專利名稱：一種固定點陣列太陽能海水淡化系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能利用，特別是采用點聚焦的太陽能鏡實現(xiàn)太陽能采集，采用點聚焦的轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)太陽能的聚焦跟蹤海水淡化系統(tǒng)，涉及太陽能的聚焦利用。
背景技術：
太陽能海水淡化，就是利用太陽能實現(xiàn)海水淡化的設備。截至1990年，全世界已安裝的海水淡化裝置的產(chǎn)水能力為13，000，000立方米/天。到2000年，這個數(shù)字已經(jīng)翻了一倍。淡化水的迅速增加，就會產(chǎn)生一系列的問題，其中最突出的就是能源的消耗問題。據(jù)估計，每天生產(chǎn)13，000，000立方米的淡化水，每年需要 消耗原油I. 3億噸。即使人們支付得起這筆燃料的費用，但地球的溫室效應、空氣污染等也告示人們必須謹慎從事。因此，尋求用太陽能來進行海水淡化，必將受到人們的青瞇。人類早期利用太陽能進行海水淡化，主要是利用太陽能進行蒸餾，所以早期的太陽能海水淡化裝置一般都稱為太陽能蒸餾器。早期的太陽能蒸餾器由于水產(chǎn)量低，初期成本高，因而在很長一段時間里受到人們的冷落。第一次世界大戰(zhàn)之后，太陽能蒸餾器再次引起了人們極大的興趣。當時不少新裝置被研制出來，比如頂棚式、傾斜幕芯式、傾斜盤式以及充氣式太陽能蒸餾器等等，為當時的海上救護以及人民的生活用水解決了很大問題。太陽能蒸餾器的運行原理是利用太陽能產(chǎn)生熱能驅(qū)動海水發(fā)生相變過程，即產(chǎn)生蒸發(fā)與冷凝。運行方式一般可分為直接法和間接法兩大類。顧名思義，直接法系統(tǒng)直接利用太陽能在集熱器中進行蒸餾，而間接法系統(tǒng)的太陽能集熱器與海水蒸餾部分是分離的。但是，近20多年來，已有不少學者對直接法和間接法的混合系統(tǒng)進行了深人研究，并根據(jù)是否使用其他的太陽能集熱器又將太陽能蒸餾系統(tǒng)分為主動式和被動式兩大類。被動式太陽能蒸餾系統(tǒng)的例子就是盤式太陽能蒸餾器，人們對它的應用有了近150年的歷史。由于它結(jié)構(gòu)簡單、取材方便，至今仍被廣泛采用。目前對盤式太陽能蒸餾器的研究主要集中于材料的選取、各種熱性能的改善以及將它與各類太陽能集熱器配合使用上。目前，比較理想的盤式太陽能蒸餾器的效率約在35%，晴好天時，產(chǎn)水量一般在3 4kg / m左右。如果在海水中添加濃度為172. 5ppm的黑色萘胺，蒸餾水產(chǎn)量可以提高約30%。被動式太陽能蒸餾系統(tǒng)的一個嚴重缺點是工作溫度低，產(chǎn)水量不高，也不利于在夜間工作和利用其它余熱。為此，人們提出了數(shù)十種主動式太陽能蒸餾器的設計方案，并對此進行了大量研究。在主動式太陽能蒸餾系統(tǒng)中，由于配備有其它的附屬設備，使其運行溫度得以大幅提高，或使其內(nèi)部的傳熱傳質(zhì)過程得以改善。而且，在大部分的主動式太陽能蒸餾系統(tǒng)中，都能主動回收蒸汽在凝結(jié)過程中釋放的潛熱，因而這類系統(tǒng)能夠得到比傳統(tǒng)的太陽能蒸餾器高一至數(shù)倍的產(chǎn)水量。聚焦太陽能海水淡化系統(tǒng)是采用太陽能聚焦跟蹤技術實現(xiàn)太陽能的高溫熱采集，再通過將熱能傳送給海水淡化設備，實現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)有的太陽能聚焦熱發(fā)電分為槽式、塔式、碟式三種，其太陽能采集部分可以用于海水淡化。通常塔式、碟式可以達到800-2000度的采集溫度，利用此熱能可以實現(xiàn)太陽能的海水淡化。太陽能點聚焦利用技術主要是塔式和蝶式二種，碟式系統(tǒng)是采用太陽能鏡聚焦于一個海水淡化裝置上。