一種聯動追蹤集光裝置的製作方法

2023-12-04 19:40:11 3

專利名稱：一種聯動追蹤集光裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種太陽光收集追蹤裝置，特別涉及ー種聯動追蹤集光裝置。
背景技術：
隨著能源需求增加，將太陽能輻射高效的轉換為電能、熱能等可有效利用的能源日益受到關注。傳統太陽電池、光熱轉換器等存在效率較低，且價格昂貴等缺陷。一般而言，光伏電池或光熱轉換器實施所述轉化和轉換，且使用非聚光太陽能輻射以及聚光太陽能輻射執行轉化的系統在本領域是公知的。使用聚光裝置將光輻射收集起來再進行光能轉化，是解決目前太陽能產品高成本等缺陷的有效途徑之一。另外，在成像領域，人們也一直在尋找能夠實現迅速變換視場的快速，簡易方法。聚光系統一般使用ー個或多個平面鏡，拋物面鏡，透鏡等來實現聚光，並通過·太陽跟蹤傳感器、驅動裝置、轉動軸等實現輻射源跟蹤。與本發明所述聯動追蹤集光器相比，現有集光器/聚光器均存在聚光單元加工難度大、聚光對準精度低，成本高，機械運動機構複雜，安裝、調試難度大，可靠性不高等缺點，阻礙了聚光系統在實際應用中的進ー步推廣。鑑於以上缺陷，實有必要提供一種可以克服上述缺陷的聯動追蹤集光裝置。

發明內容
本發明提供了ー種聯動追蹤集光裝置，降低系統組裝和調試難度，簡化聚光系統生產，降低系統成本，提高系統可靠性和可維護性。本發明所採用的技術方案是—種聯動追蹤集光裝置，包括光接收器、光收集器，分別與光接收器和光收集器固定連接的聯動支架，以及驅動聯動支架旋轉的支撐支架，所述光接收器或光收集器連接有驅動其運動的驅動機構，當太陽光位置發生改變時，所述驅動裝置驅動光接收器或光收集器發生運動，從而跟蹤太陽光，在整個旋轉過程中，所述光接收器和光收集器的相對位置始
終保持一致。作為本發明的優選實施例，所述集光裝置進ー步包括有軌道，所述光接收器在該軌道上做往復運動；作為本發明的優選實施例，所述軌道包括圓形結構的軌道以及在軌道上滑動且呈十字交叉的橫軸和縱軸，所述光接收器安裝在橫軸和縱軸十字交叉的交點位置，所述驅動裝置與橫軸和縱軸固定連接；作為本發明的優選實施例，所述支撐支架的一端固定在地面或軌道，另一端設置有滾球，所述聯動支架開設有滑軌，通過所述滾球在滑軌內的運動實現支撐支架的一端在聯動支架表面的滑動；作為本發明的優選實施例，在整個運動過程中，所述光接收器或光收集器至少有一點與地面或軌道接觸；
作為本發明的優選實施例，所述支撐支架包括連杆以及與連杆滑動連接的帶滑槽的支撐架，所述支撐架固定在地面或軌道上，所述連杆的一端在支撐架的滑槽內滑動，另外一端轉動的連接在光接收器或光接收器上；作為本發明的優選實施例，所述光收集器包括共焦點的拋物面鏡和副拋物面鏡。本發明聯動追蹤集光裝置至少具有以下優點本發明支撐支架在聯動支架表面做往復運動，從而將光接收器或光收集器的平行運動轉變為聯動支架的旋轉運動，實現太陽光的追蹤，結構簡單，可操作性強。


圖I是本發明聯動追蹤集光裝置的結構示意圖；圖2是本發明聯動追蹤集光裝置的立體結構示意圖；圖3是本發明聯動追蹤集光裝置追蹤太陽光在不同狀態下的結構示意圖；·圖4是本發明裝置第二實施例在不同狀態下的結構示意圖；圖5是本發明裝置第三實施例中軌道的結構示意圖；圖6是圖5另外ー個角度的結構示意圖；圖7是本發明裝置第四實施例中軌道的結構示意圖；圖8是圖7另外ー個角度的結構示意圖。其中，11為光接收器，12為光收集器，13為聯動支架，14為支撐支架，15太陽光，16為地面/軌道，121為拋物面鏡，123為副拋物面鏡，161為第一軌道，163為橫軸，165為縱軸，141為連杆，143為支撐架。