器將太陽能轉化為熱能，蓄熱器將熱能進行儲存，發電機組利用儲存的熱能實現發電。任何的點聚焦的太陽能鏡都有用於本實用新型專利的太陽能採集，太陽能點聚焦的光學鏡選擇自下列一種或其組合A、點聚焦的透鏡，包括玻璃、菲涅爾、非金屬或非金屬薄膜或薄鏡組成的透鏡；B、點聚焦的反射鏡，包括玻璃、菲涅爾、非金屬或非金屬薄膜或薄鏡組成的透鏡；C、複合曲面點聚焦鏡，包括複合拋物線、複合雙曲拋物線鏡；D、有由多個平面鏡或者曲面鏡組成的一組太陽能鏡，每組太陽能鏡有一個點聚焦的焦點。由於聚焦的為一個點的區域，可以將任何的太陽能光熱轉換裝置設置在此區域內，甚至可以將太陽能光熱轉換裝置與發電機組的設備一起設置在焦線區域，在焦線與太陽能鏡的焦距範圍內，都可以設置太陽能光熱轉換裝置，根據溫度與空間等要求，可以選擇任何不大於焦距的範圍設置太陽能光熱轉換裝置。在進行對太陽能的跟蹤過程中，可能出現跟蹤的誤差，或者部分的太陽光由於散射等原因，經過第一次的太陽能光學鏡線聚焦後太陽光處於太陽能光熱轉換裝置之外的區域，為了減少此部分的損失，採用了二次聚焦，即在太陽能光熱轉換裝置上設置一個二次聚焦的太陽能鏡，將一次聚焦損失的太陽能光經二次聚焦後將太陽能光聚焦到太陽能光熱轉換裝置上。可以將二次聚焦光學鏡設置在太陽能光熱轉換裝置上，與一次聚焦的太陽能鏡一起轉動，這樣一次和二次聚焦的太陽能鏡可以採用同一個跟蹤設備和驅動設備實現對太陽能的二次聚焦，提高了太陽能利用的效率。本實用新型選擇的方案是實現本實用新型目的部分優選方案，任何符合本實用新型的原理的方案和技術、產品，都是本實用新型的保護範圍。採用本實用新型的系統具有以下優點I、採用本實用新型公布的太陽能的跟蹤太陽能光熱轉換裝置，充分發揮了塔式與碟式採集的優點，同時採用變焦跟蹤技術，實現了低成本的利用，因而結合了碟式、塔式的 優點，從而可以低成本的經濟利用。2、可以便於實現陣列的太陽能的利用，實現不同的太陽能產品的高效的大規模的利用；既可以小規模的家庭企業應用，也可以進行大規模的利用。3、本實用新型可以實現多種的太陽能利用，包括對大重量的設備的應用，克服了現有的碟式系統的載重小、可靠性差、應用範圍有限的缺點，極大的擴展了碟式太陽能利用的技術與範圍。4、將現有的碟式系統的跟蹤與轉換進行有效的分離，改變了現有的碟式系統定焦跟蹤的缺點，在太陽能跟蹤的過程中，太陽能光熱轉換裝置保持不動，可以使碟式採集系統，發揮最大的優勢，由於採用相對靜止的太陽能轉換利用設備的設計，因而可以使點聚焦系統具備多種的應用領域，極大的提供了碟式應用領域和方式。本採集系統提高了塔式太陽能鏡的採集時間和效率，同時採用單軸跟實現對點聚焦太陽能系統的利用。

圖I :4個太陽能鏡2個太陽能利用設備上午的太陽能採集圖；圖2 4個太陽能鏡2個太陽能利用設備中午的太陽能採集圖；圖3 4個太陽能鏡2個太陽能利用設備下午的太陽能採集圖；圖4 :12個太陽能鏡6個太陽能利用設備太陽能採集圖；圖5 :1*3移動點式太陽能跟蹤利用系統；圖6 :2*2移動點式太陽能跟蹤利用系統；圖7 :2*4移動點式太陽能跟蹤利用系統；圖8 :2*2*4移動點式太陽能跟蹤利用系統。