用于聚集能量的設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開涉及用于聚集能量的設備。本發(fā)明涉及太陽能技術，并且可以應用于“跟蹤碟”、“盤”或“太陽塔”類型的太陽能設施或其他類似系統(tǒng)中。技術效果包括提高了技術的可應用性，簡化了對準和避免了對于鏡子系統(tǒng)的尺寸的嚴格限制。用于聚集能量的設備包括主聚集器和能量轉換器以及附加聚集器，所述附加聚集器安裝在所述主聚集器的聚焦區(qū)中，并且所述能量轉換器安裝在所述附加聚集器的聚焦區(qū)中，其中所述附加聚集器具有一段凹陷的圓柱形或球形的表面的形式。
【專利說明】用于聚集能量的設備

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽能工程，并且可以應用于"跟蹤碟（tracking saucer) "、"盤 (pan)"或"太陽塔（solar tower)"類型的太陽能設施（solar power plant)或其他類似系 統(tǒng)中。

【背景技術】
[0002] 本發(fā)明的【背景技術】公開了被設計成聚集太陽能的各種設備。
[0003] 具體而言，一種設備涉及在1990年12月23日公布的作者的證書SU1615484中描 述的太陽能加熱器，其包括固定的半球形反射器和固定的吸熱器。該技術方案的缺陷在于 其效率低。
[0004] 對于關鍵特征的組合，最接近所要求的設備的是在1987年10月23日公布的作 者的證書SU1347068中公開的太陽能聚集器，其包括主聚集器和附加聚集器以及能量轉換 器。這種技術方案的缺陷在于其技術和操作上的復雜度以及其效率較差。


【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的任務包括簡化設計和降低其成本以及提高其效率。
[0006] 通過應用本發(fā)明所獲得的技術效果包括改善技術的可得到性，簡化調整和避免對 于鏡子系統(tǒng)（mirror system)的大小的現(xiàn)有的嚴格限制。
[0007] 所述技術效果的實現(xiàn)歸功于如下事實：包括主聚集器和能量轉換器的用于聚集能 量的設備包括安裝在所述主聚集器的聚焦區(qū)中的附加聚集器，所述能量轉換器安裝在所述 附加聚集器的聚焦區(qū)中，而所述附加聚集器被制造為一段凹陷的圓柱形或球形的表面。同 時，所述主聚集器被制造為平面鏡的集合，所述平面鏡被定向為使反射光軸經過所述附加 聚集器的球心或圓柱軸，并且所述能量轉換器被制造為熱交換器或有源或無源元件的分布 式系統(tǒng)。所述平面鏡被安裝成與地平線成一角度，該角度等于所述設備位置地點的地理緯 度的一半。
[0008] 此外，支撐所述平面鏡的主聚集器表面被制造為球形或圓柱形，其半徑等于其表 面到所述附加聚集器的球心或圓柱軸之間的距離的兩倍。
[0009] 所述技術效果的實現(xiàn)還歸功于如下事實：所述熱交換器可以包括至少兩部分，并 且可以被制造為球形環(huán)或環(huán)狀球形板塊。
[0010] 作為單獨的鏡子系統(tǒng)，通常使用常見的平面鏡來制造，所述平面鏡便宜很多倍并 且比球形拋物線鏡子更容易獲得。作為位于塔上的能量聚集器，使用截斷的球體段或截斷 的圓柱體形式的鏡子來制造。平面鏡被定向為使得反射光軸經過聚集器球心或附加聚集器 的圓柱軸。同時，球形或圓柱形聚集器的聚焦區(qū)的形成不依賴于系統(tǒng)平面鏡關于距離及其 水平位置的位置精度。必需提供平面鏡的僅僅與角度有關的精確調整。它使得能夠構建平 面鏡的任何位置配置，例如，其平面安排，與球形鏡安排相比，應當利用關于系統(tǒng)的與角度 有關的聚焦點、水平位置以及到焦點的距離的非常高的精度來執(zhí)行。從簡化、與角度有關的 其調整精度以及其附接的視點來看，用于在主聚集器上安排平面鏡的最有效配置是將其置 于球體或圓柱體上，其半徑將等于從該球形表面或圓柱形表面到附加聚集器的球心或圓柱 軸的距離的兩倍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 本發(fā)明已被一些附圖示出，其中：
[0012] 圖1示出了在"跟蹤碟"情況下電力設施結構的一般視圖；
[0013] 圖2是"跟蹤碟"類型的設備的一般視圖，該設備具有環(huán)狀安排的平面鏡并且熱交 換器被制造為球形環(huán)；
[0014] 圖3是設備的圖示表示，即側視圖；
[0015] 圖4示出了圖3的視圖A ;
[0016] 圖5是"盤"類型設備的一般視圖；
[0017] 圖6是"盤"類型設備的一般視圖，該設備的鏡子轉向等于設備位置站點的地理緯 度的一半的角度；
[0018] 圖7是"盤"類型設備的一般視圖，該設備的平面鏡位于盤邊緣上并且熱交換器由 2部分構成，每個部分具有有體積的圓柱體的一部分的形式；
[0019] 圖8是"太陽塔"類型設備的一般視圖，該設備的附加球形聚集器安裝在塔上并且 具有小尺寸的熱交換器；以及
[0020] 圖9是用來解釋聚焦距離的計算的圖。

【具體實施方式】
[0021] 在應用所要求的用于聚集太陽輻射的設備時，建議使用常見的可獲得的平面鏡， 其大小從0. 1X0. 1米到4X4米以被安裝到半徑從1到100米的球體上或寬度為5到100 米的圓柱體上。建議使用半徑為〇. 2到10米并且大小為0. 4到20米或更大的球形或圓柱 形聚集器。
[0022] 圖9被畫出以解釋對于離主光軸的距離"a"處、與主光軸平行地落到聚集器上的 光束，用于具有半徑R的凹陷球形或圓柱形聚集器的聚焦距離FP的計算。工作的幾何配置 由圖中可以清楚。在等腰三角形A0F中容易通過底0A = R和相鄰角度α來表示側0F:
[0023]

【權利要求】
1. 用于聚集能量的設備，包括主聚集器和能量轉換器，其中所述設備包括安裝在所述 主聚集器的聚焦區(qū)中的附加聚集器，并且所述能量轉換器安裝在所述附加聚集器的聚焦區(qū) 中，所述附加聚集器被制造為一段凹陷的圓柱形或球形的表面。
2. 如權利要求1所述的設備，其中所述主聚集器被制造為平面鏡的集合，所述平面鏡 被定向為使得反射光軸經過所述附加聚集器的球心或圓柱軸。
3. 如權利要求1所述的設備，其中所述能量轉換器被制造為熱交換器。
4. 如權利要求1所述的設備，其中所述能量交換器被制造為有源或無源元件的分布式 系統(tǒng)。
5. 如權利要求1所述的設備，其中支撐所述平面鏡的主聚集器表面被制造為球形的或 圓柱形的，并且半徑等于其表面和所述附加聚集器的球心或圓柱軸之間的距離的兩倍。
6. 如權利要求1所述的設備，其中所述平面鏡被安裝成與地平線成一角度，所述角度 等于所述設備位置地點的地理緯度的一半。
7. 如權利要求1所述的方法，其中所述熱交換器包括至少兩部分。
8. 如權利要求1所述的方法，其中所述熱交換器被制造為球形環(huán)或環(huán)狀球形板塊。
【文檔編號】F24J2/18GK104067069SQ201180076055
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2011年12月29日 優(yōu)先權日:2011年12月29日
【發(fā)明者】E·V·康拉科夫 申請人:昆特里爾資產股份有限公司