塔式系統(tǒng)是將一個太陽能鏡作為定日鏡，將多個太陽能反射鏡聚焦于一個海水淡化裝置上的太陽能海水淡化系統(tǒng)，由于塔式太陽能采集的特征，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(cè)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后才可以利用，因而太陽能采集效率低，該技術方案可以實現(xiàn)高溫的采集，但是通常其規(guī)模較大，不適合于小型或者家用系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是提供一種固定點陣列太陽能海水淡化系統(tǒng)，采用太陽能鏡采集焦點成為點的各種太陽能光學鏡，在焦點的區(qū)域內(nèi)設置海水淡化裝置，海水淡化裝置不跟隨太陽能鏡一起運動，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中，其焦距發(fā)生變化，因而稱為變焦跟蹤；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海水淡化裝置 或海水淡化裝置的太陽能光熱轉(zhuǎn)換器上，在每天的太陽能跟蹤過程聚焦于至少一個海水淡化裝置或海水淡化裝置的太陽能光熱轉(zhuǎn)換器上，實現(xiàn)太陽能的經(jīng)濟利用，在進行跟蹤太陽的過程中，保持其焦距始終處于海水淡化裝置的點的區(qū)域；海水淡化裝置設置在太陽能鏡周圍，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中不跟隨太陽能鏡進行運動；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支架上，來實現(xiàn)的高溫高效采集及利用。由于采用點聚焦的太陽能海水淡化系統(tǒng)，同時，采用變焦跟蹤的技術，因而稱為變焦固定點陣列太陽能海水淡化系統(tǒng)。本實用新型采用至少一個或者一組太陽能鏡與至少一個海水淡化裝置組合構(gòu)成整體的跟蹤海水淡化系統(tǒng)，將至少一個或者一組太陽能鏡在多個海水淡化裝置之間最優(yōu)的聚焦，從而實現(xiàn)了提高現(xiàn)有太陽能跟蹤系統(tǒng)的跟蹤效率，降低了跟蹤系統(tǒng)的成本，這樣克服了現(xiàn)有塔式太陽能海水淡化系統(tǒng)太陽能采集時間低的缺點，通過設置多個海水淡化裝置的技術方法，實現(xiàn)了對現(xiàn)有太陽能鏡的利用時間和效率的提高，使得點聚焦的系統(tǒng)可以進行分布式、小型化的適合不同的規(guī)模的要求，同時也適合于大規(guī)模系統(tǒng)。具體發(fā)明內(nèi)容如下一種固定點陣列太陽能海水淡化系統(tǒng)，包括海水淡化裝置(I)、可以采集太陽能的光學鏡(2)、支撐太陽能鏡的太陽能支架裝置(4)、動力提供裝置、動力傳送裝置，以及電子控制系統(tǒng)，其特征是至少一個或者一組點聚焦的太陽能鏡以及至少一個海水淡化裝置；海水淡化裝置設置在太陽能鏡聚焦的點狀的區(qū)域內(nèi)，并設置在太陽能鏡的上方或者下方，海水淡化裝置設置在海水淡化裝置支架上；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海水淡化裝置或海水淡化裝置的太陽能光熱轉(zhuǎn)換器上，在每天的太陽能跟蹤過程聚焦于至少一個海水淡化裝置或海水淡化裝置的太陽能光熱轉(zhuǎn)換器上，在太陽鏡跟蹤太陽能過程海水淡化裝置或海水淡化裝置的太陽能光熱轉(zhuǎn)換器與太陽能鏡不一起運動，海水淡化裝置或海水淡化裝置的太陽能光熱轉(zhuǎn)換器與地面保持相對靜止，實現(xiàn)太陽能的跟蹤聚焦海水淡化利用。[0014]海水淡化裝置由太陽能光熱轉(zhuǎn)換器、海水淡化床、海水淡化流體、海水淡化室組成，海水淡化床設置在海水淡化室內(nèi)，并在海水淡化室上設置有海水進口和淡水出口，海水自進口進入到海水淡化室內(nèi)，鏡海水淡化床上與海水淡化流體進行換熱，海水被加熱后成為蒸汽從后從出口流出，經(jīng)冷凝后成為淡水，從而完成海水淡化。太陽能光熱轉(zhuǎn)換器將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能直接加熱被海水淡化物質(zhì)或與海水淡化流體換熱，海水淡化流體與設置在海水淡化床上的海水進行換熱將被海水淡化物進行海水淡化。海水淡化裝置或者海水淡化裝置的太陽能光熱轉(zhuǎn)換器設置在太陽能鏡采集區(qū)域。