附圖中的標號具體含義如下I :太陽能利用設備(點聚焦區域)，2 :點聚焦太陽能鏡，3 :二次反射鏡，4 :太陽能鏡支架，5 :集成跟蹤控制裝置，6 :動力提供裝置(電機)，7 :動力傳輸裝置，8 :電子控制裝置，9 :太陽，10 :將熱能轉換為電能的裝置(發電機)，11 :蓄熱器；12 :太陽能利用設備支架，13 :太陽能鏡橫軸，14 :太陽能鏡縱軸，15 :太陽能利用設備連接部件，16 :太陽能鏡連接部件，17 :聯動機構，18 :太陽能利用設備跟蹤控制裝置；19 :太陽能設備I號位置，20 :太陽能設備2號位置，21 :太陽能設備3號位置；22 :太陽能設備4號位置。
具體實施方式
實施例一 4個太陽能鏡2個太陽能利用設備組成的移動點陣列太陽能採集利用系統如附圖1、2、3所示的由4個太陽能鏡2個太陽能光熱轉換裝置組成的移動點陣列太陽能採集利用系統，圖1、2、3分別是在上午、中午、下午的太陽能採集以及利用情況，圖I中上午，太陽由東方升起，1，2，3號太陽能鏡分別將太陽能聚焦於1，2號太陽能光熱轉換裝置上，實現太陽能的跟蹤聚焦；圖2為中午，太陽位於天空中央區域，1，2號太陽能鏡分別將太陽能聚焦於I號太陽能光熱轉換裝置上，3，4號太陽鏡聚焦於2號太陽能留設備上，實現太陽能的跟蹤聚焦；圖3為下午，太陽位於西方降落，I太陽能光熱轉換裝置從2號位置移動到I號位置，2太陽能光熱轉換裝置從3號位置移動到2號位置，2號太陽能鏡分別將太 陽能聚焦於I號太陽能光熱轉換裝置上，3，4號太陽能鏡分別將太陽能聚焦於2號太陽能光熱轉換裝置上實現太陽能的跟蹤聚焦。四個太陽能鏡分別聚焦於三個不同的太陽能光熱轉換裝置上，其中I號太陽能鏡利用率為上午至中午，4號太陽能鏡利用時間為中午以及下午2，3太陽能鏡利用時間為全天，這樣提高了 2，3號太陽能鏡的利用時間，由於2，3號鏡可以根據需要聚焦於2，3號太陽能光熱轉換裝置上，因而在一天的跟蹤過程中，可以優選2，3號太陽能光熱轉換裝置，以太陽能利用效率為目標，同時，將太陽能光熱轉換裝置根據太陽能的跟蹤情況，隨著太陽能的運動，在1，2，3號位置之間進行運動，當太陽能跟蹤太陽能的過程中，太陽能光熱轉換裝置也從2，3號位置，移動到1，2號位置，提高了太陽能鏡的採集效率。實施例二 12個太陽能鏡6個太陽能利用設備組成的移動點陣列太陽能採集利用系統本實施例如圖4所示由12個太陽能鏡6個太陽能光熱轉換裝置組成的移動點陣列太陽能採集利用系統，12個太陽能鏡分按照三行四列的陣列進行布置，6個太陽能光熱轉換裝置按照3行2列的陣列進行布置，太陽能光熱轉換裝置分別設置在三行太陽能鏡的中間區域。在上午、中午、下午不同的時間段內，1-12號太陽能鏡可以選擇1-6號不同的太陽能光熱轉換裝置進行聚焦，根據實際獲得的太陽能採集效率，選擇不同的聚焦點進行聚焦，處於不同位置的1-12號太陽能鏡，可以聚焦的太陽能光熱轉換裝置的選擇的也不同，對於處於兩側的1，5，9，4，8，12號太陽能鏡，可以有2個太陽能光熱轉換裝置可以選擇進行聚焦，對於處於兩側中間的2，3，10，11號太陽能鏡，可以選擇三個太陽能光熱轉換裝置及性能聚焦，處於中央區域的6，7號太陽能鏡，可以選擇1-6號共六個太陽能光熱轉換裝置進行聚焦，因而每個太陽能鏡，根據其位置的不同，可以分別選擇2，3，6個太陽能光熱轉換裝置，實現太陽能的聚焦利用。