一種槽式聚光太陽能二維跟蹤裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種槽式聚光太陽能二維跟蹤裝置，屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)境問題日益嚴(yán)重，水污染、空氣污染，尤其是近年來PM2.5對環(huán)境的污染更為嚴(yán)重。歸其因，主要是由于我們大量使用化石能源造成的。
[0003]可再生能源是環(huán)境友好型的能源，特別是太陽能。太陽能利用技術(shù)主要包括光熱利用和光伏利用。光熱利用主要有塔式、碟式、槽式三種形式，其中，槽式由于其成本低、安裝調(diào)試方便等優(yōu)點，目前成為太陽能熱利用技術(shù)商業(yè)化的典范。
[0004]槽式聚光太陽能最大的優(yōu)點是成本低，但其系統(tǒng)一般采用太陽能一維跟蹤技術(shù)，即太陽能方位角的跟蹤，忽略了太陽能高度角的跟蹤。有學(xué)者提出了進(jìn)行季節(jié)性調(diào)節(jié)高度角，這樣的方案不是很有效，因為槽式聚光太陽能利用技術(shù)的特點是一條很長槽式聚光線，一般長達(dá)50米，甚至100多米，對這樣的系統(tǒng)進(jìn)行高度角調(diào)節(jié)是行不通的。目前，國內(nèi)外大部分槽式聚光線均采用水平布置。也有些采用一固定角安裝形式，該固定角一般與當(dāng)?shù)氐木暥认嚓P(guān)，對于非常長的聚光線，這種布置方案也是不合理的，因為聚光線很長，本身的重量對聚光支架影響很大，使得聚光支架受力不均勻，導(dǎo)致聚光支架變形，降低跟蹤精度。
[0005]中國專利CN202630453U公布了一種免跟蹤二次聚光太陽能裝置，利用透明玻璃柱聚光照射在槽式吸熱扁管或光伏電池上，槽式太陽能拋物面反射聚光照射在槽式吸熱扁管或光伏電池上，形成對槽式吸熱扁管中的水加熱或雙面光伏電池板二次聚光。該專利跟蹤方式也為一維跟蹤方式，無法實現(xiàn)槽式聚光二維高精度跟蹤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:針對上述現(xiàn)有槽式聚光太陽能利用技術(shù)中，目前實現(xiàn)方式為一維跟蹤方式，且聚光利用效率低的問題與不足，本發(fā)明的目的是提供一種槽式聚光太陽能二維跟蹤裝置。
[0007]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種槽式聚光太陽能二維跟蹤裝置，包括支架、反光鏡、集熱器、直線導(dǎo)軌、導(dǎo)軌滑塊、導(dǎo)向輪、傳動帶、傳動齒輪、傳動電機(jī)。
[0008]所述反光鏡將陽光反射到集熱器上，集熱器安裝在導(dǎo)軌滑塊上，導(dǎo)軌滑塊安裝在直線導(dǎo)軌下方，直線導(dǎo)軌安裝在支架上，傳動齒輪安裝在直線導(dǎo)軌上方，傳動帶兩頭分別固定在導(dǎo)軌滑塊上，傳動帶依次經(jīng)過導(dǎo)向輪、傳動齒輪、傳動電機(jī)、傳動齒輪、導(dǎo)向輪與另一端導(dǎo)軌滑塊固定連接。
[0009]所述傳動電機(jī)依次經(jīng)過傳動齒輪、導(dǎo)向輪分別與兩個導(dǎo)軌滑塊連接，傳動電機(jī)正反轉(zhuǎn)可以在水平方向?qū)崿F(xiàn)集熱器的移動。傳動電機(jī)可通過程序控制或者光電傳感器反饋控制。
[0010]所述支架是由剛才焊接而成，用于支撐反光鏡和集熱器等，與現(xiàn)有槽式聚光太陽能技術(shù)類似。
[0011]所述反光鏡，由高反射率的鍍銀或者鍍鋁的拋物面鏡，拋物面鏡的焦線在集熱器上。
[0012]所述集熱器，由太陽能中溫或者高溫集熱器構(gòu)成，一般由真空集熱管構(gòu)成，流體可以用水，集熱器進(jìn)口為水，出口就可以得到高溫高壓的水蒸氣。
[0013]所述直線導(dǎo)軌，由性能良好的鋼材構(gòu)成，并且導(dǎo)軌接觸面光滑，直線導(dǎo)軌的長度要長于集熱器的長度。