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海水淡化裝置上，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于至少二個海水淡化裝置上，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海水淡化裝置進行聚焦。由多個太陽能鏡與多個海水淡化裝置組成的太陽能海水淡化系統(tǒng)，多個太陽能鏡根據(jù)太陽能采集效率進行最優(yōu)的聚焦，每個太陽能鏡可以根據(jù)太陽能采集效率的原則選擇距離最近或者最優(yōu)的海水淡化裝置的原則，最優(yōu)的進行聚焦選擇。這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(yōu)的一個海水淡化裝置，實現(xiàn)太陽能的采集和利用。多個太陽鏡中可以有太陽能鏡在跟蹤過程中聚焦于一個海水淡化裝置，但是至少有一個或者一組聚焦于兩個以上的海水淡化裝置，或者根據(jù)需要聚焦于多個海水淡化裝置。所述太陽能鏡支架由連接部件和至少一個轉(zhuǎn)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采集系統(tǒng)，太陽能采集系統(tǒng)選擇至少下列一種A、每個太陽能鏡上設置有二個轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸的太陽能鏡支架進行連接組成太陽能米集系統(tǒng)；B、每個太陽能鏡分別與二個轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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后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采集系統(tǒng)；C、多個太陽能鏡相互串聯(lián)在一個連接部件上組成一個串聯(lián)組，每個串聯(lián)組上的太陽能鏡與一個轉(zhuǎn)軸連接，此軸成為縱軸，多個串聯(lián)組相互并聯(lián)在一個連接部件上并與另外一個轉(zhuǎn)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采集系統(tǒng)；D、多個太陽能鏡相互串聯(lián)在一個連接部件上組成一個串聯(lián)組，每個串聯(lián)組上的太陽能鏡都與一個轉(zhuǎn)軸連接，此軸成為縱軸，多個串聯(lián)組相互并聯(lián)在一個連接部件上并與另外一個轉(zhuǎn)軸進行連接，此軸成為橫軸，橫軸與并縱軸不相互交叉，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采集系統(tǒng)；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(zhuǎn)軸平行或者組成小于90度夾角的轉(zhuǎn)軸的太陽能支架進行連接。由于采用了多個海水淡化裝置，因而可以實現(xiàn)最優(yōu)的太陽能鏡的采集，太陽能鏡可以根據(jù)需要選擇適當?shù)暮Ｋb置進行聚焦，同時由于采用了多個海水淡化裝置，因而可以選取最優(yōu)的海水淡化裝置聚焦，這樣降低了太陽能跟蹤的成本。為了實現(xiàn)最優(yōu)的跟蹤，連接部件或者轉(zhuǎn)軸可以采用不同的幾何形狀，以便于太陽能鏡的跟蹤適合于不同的海水淡化裝置，但是連接部件或者轉(zhuǎn)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(yōu)選直線與地球自轉(zhuǎn)軸平行；B、為曲線、拋物線型、復合拋物線型、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。每一個轉(zhuǎn)軸上設置有一個集成跟蹤控制裝置或者/和多個轉(zhuǎn)軸共同采用成套跟蹤控制裝置實現(xiàn)對太陽能的跟蹤控制，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。