太陽能光熱轉換裝置由1-6號構成,其中1，2，3號為一列,4，5，6號為第二列，1-6號太陽能光熱轉換裝置在太陽能跟蹤過程中，每天早晨至晚上，I號太陽能光熱轉換裝置從I好位置移動到2號位置，2號太陽能光熱轉換裝置從2好位置移動到3號位置，3號太陽能光熱轉換裝置從3好位置移動到4號位置，同樣，4號太陽能光熱轉換裝置從I好位置移動到2號位置，5號太陽能光熱轉換裝置從2好位置移動到3號位置，6號太陽能光熱轉換裝置從3好位置移動到4號位置；在本實施例中，太陽能光熱轉換裝置進行水平的移動，在跟蹤太陽能的過程中，太陽能設備進行水平的移動。本實用新型的的移動點陣列採集系統，每個太陽能鏡可以根據聚焦的情況優選不同的太陽能光熱轉換裝置實現不同的聚焦，這樣大大的提高了太陽能鏡的利用效率，降低了太陽能鏡的成本，增加了系統可靠性。實施例三1*3移動點太陽能跟蹤利用系統如附圖5所示，本實施例例採用三個拋物線碟式太陽能鏡(2)，設置在一個拋物線型連接部件上，每一個太陽能鏡通過一個系統軸與拋物線型連接部件進行連接，該系統軸中的橫軸與縱軸相互垂直，該實施例為三個設置在連接部件上的系統軸構成的太陽能鏡支架，連接部件不運動，而三個系統軸運動，太陽能跟蹤控制裝置設置與每一個系統軸相互連接，在每個太陽能鏡(2)上設置物理及光學傳感器，太陽能跟蹤控制裝置是由電機、傳動齒 輪及電子控制部分組成的集成電子控制裝置，採用物理與光學跟蹤互補的跟蹤系統，實現對太陽能的跟蹤，同時，在太陽能光熱轉換裝置上，設置有太陽能設備跟蹤控制裝置，使得太陽能光熱轉換裝置在跟蹤太陽能的過程中，可以以太陽能光熱轉換裝置支架為圓點進行轉動，每天的跟蹤轉動弧度小於45度。在太陽從東方升起西方降落的過程中，三個碟式採集系統通過太陽能跟蹤系統的控制，完成對太陽能系統的跟蹤，每個太陽能鏡圍繞每個系統軸進行運動，太陽能光熱轉換裝置為一個光伏發電電池，將太陽能轉換為電能，設置在點聚焦的焦點的區域內，同時設備有冷卻系統，實現對太陽能電池板的冷卻，其餘熱作為太陽能熱能進行利用。太陽能光熱轉換裝置與地面連接，在太陽能運動過程中，太陽能光熱轉換裝置始終處於焦點的位置上保持相對靜止。實施例四2*2陣列固定點太陽能採集利用系統如附圖6所示，本實施例通過2*2陣列的複合拋物線碟式太陽能鏡實現太陽能的採集，每個太陽能鏡通過一個直線型連接部件(16)與直線型橫軸(13)進行連接，太陽能鏡與連接部件連接後再與橫軸連接，四個太陽能鏡設置在一個直線柱體橫軸(13)上，四個太陽能鏡分別設置在橫軸的兩端，呈對稱布局，橫軸與地球自轉軸平行，每一個太陽能鏡設置一個縱軸，左面的兩個太陽能鏡的縱軸與橫軸的夾角為30度，右面的兩個太陽能鏡的縱軸與橫軸的夾角為60度，每個太陽能鏡與縱軸相互連接，在橫軸上設置由一個動力提供裝置以及動力傳輸裝置、電子控制裝置集成的跟蹤控制裝置，在每個縱軸上設置由一個動力提供裝置以及動力傳輸裝置、電子控制裝置集成的跟蹤控制裝置，在每個太陽能鏡上設置有光學傳感器和物理傳感器，每個太陽鏡上的光學傳感器和物理傳感器將採集的信號傳輸給電子控制裝置，電子控制裝置根據軟體程序發出信號給五個動力提供裝置，通過動力傳輸裝置實現對五個軸的驅動，實現太陽能跟蹤控制(5)，此實施例是由一個橫軸以及四個縱軸組成的太陽能鏡支架，橫軸與縱軸不相互交叉，五個軸都是相互獨立的運行，太陽能光熱轉換裝置(I)設置在太陽能鏡陣列的上方，太陽能光熱轉換裝置連接部件(15)為一個半圓形的結構，太陽能光熱轉換裝置在跟蹤太陽能的過程中，沿著半圓型的連接部件(15)進行運動。