[0014]所述導(dǎo)軌滑塊，安裝在直線導(dǎo)軌上，可以自由滑動，集熱器安裝在導(dǎo)軌滑塊上，隨著導(dǎo)軌滑塊一起滑動。
[0015]所述導(dǎo)向輪，安裝在導(dǎo)軌滑塊與傳動齒輪之間，用于將傳動帶的轉(zhuǎn)向，防止傳動帶與其他物體的摩擦，導(dǎo)致傳動誤差或者傳動失敗。
[0016]所述傳動帶，其兩端分別與兩導(dǎo)軌滑塊固定連接，依次經(jīng)過導(dǎo)向輪、傳動齒輪、傳動電機(jī)、傳動齒輪、導(dǎo)向輪。
[0017]所述傳動齒輪，固定安裝在直線導(dǎo)軌上方，位于傳動齒輪與導(dǎo)向輪之間，用于完成電機(jī)的精確傳動任務(wù)。
[0018]所述傳動電機(jī)，一般由交流電機(jī)或者直流電機(jī)構(gòu)成，必須可實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，控制方案可采用天文算法進(jìn)行程序控制，也可采用高精度的太陽能跟蹤傳感器進(jìn)行光電反饋控制，也可以采用天文與反饋復(fù)合控制。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果:
[0020](I)實現(xiàn)槽式聚光太陽能高精度二維跟蹤技術(shù)；
[0021](2)利用電機(jī)自動控制集熱器在水平方向移動，系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠；
[0022](3)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低，可大規(guī)模推廣。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為直線導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為集熱器水平傳動結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為傳動結(jié)構(gòu)局部放大示意圖；
[0027]圖5為太陽能高度角為最大時,系統(tǒng)光線反射情況示意圖；
[0028]圖6為太陽能聞度角為最小時,系統(tǒng)光線反射情況不意圖；
[0029]附圖標(biāo)記:支架1、反光鏡2、集熱器3、直線導(dǎo)軌4、導(dǎo)軌滑塊5、導(dǎo)向輪6、傳動帶7、傳動齒輪8、傳動電機(jī)9。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
[0031]如圖1所示，反光鏡2將陽光反射到集熱器3上，集熱器3兩端分別安裝在兩個導(dǎo)軌滑塊5上，集熱器3與導(dǎo)軌滑塊固定在一起，導(dǎo)軌滑塊5安裝在直線導(dǎo)軌4下方，可以水平方向滑動，如圖2所示，即集熱器3可以在水平方向滑動，如圖3所示。
[0032]直線導(dǎo)軌4安裝在支架I上，支架的安裝要求為集熱器3為反光鏡2的焦線位置，使得太陽能經(jīng)過反光鏡2后，將太陽光線聚焦到集熱器3上。
[0033]傳動齒輪8固定安裝在直線導(dǎo)軌4上方，傳動帶7兩頭分別固定在兩塊導(dǎo)軌滑塊5上，傳動帶7依次從導(dǎo)軌滑塊5、導(dǎo)向輪6、傳動齒輪8、傳動電機(jī)9、傳動齒輪8、導(dǎo)向輪6，再回到另一端導(dǎo)軌滑塊5固定連接，如圖3和圖4所示。
[0034]經(jīng)過以上設(shè)計，可實現(xiàn)集熱器3在反光鏡2的焦線處可作平行移動，直線導(dǎo)軌4的設(shè)計長度需要考慮太陽最大高度角與最小高度角，在結(jié)合反光鏡2和集熱器3的長度，即可得直線導(dǎo)軌4的長度，計算公式為
[0035]L1=L2+L3*tan Θ
[0036]式中，LI為反光鏡2的寬度，L2反光鏡2的寬度，L3為反光鏡2的焦距，Θ為光線入射角，圖5和圖6所示，θ=90_α，α為太陽能的高度角。