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上并與轉(zhuǎn)軸進行連接，電子傳感器件設置在太陽能鏡上，在每一個轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)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上，動力傳送部件與轉(zhuǎn)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地地面上，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(jīng)動力傳送部件傳送給轉(zhuǎn)軸，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)軸的控制同時帶動設置在轉(zhuǎn)軸上的太陽能鏡進行跟蹤，多個太陽鏡及轉(zhuǎn)軸共同采用成套跟蹤控制裝置實現(xiàn)對太陽能的跟蹤控制；所述電子傳感部件采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(jīng)單芯片機或者計算機內(nèi)的軟件進行計算，實現(xiàn)對太陽能的跟蹤以及太陽能鏡的驅(qū)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周圍并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(qū)動器件；B、相變驅(qū)動裝置，采用密閉在一個空間的物質(zhì)，隨著溫度的增大使其壓力的增大，來推動運動機構(gòu)，實現(xiàn)跟蹤；C、利用電能帶動電機或液壓裝置驅(qū)動動力傳輸機構(gòu)來實現(xiàn)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，并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(gòu)、鏈條機構(gòu)、渦輪蝸桿機構(gòu)、鉸鏈機構(gòu)。任何的點聚焦的太陽能鏡都有用于本實用新型專利的太陽能采集，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；[0041]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、復合曲面點聚焦鏡，包括復合拋物線、復合雙曲拋物線鏡；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。由于聚焦的為一個點的區(qū)域，可以將任何的海水淡化裝置設置在此區(qū)域內(nèi)，甚至可以將海水淡化裝置與發(fā)電機組的設備一起設置在焦線區(qū)域，在焦線與太陽能鏡的焦距范圍內(nèi)，都可以設置海水淡化裝置，根據(jù)溫度與空間等要求，可以選擇任何不大于焦距的范圍設置海水淡化裝置。在進行對太陽能的跟蹤過程中，可能出現(xiàn)跟蹤的誤差，或者部分的太陽光由于散射等原因，經(jīng)過第一次的太陽能光學鏡線聚焦后太陽光處于海水淡化裝置之外的區(qū)域，為了減少此部分的損失，采用了二次聚焦，即在海水淡化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(jīng)二次聚焦后將太陽能光聚焦到海水淡化裝置上?？梢詫⒍尉劢构鈱W鏡設置在海水淡化裝置上，與一次聚焦的太陽能鏡一起轉(zhuǎn)動，這樣一次和二次聚焦的太陽能鏡可以采用同一個跟蹤設備和驅(qū)動設備實現(xiàn)對太陽能的二次聚焦，提高了太陽能利用的效率。海水淡化裝置由太陽能光熱轉(zhuǎn)換器、海水淡化床、海水淡化流體、海水淡化室組成，海水淡化床設置在海水淡化室內(nèi)，太陽能光熱轉(zhuǎn)換器將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能直接加熱被海水淡化物質(zhì)或與海水淡化流體換熱，海水淡化流體與設置在海水淡化床上的被海水淡化物進行換熱將被海水淡化物進行海水淡化。