採用一個小型ORC循環的發電系統，實現了太陽能的熱發電，在太陽能焦點區域，設置有二次聚焦裝置(3)。[0079]實施例五9個菲涅爾鏡陣列固定點太陽能採集利用系統如附圖7所示，9個菲涅爾鏡設置在一個矩形六面體的連接部件上，頂部設置有6個，側面設置有2個，後側設置有一個，頂部和側部為透射鏡，後側為反射鏡，連接部件為六面體，連接部件與地球自轉平行的橫軸(13)進行連接，在每個菲涅爾鏡上設置有電子控制傳感器裝置(8)，通過跟蹤控制裝置設置對太陽能的控制，在橫軸上設置有集成的電子控制裝置，通過設置在每個菲涅爾鏡上的傳感器提供信號給集成控制器，實現對太陽能鏡的跟蹤控制。在橫軸的跟蹤控制裝置上設置有聯動機構(17)，在跟蹤控制機構實現對橫軸的控制過程中，利用聯動機構直接控制後側設置的菲涅爾鏡。本實施例為一個與地球自轉平行的軸與一個聯動機構組成的太陽能鏡支架，其連接部件的形狀為六面體。太陽能光熱轉換裝置為一個太陽能熱電聯產發電機組，設置在菲涅爾鏡的下面，太陽光(9)通過透鏡聚焦到太陽能利用利用設備上，實現了太陽能的利用。太陽能光熱轉換裝置有一個太陽能光熱轉換裝置支架支撐，在太陽能光熱轉換裝置上設置跟蹤控制裝置(18)，在跟蹤太陽能的過程中，太陽能光熱轉換裝置沿著圓柱進行直線運動，在菲涅爾鏡跟蹤太陽能的過程中始終保持與地面相對靜止。實施例六2*2*4陣列固定點太陽能採集利用系統如圖8所示，本實施例採用16個太陽能鏡，按照上下兩排進行排列布局，每排採用2*4的結構，在上排的2*4結構中採用8個太陽能鏡為點聚焦的反射鏡，每個反射鏡與直線柱體連接部件進行連接，連接部件與可運動的橫軸(13)進行連接，在橫軸上設置有跟蹤驅動系統，在8個太陽能鏡上還設置有8個縱軸(14)，縱軸與橫軸垂直但不相互交叉，每個縱軸上設置有集成跟蹤控制器件。在每個菲涅爾鏡上設置有傳感器，將信號提供給電子控制部件，電子控制部件提供控制信號給一個橫軸(13)以及8個縱軸的動力提供部件，動力提供部件提供動力給動力傳輸部件，電子控制部件設置在地面上，動力提供部件、動力傳輸部件設置在太陽能鏡支架上，動力傳輸部件與橫軸和縱軸進行連接，實現對太陽能的跟蹤，將太陽能光反射到太陽能利用部件上；此部分有一個橫軸和八個縱軸組成太陽能鏡支架，橫軸和縱軸不相互接觸交叉。在下排的2*4結構中採用8個太陽能鏡為拋物線反射鏡，為超薄玻璃製造的拋物線反射鏡，每四個反射鏡與一個拋物線型的連接部件(16)進行連接，8個反射鏡設置在一個共同的橫軸上，橫軸與地球自轉軸夾角為5度，在橫軸上設置有跟蹤控制系統，每個反射鏡上安裝有物理和光學傳感器，傳感器提供信號給橫軸的跟蹤控制裝置，實現對太陽能的跟蹤。此部分僅設置有一個橫軸。同時利用拋物線型連接部件，將每四個太陽能鏡組成為一個槽型跟蹤系統。從而可以採用單個橫軸實現對太陽能的跟蹤。