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明聯動追蹤集光裝置做進ー步詳細闡述本發明為ー種聯動式聚光跟蹤系統，即通過聯動系統，將光伏電池/光熱轉換器等光能轉換模組與面鏡/透鏡等聚光模組相連，使得光能轉換模組或聚光模組被驅動吋，與之相連的聚光模組或光能轉換模組可同時運動，以對準輻射源，達到最大聚光效果。被驅動模組的運動方式為平動。請參閱圖I和圖2所示,本發明所述的裝置包括光接收器11 :用於將照射到其表面的光能轉換為電能、熱能或光電信號，所述光接收器可以是光伏電池；光收集器12，用於將入射方向的光輻射聚集於所述光接收器11，在本實施例中為菲涅爾透鏡；支架系統，包括聯動支架13和支撐支架14，其中，所述聯動支架13將光收集器12和光接收器11連接為一體，所述聯動支架13與光收集器12和光接收器11共同形成截面為梯形的結構；所述支撐支架14的一端固定在地面上，另外一端滑動的連接在聯動支架13上，當光接收器11被驅動裝置驅動時，所述聯動支架13隨著光接收器一起運動，同時，支撐支架14在聯動支架13上滑動，所述光收集器12在聯動支架13的帶動下聯動以改變方向，從而追蹤太陽光15。雖然上述驅動裝置是與光接收器連接用以驅動光接收器，然而，如果所述驅動裝置與光收集器連接用以驅動光收集器也是可以實現本發明目的的。所述支撐支架14的一端固定在地面，另一端設置有滾球，所述聯動支架13開設有滑軌，通過所述滾球在滑軌內的運動實現支撐支架14的一端在聯動支架13表面的滑動。具體地說，當光接收器11在驅動裝置的帶動下沿軌道滑動時，所述支撐支架14的一端在聯動支架13的滑軌內移動，由於聯動支架13的兩端分別與光接收器11和光收集器12固定連接，因此，支撐支架14的一端在滑軌內的移動帶動聯動支架13的旋轉，從而帶動光接收器11和光收集器12本身的旋轉，最終達到追蹤太陽光的目的。所述聯動追蹤集光裝置進ー步包括有軌道16，所述光接收器在該軌道16上做往復運動，這樣，當太陽光角度發生改變時，所述光接收器在該軌道16上移動，與此同時，所述支撐支架14上設置的滾球在聯動支架的滑軌上移動，從而對太陽光進行追蹤。當太陽高度角變化時，驅動裝置驅動光接收器11在軌道上平動，同時光收集器12在聯動支架13的作用下改變方位角，直至對準太陽。此時支撐支架14固定不動，其頂端與·聯動支架滑動連接，以保證聯動支架可自由運動。此時，由光接收器、支撐支架、聯動支架共同支撐整個集光裝置。請參閱圖3所示，為本發明裝置在不同位置的狀態圖，其中，位置I為太陽在正頂方，太陽的高度角為0°，位置2為高度角為40°，位置3為高度角為30°。通過驅動光接收器11，在聯動支架13的帶動下，光收集器12改變方位角以對準太陽，實現最大光接收面積。支撐支架14固定不動並起到支撐集光裝置的作用。請參閱圖4所示，為本發明裝置的第二實施例，與前述裝置的不同點在於在該實施例中，所述聯動追蹤集光裝置的光收集器包括拋物面鏡121和副拋物面鏡123，且拋物面鏡和副拋物面鏡共焦點，其中，I和2分別為太陽光角度在不同位置的示意圖。下面請參閱圖5和圖6所示，為本發明裝置的第三實施例，其中，圖6為第三實施例的結構示意圖，圖7為第三實施例太陽光偏轉一定角度後的示意圖，與前述實施例的不同點在幹與光接收器相連的軌道16，在本實施例中，所述軌道包括圓形結構的第一軌道161以及在第一軌道161上滑動且呈十字交叉的橫軸163和縱軸165，所述光接收器安裝在橫軸163和縱軸165十字交叉的交點位置，所述驅動裝置與橫軸163和縱軸165固定連接，這樣，驅動裝置通過驅動橫軸和縱軸在軌道上移動，帶動支撐支架在聯動支架上的移動，從而實現對太陽光的ニ維追蹤。