還設置有至少一個蓄熱器，多個海水淡化裝置的太陽能轉(zhuǎn)換裝置與蓄熱器里連接，蓄熱器與通過一個換熱器與海水淡化流體進行換熱，太陽能轉(zhuǎn)換裝置將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，蓄熱器將熱能進行儲存，海水淡化流體與被海水淡化物進行換熱，實現(xiàn)對被海水淡化物的海水淡化加工。本實用新型選擇的方案是實現(xiàn)本實用新型目的部分優(yōu)選方案，任何符合本實用新型的原理的方案和技術、產(chǎn)品，都是本實用新型的保護范圍。此種跟蹤系統(tǒng)的優(yōu)點為I、采用本實用新型公布的太陽能的跟蹤海水淡化系統(tǒng)，充分發(fā)揮了塔式與碟式采集的優(yōu)點，同時采用變焦跟蹤技術，實現(xiàn)了低成本的利用，因而結(jié)合了碟式、塔式的優(yōu)點，從而可以低成本的經(jīng)濟利用。2、可以便于實現(xiàn)陣列的太陽能的利用，實現(xiàn)不同的太陽能產(chǎn)品的高效的大規(guī)模的利用；既可以小規(guī)模的家庭企業(yè)應用，也可以進行大規(guī)模的海水淡化利用。3、本實用新型可以實現(xiàn)多種的太陽能利用，包括對大重量的設備的應用，克服了現(xiàn)有的碟式系統(tǒng)的載重小、可靠性差、應用范圍有限的缺點，極大的擴展了碟式太陽能利用的技術與范圍。4、將現(xiàn)有的碟式系統(tǒng)的跟蹤與轉(zhuǎn)換進行有效的分離，改變了現(xiàn)有的碟式系統(tǒng)定焦跟蹤的缺點，在太陽能跟蹤的過程中，海水淡化裝置保持不動，可以使碟式采集系統(tǒng)，發(fā)揮最大的優(yōu)勢，由于采用相對靜止的太陽能轉(zhuǎn)換利用設備的設計，因而可以使點聚焦系統(tǒng)具備多種的應用領域，極大的提供了碟式應用領域和方式。5、本采集系統(tǒng)提高了塔式太陽能鏡的采集時間和效率，同時采用單軸跟實現(xiàn)對點聚焦太陽能系統(tǒng)的利用。

圖I :四個太陽能鏡三個海水淡化裝置上午的太陽能采集圖；圖2 :四個太陽能鏡三個海水淡化裝置中午的太陽能采集圖；圖3 :四個太陽能鏡三個海水淡化裝置下午的太陽能采集圖；圖4 :12個太陽能鏡6個海水淡化裝置太陽能采集圖；圖5 :1*3固定點陣列太陽能跟蹤海水淡化系統(tǒng)；圖6 :2*2固定點陣列跟蹤海水淡化系統(tǒng)；圖7 :2*4菲涅爾透鏡固定點陣列跟蹤海水淡化系統(tǒng)；圖8 :2*2*4固定點陣列跟蹤海水淡化系統(tǒng)。附圖中的標號具體含義如下I :海水淡化裝置(點聚焦區(qū)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，8 :電子控制裝置，9 :太陽，13 :太陽能鏡橫軸，14 :太陽能鏡縱軸，15 :太陽能鏡系統(tǒng)軸，16 :連接部件，17 :聯(lián)動機構(gòu)。
具體實施方式
實施例一 4個太陽能鏡3個海水淡化裝置組成的固定點陣列太陽能海水淡化系統(tǒng)如附圖I、2、3所示的由4個太陽能鏡3個海水淡化裝置組成的固定點陣列太陽能海水淡化系統(tǒng)，圖1、2、3分別是在上午、中午、下午的太陽能采集以及利用情況，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于1，2，3號海水淡化裝置上，實現(xiàn)太陽能的跟蹤聚焦；圖2為中午，太陽位于天空中央?yún)^(qū)域，1，4號太陽能鏡分別將太陽能聚焦于1，3號海水淡化裝置上，2，3號太陽鏡聚焦于2號太陽能留設備上，實現(xiàn)太陽能的跟蹤聚焦；圖3為下午，太陽位于西方降落，1，2，3號太陽能鏡分別將太陽能聚焦于2，3，4號海水淡化裝置上，實現(xiàn)太陽能的跟蹤聚焦。四個太陽能鏡分別聚焦于三個不同的海水淡化裝置上，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，由于2，3號鏡可以根據(jù)需要聚焦于2，3號海水淡化裝置上，因而在一天的跟蹤過程中，可以優(yōu)選2，3號海水淡化裝置，以太陽能利用效率為目標，最優(yōu)的選取2，3號利用設備，根據(jù)實際獲得的太陽能采集效率，將太陽能鏡聚焦于2，3號海水淡化裝置上。