太陽能光熱轉換裝置設置有一個移動(2號)的和一個固定的(I號)，太陽能利用設2號上設置有跟蹤控制裝置，2號太陽能光熱轉換裝置的連接部件為一個三角形的結構，2號太陽能光熱轉換裝置沿著斜邊進行運動，I號太陽能光熱轉換裝置保持固定，在早晨的時候，太陽能鏡聚焦於I號太陽能光熱轉換裝置，然後根據太陽能聚焦效率，當聚焦於2號太陽能光熱轉換裝置高於I號設備時，將太陽能聚焦於2號設備上，實現太陽能的高效採集以及利用。太陽能光熱轉換裝置為一個黑體梯形熱管太陽能光熱轉換裝置，實現高溫的太陽能採集。採集的熱能通過管道傳送給設置在地面上的蓄熱器上，蓄熱器與發電機組進行連接，將熱能轉換為電 能。
權利要求1.一種移動點陣列太陽能聚焦熱發電系統，包括至少ー個太陽能光熱轉換裝置(I)、發電機組、可以採集太陽能的太陽能鏡(2)、支撐太陽能鏡的太陽能鏡支架裝置(4)、動カ提供裝置、動カ傳送裝置，以及電子控制系統，其特徵是至少ー個或者一組點聚焦的太陽能鏡以及至少ー個太陽能光熱轉換裝置；太陽能光熱轉換裝置設置在太陽能鏡聚焦的點狀的區域內，並設置在太陽能鏡的上方或者下方，太陽能光熱轉換裝置設置在太陽能光熱轉換裝置支架上(12)，發電機組與至少ー個太陽能光熱轉換裝置進行連接，或者多個太陽能光熱轉換裝置相互連接後與發電機組進行連接；太陽能鏡設置在太陽能鏡支架上，在太陽能鏡支架或/和太陽能鏡或/和太陽能光熱轉換裝置上設置有跟蹤控制裝置，跟蹤控制裝置控制太陽能鏡在太陽光變化時將太陽光聚焦到至少ー個太陽能光熱轉換裝置上，在每天的太陽能跟蹤過程中聚焦於至少ー個太陽能光熱轉換裝置上，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中太陽能光熱轉換裝置進行運動，實現太陽能的跟蹤聚焦熱發電。
2.根據權利要求I所述的ー種移動點陣列太陽能聚焦熱發電系統，其特徵是多個太陽能鏡或者多組太陽能鏡在跟蹤太陽能過程中將太陽光聚焦到至少ー個太陽能光熱轉換裝置上，在每天的太陽能跟蹤過程，至少有ー個或者一組太陽能鏡聚焦於至少ニ個太陽能光熱轉換裝置上，每個或者每組太陽能鏡選擇可以達到最高的太陽能利用效率的太陽能光熱轉換裝置進行聚焦。
3.根據權利要求I或2所述的ー種移動點陣列太陽能聚焦熱發電系統，其特徵是太陽能鏡與太陽能光熱轉換裝置採用下列ー種方式進行匹配運動 A、太陽能鏡和太陽能鏡支架與太陽能光熱轉換裝置不相互連接，在太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與太陽能光熱轉換裝置上分別採用不同的跟蹤控制裝置，使太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與太陽能光熱轉換裝置分別進行運動； B、至少有ー個太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與太陽能光熱轉換裝置相互連接，並通過設置在太陽能鏡支架或/和太陽能鏡或/和太陽能光熱轉換裝置上的跟蹤控制裝置使太陽能鏡與太陽能光熱轉換裝置一起進行運動。