下面請參閱圖7和圖8所示，為本發明裝置的第四實施例，其與上述實施例的不同點在於支撐支架14，在本實施例中，所述支撐支架14包括連杆141以及與連杆滑動連接的帶滑槽的支撐架143，所述支撐架143固定在地面或軌道上，所述連杆141的一端在支撐架143的滑槽內滑動，另外一端轉動的連接在光接收器11上，這樣，當光接收器11在驅動裝置的帶動下沿軌道滑動時，所述連杆141的一端在支撐架143的滑槽內移動，由於聯動支架13的兩端分別與光接收器11和光收集器12固定連接，因此，連杆141在滑槽內的移動帶動聯動支架13的旋轉，從而帶動光接收器11和光收集器12本身的旋轉，最終達到追蹤太陽光的目的。以上所述僅為本發明的一種實施方式，不是全部或唯一的實施方式，本領域普通技術人員通過閱讀本發明說明書而對本發明技術方案採取的任何等效的變換，均為本發明的權利要求所涵蓋。
權利要求
1.一種聯動追蹤集光裝置，其特徵在於包括光接收器(11)、光收集器(12)，分別與光接收器(11)和光收集器(12)固定連接的聯動支架(13)，以及驅動聯動支架(13)旋轉的支撐支架(14)，所述光接收器或光收集器連接有驅動其運動的驅動機構，當太陽光位置發生改變時，所述驅動裝置驅動光接收器或光收集器發生運動，從而跟蹤太陽光，在整個旋轉過程中，所述光接收器和光收集器的相對位置始終保持一致。
2.如權利要求I所述的聯動追蹤集光裝置，其特徵在於所述集光裝置進一步包括有軌道，所述光接收器在該軌道上做往復運動。
3.如權利要求2所述的聯動追蹤集光裝置，其特徵在於所述軌道包括圓形結構的軌道以及在軌道上滑動且呈十字交叉的橫軸和縱軸，所述光接收器安裝在橫軸和縱軸十字交叉的交點位置，所述驅動裝置與橫軸和縱軸固定連接。
4.如權利要求2或3所述的聯動追蹤集光裝置，其特徵在於所述支撐支架的一端固定在地面或軌道，另一端設置有滾球，所述聯動支架(13)開設有滑軌，通過所述滾球在滑軌 內的運動實現支撐支架的一端在聯動支架(13)表面的滑動。
5.如權利要求4所述的聯動追蹤集光裝置，其特徵在於在整個運動過程中，所述光接收器或光收集器至少有一點與地面或軌道接觸。
6.如權利要求2或3所述的聯動追蹤集光裝置，其特徵在於所述支撐支架(14)包括連杆(141)以及與連杆滑動連接的帶滑槽的支撐架(143)，所述支撐架(143)固定在地面或軌道上，所述連杆(141)的一端在支撐架(143)的滑槽內滑動，另外一端轉動的連接在光接收器(11)或光接收器(12)上。
7.如權利要求4所述的聯動追蹤集光裝置，其特徵在於所述光收集器包括共焦點的拋物面鏡和副拋物面鏡。
8.如權利要求5所述的聯動追蹤集光裝置，其特徵在於所述光收集器包括共焦點的拋物面鏡和副拋物面鏡。
9.如權利要求6所述的聯動追蹤集光裝置，其特徵在於所述光收集器包括共焦點的拋物面鏡和副拋物面鏡。
10.一種聯動追蹤裝置，其特徵在於包括光電轉換裝置、滑動杆、聯動支架，支撐支架，其中，所述聯動支架的兩端分別與光電轉換裝置和滑動杆樞軸連接，所述光電轉換裝置或滑動杆連接有驅動其運動的驅動機構，當太陽光位置發生改變時，所述驅動裝置驅動光 電轉換裝置或滑動杆發生運動，從而跟蹤太陽光，在整個旋轉過程中，所述光電轉換裝置和滑動杆的相對位置始終保持一致。
全文摘要
本發明提供了一種聯動追蹤集光裝置，包括光接收器、光收集器，連接光接收器和光收集器的聯動支架，以及在聯動支架表面做往復運動的支撐支架，所述光接收器或光收集器連接有驅動其轉動的驅動機構，當太陽光位置發生改變時，所述驅動裝置驅動光接收器或光收集器發生旋轉，從而跟蹤太陽光，在整個旋轉過程中，所述光接收器和光收集器始終保持平行。本發明支撐支架在聯動支架表面做往復運動，從而將光接收器或光收集器的平行運動轉變為聯動支架的旋轉運動，實現太陽光的追蹤，結構簡單，可操作性強。
文檔編號F24J2/46GK102790104SQ20121028661
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月13日 優先權日2012年8月13日
發明者郭熹 申請人:郭熹