實施例二 12個太陽能鏡6個海水淡化裝置組成的固定點陣列太陽能海水淡化系統(tǒng)本實施例如圖4所示由12個太陽能鏡6個海水淡化裝置組成的固定點陣列太陽能海水淡化系統(tǒng)，12個太陽能鏡分按照三行四列的陣列進行布置，6個海水淡化裝置按照3行2列的陣列進行布置，海水淡化裝置分別設置在三行太陽能鏡的中間區(qū)域。在上午、中午、下午不同的時間段內(nèi)，1-12號太陽能鏡可以選擇1-6號不同的海水淡化裝置進行聚焦，根據(jù)實際獲得的太陽能采集效率，選擇不同的聚焦點進行聚焦，處于不同位置的1-12號太陽能鏡，可以聚焦的海水淡化裝置的選擇的也不同，對于處于兩側(cè)的1，5，9，4，8，12號太陽能鏡，可以有2個海水淡化裝置可以選擇進行聚焦，對于處于兩側(cè)中間的2，3，10，11號太陽能鏡，可以選擇三個海水淡化裝置及性能聚焦，處于中央?yún)^(qū)域的6，7號太陽能鏡，可以選擇1-6號共六個海水淡化裝置進行聚焦，因而每個太陽能鏡，根據(jù)其位置的不同，可以分別選擇2，3，6個海水淡化裝置，實現(xiàn)太陽能的聚焦利用。本實用新型的的固定點陣列采集系統(tǒng)，每個太陽能鏡可以根據(jù)聚焦的情況優(yōu)選不同的海水淡化裝置實現(xiàn)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(tǒng)可靠性。實施例三1*3拋物線固定點陣列太陽能跟蹤海水淡化系統(tǒng)如附圖5所示，本實施例例采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，在每個太陽能鏡上都設置有兩個轉(zhuǎn)軸，即橫軸與縱軸，所述橫軸與縱軸相互垂直交叉組成系統(tǒng)軸，每一個太陽能鏡通過一個系統(tǒng)軸與拋物線型連接部件進行連接，該 實施例為三個設置在連接部件上的系統(tǒng)軸以及與地面連接的支撐件構(gòu)成的太陽能鏡支架， 連接部件不運動，而三個系統(tǒng)軸運動，太陽能跟蹤控制裝置設置與每一個系統(tǒng)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，采用物理與光學跟蹤互補的跟蹤系統(tǒng)，實現(xiàn)對太陽能的跟蹤，在太陽從東方升起西方降落的過程中，三個碟式采集系統(tǒng)通過太陽能跟蹤系統(tǒng)的控制，完成對太陽能系統(tǒng)的跟蹤，每個太陽能鏡圍繞每個系統(tǒng)軸進行運動，海水淡化裝置的太陽能光熱轉(zhuǎn)換器設置在點聚焦的焦點的區(qū)域內(nèi)。太陽能光熱轉(zhuǎn)換器與地面連接，在太陽能運動過程中，太陽能光熱轉(zhuǎn)換器始終處于焦點的位置上保持相對靜止。實施例四2*2陣列復合拋物線固定點陣列太陽能跟蹤海水淡化系統(tǒng)如附圖6所示，本實施例通過2*2陣列的復合拋物線碟式太陽能鏡實現(xiàn)太陽能的采集，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后再與橫軸連接，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(zhuǎn)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采集的信號傳輸給電子控制裝置，電子控制裝置根據(jù)軟件程序發(fā)出信號給五個動力提供裝置，通過動力傳輸裝置實現(xiàn)對五個軸的驅(qū)動，實現(xiàn)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支架，橫軸與縱軸不相互交叉，五個軸都是相互獨立的運行，海水淡化裝置