4.根據權利要求I所述的ー種移動點陣列太陽能聚焦熱發電系統，其特徵是所述太陽能鏡支架由連接部件和至少ー個轉軸以及與地面或者安裝部位進行連接的支撐件組成，由至少ー個或者ー組太陽能鏡與太陽能鏡支架組成太陽能採集系統，太陽能採集系統選擇至少下列ー種 A、每個太陽能鏡上設置有ニ個轉軸，一個稱為橫軸另ー個稱為縱軸，橫軸和縱軸相互交叉，包括成90度夾角，太陽能鏡與含有此轉軸的太陽能鏡支架進行連接組成太陽能採集系統； B、每個太陽能鏡分別與ニ個轉軸連接，一個稱為橫軸另ー個稱為縱軸，橫軸和縱軸相互不交叉，一個轉軸與太陽能鏡上或者太陽能鏡邊框連接成為縱軸，另外ー個與連接部件連接後再與太陽能鏡連接成為橫軸，太陽能鏡與含有橫軸與縱軸的太陽能支架進行連接組成太陽能米集系統； C、多個太陽能鏡相互串聯在ー個連接部件上組成ー個串聯組，每個串聯組上的太陽能鏡與ー個轉軸連接，此軸成為縱軸，多個串聯組相互並聯在一個連接部件上並與另外ー個轉軸進行連接，此軸成為橫軸，橫軸與縱軸相互交叉，包括成90度，太陽能鏡與含有橫軸與縱軸的太陽能支架進行連接組成太陽能採集系統；D、多個太陽能鏡相互串聯在一個連接部件上組成一個串聯組，每個串聯組上的太陽能鏡都與一個轉軸連接，此軸成為縱軸，多個串聯組相互並聯在一個連接部件上並與另外一個轉軸進行連接，此軸成為橫軸，橫軸與並縱軸不相互交叉，太陽能鏡與含有橫軸與縱軸的太陽能支架進行連接組成太陽能採集系統； E、由一個點聚焦的太陽能鏡或者一組點聚焦的太陽能鏡，與一個含有與地球自轉軸平行或者組成小於90度夾角的轉軸的太陽能支架進行連接。
5.根據權利要求4所述的一種移動點陣列太陽能聚焦熱發電系統，其特徵是連接部件或者轉軸的幾何形狀選擇自下列至少一種 A、直線型的柱體，在柱體上設置有多個太陽能鏡，優選直線與地球自轉軸平行； B、為曲線、拋物線型、複合拋物線型或雙曲拋物線型的一種或多種； C、為圓形、多邊形、弧形或矩形的一種或多種。
6.根據權利要求I所述的一種移動點陣列太陽能聚焦熱發電系統，其特徵是所述太陽能光熱轉換裝置支架由連接部件和至少一個轉軸以及與地面或者安裝部位進行連接的支撐件組成，太陽能光熱轉換裝置與連接部件進行連接後再與轉軸進行連接，再與支撐件進行連接； 所述連接部件或者轉軸的幾何形狀選擇自下列至少一種 直線型的柱體，在柱體上設置有多個太陽能鏡，優選直線與地球自轉軸平行； 為曲線、拋物線型、複合拋物線型或雙曲拋物線型的一種或多種； C、為圓形、多邊形、弧形或矩形的一種或多種。
7.根據權利要求4或6所述的一種移動點陣列太陽能聚焦熱發電系統，其特徵是所述跟蹤控制裝置由集成跟蹤控制裝置和/或成套跟蹤控制裝置組成 所述集成跟蹤控制裝置由動力提供部件、動力傳送部件、計算機控制部件組成為一個集成器件，集成器件設置在太陽能鏡支架或者太陽能光熱轉換裝置支架上並與轉軸進行連接，電子傳感器件設置在太陽能鏡或者太陽能光熱轉換裝置上，在每一個轉軸上設置有一個集成跟蹤控制裝置，電子傳感器件將控制信號傳送到集成器件中的計算機控制部件上，由集成控制裝置通過控制一個轉軸的轉動實現對每一個太陽能鏡跟蹤控制； 