[0037]當(dāng)太陽能高度角為最大時，S卩α最大，如圖5所示，集熱器3位于直線導(dǎo)軌4的最左側(cè)；當(dāng)太陽能高度角為最小時，即α最小，如圖6所示，集熱器3位于直線導(dǎo)軌4的最右側(cè)。
[0038]本發(fā)明的工作過程如下:
[0039]計算或者檢測太陽高度角α，推算出集熱器3所在的位置，由傳動電機(jī)9調(diào)節(jié)集熱器3的位置，傳動電機(jī)9順時針轉(zhuǎn)動，傳動帶7右轉(zhuǎn)，則帶動導(dǎo)軌滑塊5向左滑動，傳動帶7右轉(zhuǎn)時，經(jīng)過傳動齒輪8和導(dǎo)向輪6，防止傳動帶7與其他物體的接觸。傳動電機(jī)9逆時針轉(zhuǎn)動，傳動帶7左轉(zhuǎn)，則帶動導(dǎo)軌滑塊5向右滑動。在導(dǎo)軌滑塊5的終點位置設(shè)置限位開關(guān)，防止控制錯誤。
[0040]本發(fā)明在現(xiàn)有的槽式聚光太陽能系統(tǒng)中引入水平自動調(diào)節(jié)集熱器裝置，實現(xiàn)了槽式聚光太陽能的二維跟蹤技術(shù)，從而解決了傳統(tǒng)槽式聚光太陽能一維聚光系統(tǒng)的光利用率低、跟蹤精度低，接收器受熱不均勻等缺點。
[0041]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，如將集熱器3改為其他的熱接收器、光電接收器、光電光熱一體化接收器等，以及傳動機(jī)構(gòu)作簡單的變化，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種槽式聚光太陽能二維跟蹤裝置，其特征在于包括支架(I)、反光鏡(2)、集熱器(3)、直線導(dǎo)軌(4)、導(dǎo)軌滑塊(5)、導(dǎo)向輪(6)、傳動帶(7)、傳動齒輪(8)、傳動電機(jī)(9)構(gòu)成； 所述反光鏡(2)將陽光反射到集熱器(3)上，集熱器(3)安裝在導(dǎo)軌滑塊(5)上，導(dǎo)軌滑塊(5)安裝在直線導(dǎo)軌(4)下方，直線導(dǎo)軌(4)安裝在支架(I)上，傳動齒輪(8)安裝在直線導(dǎo)軌(4)上方，傳動帶(7)兩頭分別固定在導(dǎo)軌滑塊(5)上，傳動帶(7)依次經(jīng)過導(dǎo)向輪(6)、傳動齒輪(8)、傳動電機(jī)(9)、傳動齒輪(8)、導(dǎo)向輪(6)與另一端導(dǎo)軌滑塊(5)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種槽式聚光太陽能二維跟蹤裝置其特征在于傳動電機(jī)(9)依次經(jīng)過傳動齒輪(8)、導(dǎo)向輪(6)分別與兩個導(dǎo)軌滑塊(5)連接，傳動電機(jī)(9)正反轉(zhuǎn)可以在水平方向?qū)崿F(xiàn)集熱器(3 )移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種槽式聚光太陽能二維跟蹤裝置其特征在于傳動電機(jī)(9)可通過程序控制或者光電傳感器反饋控制。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種槽式聚光太陽能二維跟蹤裝置，結(jié)合光學(xué)原理，利用直線導(dǎo)軌技術(shù)，使得集熱器在水平方向移動。采用電機(jī)控制集熱器水平方向的自動移動，跟蹤槽式聚光太陽能的聚光光斑，實現(xiàn)槽式聚光太陽能二維自動高精度跟蹤技術(shù)，解決了槽式聚光太陽能的重大缺陷：一維跟蹤方式，系統(tǒng)效率低，部分聚光光能沒有得到利用。
【IPC分類】F24J2-38
【公開號】CN104879934
【申請?zhí)枴緾N201410073393
【發(fā)明人】李俊嬌, 陸玉正
【申請人】陸玉正
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2014年2月28日