所述成套跟蹤控制裝置由動力提供部件、動力傳送部件、電子傳感部件、計算機控制部件組成，電子傳感器件設置在太陽能鏡或者太陽能光熱轉換裝置上，動力傳送部件與轉軸連接，動力傳送部件設置在太陽能鏡支架上，動力提供部件和計算機控制部件設置在太陽能鏡支架上或者跟蹤支架或者太陽能光熱轉換裝置支架或者地面上，電子傳感器件將控制信號傳送計算機控制部件，控制動力傳送部件提供動力經動力傳送部件傳送給轉軸，實現對轉軸的控制同時帶動設置在轉軸上的太陽能鏡進行跟蹤，多個太陽鏡及轉軸共同採用成套跟蹤控制裝置實現對太陽能的跟蹤控制； 所述電子傳感部件採用光學或者電子的傳感器，以光學信號、物理地理位置信號、電子傳感信號或者其組合，經單晶片機或者計算機內的軟體進行計算，實現對太陽能的跟蹤以及太陽能鏡或者太陽能光熱轉換裝置的驅動，光學信號、物理地理位置信號、電子傳感信號或者其組合設置在太陽能鏡上或者太陽能光熱轉換裝置上或者周圍並與計算機控制部件相連，計算機控制部件與動力提供部件相連，動力提供部件與動力傳送部件相連接。
8.根據權利要求7所述的一種移動點陣列太陽能聚焦熱發電系統，其特徵是所述的動カ提供部件，選自下列至少之ー A、機械驅動器件； B、相變驅動裝置，採用密閉在ー個空間的物質，隨著溫度的增大使其壓カ的増大，來推動運動機構，實現跟蹤； C、利用電能帶動電機或液壓裝置驅動動カ傳輸機構(10)來實現跟蹤； D、利用氣體壓力提供動カ的裝置； 所述的動力傳送部件設置在連接部件或和支撐部件上，並與動力提供裝置相連接，動力傳送部件選擇自下列ー種或者多種齒輪機構(10)、鏈條機構、渦輪蝸杆機構、鉸鏈機構。
9.根據權利要求I所述的ー種移動點陣列太陽能聚焦熱發電系統，其特徵是還設置有至少ー個蓄熱器，多個太陽能光熱轉換裝置與蓄熱器連接，蓄熱器與發電機組連接，太陽能光熱轉換器將太陽能轉化為熱能，蓄熱器將熱能進行儲存，發電機組利用儲存的熱能實現發電。
10.根據權利要求I所述的ー種移動點陣列太陽能聚焦熱發電系統，其特徵是太陽能點聚焦的光學鏡選擇自下列ー種或其組合 A、點聚焦的透鏡，包括玻璃、菲涅爾、非金屬或非金屬薄膜或薄鏡組成的透鏡； B、點聚焦的反射鏡，包括玻璃、菲涅爾、非金屬或非金屬薄膜或薄鏡組成的透鏡； C、複合曲面點聚焦鏡，包括複合拋物線、複合雙曲拋物線鏡； D、有由多個平面鏡或者曲面鏡組成的ー組太陽能鏡，每組太陽能鏡有一個點聚焦的焦點。
專利摘要本實用新型涉及太陽能利用，特別是採用點聚焦的太陽能鏡實現太陽能採集，並應用於一種移動點陣列太陽能聚焦熱發電系統。本實用新型至少含有一個或者一組點聚焦的太陽能鏡、至少一個太陽能光熱轉換裝置以及跟蹤控制裝置控制，太陽能鏡設置在太陽能鏡支架上，太陽能光熱轉換裝置設置在太陽能光熱轉換裝置支架上，太陽能光熱轉換裝置設置在太陽能鏡聚焦的點狀的區域內；跟蹤控制裝置控制太陽能鏡在太陽光變化時將太陽光聚焦到至少一個太陽能光熱轉換裝置上，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中太陽能光熱轉換裝置進行運動，每個或者每組太陽能鏡選擇可以達到最高的太陽能利用效率的太陽能光熱轉換裝置進行聚焦，從而實現太陽能的跟蹤聚焦利用。
文檔編號F03G6/06GK202545149SQ20122010211
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月17日 優先權日2012年3月17日
發明者李建民 申請人:成都奧能普科技有限公司