(I)設置在太陽能鏡陣列的上方，在太陽能焦點區(qū)域，設置有二次聚焦裝置(3)。實施例五9個菲涅爾鏡固定點陣列太陽能跟蹤海水淡化系統(tǒng)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(cè)面設置有2個，后側(cè)設置有一個，頂部和側(cè)部為透射鏡，后側(cè)為反射鏡，連接部件為六面體，連接部件與地球自轉(zhuǎn)平行的轉(zhuǎn)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，在轉(zhuǎn)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(xiàn)對太陽能鏡的跟蹤控制。在轉(zhuǎn)軸的跟蹤控制裝置上設置有聯(lián)動機構(gòu)(17)，在跟蹤控制機構(gòu)實現(xiàn)對轉(zhuǎn)軸的控制過程中，利用聯(lián)動機構(gòu)直接控制后側(cè)設置的菲涅爾鏡。本實施例為一個與地球自轉(zhuǎn)平行的軸與一個聯(lián)動機構(gòu)組成的太陽能支架，其連接部件的形狀為六面體。海水淡化裝置與一個太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機組相互相互連接，并設置在菲涅爾鏡的下面，太陽光(9)通過透鏡聚焦到海水淡化裝置上，實現(xiàn)了太陽能的利用。海水淡化裝置有一個海水淡化裝置支架支撐，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陣列固定點陣列太陽能跟蹤海水淡化系統(tǒng)如圖8所示，本實施例采用16個太陽能鏡，按照上下兩排進行排列布局，每排采用2*4的結(jié)構(gòu)，在上排的2*4結(jié)構(gòu)中采用8個太陽能鏡為點聚焦的反射鏡，每4個反射鏡相互串聯(lián)在一個直線柱體連接部件上組成一個串聯(lián)組，兩個串聯(lián)組通過所述的直線柱體連接部件與一個可運動的橫軸進行連接，在每個反射鏡上還設置有一個縱軸，每個縱軸與橫軸垂直但不相互交叉，在橫軸上設置有跟蹤驅(qū)動系統(tǒng)，在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(xiàn)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支架，橫軸和縱軸不相互接觸交叉。在下排的2*4結(jié)構(gòu)中所采用8個太陽能鏡為拋物線反射鏡，為超薄玻璃制造的拋物線反射鏡，每4個反射鏡相互串聯(lián)在一個拋物線型連接部件(16)上組成一個串聯(lián)組，兩個串聯(lián)組通過所述的拋物線型連接部件與一個轉(zhuǎn)軸進行連接，所述轉(zhuǎn)軸與地球自轉(zhuǎn)軸夾角為5度，在轉(zhuǎn)軸上設置有跟蹤控制系統(tǒng)，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(xiàn)對太陽能的跟蹤。此部分僅設置有一個轉(zhuǎn)軸。同時利用拋物線型連接部件，將每4個太陽能鏡組成為一個槽型跟蹤系統(tǒng)。從而可以采用單個轉(zhuǎn)軸實現(xiàn)對太陽能的跟蹤。海水淡化裝置的太陽能光熱轉(zhuǎn)換器設置在太陽能鏡的焦點區(qū)域，實現(xiàn)高溫的太陽能采集。采集的熱能通過管道傳送給設置在地面上的蓄熱器上，蓄熱器與海水淡化流體進行換熱，將熱能直接用于被海水淡化物質(zhì)的海水淡化。此案中，海水淡化裝置的太陽能光熱轉(zhuǎn)換器設置在太陽能鏡的聚焦區(qū)域，其余海水淡化裝置件設置在地面上，地面上的包括蓄熱器和海水淡化室以及海水淡化床，這樣可以實現(xiàn)大規(guī)模的物質(zhì)的海水淡化。
權(quán)利要求1.一種固定點陣列太陽能海水淡化系統(tǒng)，包括海水淡化裝置(I)、可以采集太陽能的光學鏡(2)、支撐太陽能鏡的太陽能支架裝置(4)、動力提供裝置、動力傳送裝置，以及電子控制系統(tǒng)，其特征是至少一個或者一組點聚焦的太陽能鏡以及至少一個海水淡化裝置；海水淡化裝置設置在太陽能鏡聚焦的點狀的區(qū)域內(nèi)，并設置在太陽能鏡的上方或者下方，海水淡化裝置設置在海水淡化裝置支架上(12);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海水淡化裝置或海水淡化裝置的太陽能光熱轉(zhuǎn)換器上，在每天的太陽能跟蹤過程聚焦于至少一個海水淡化裝置或海水淡化裝置的太陽能光熱轉(zhuǎn)換器上，在太陽鏡跟蹤太陽能過程海水淡化裝置或海水淡化裝置的太陽能光熱轉(zhuǎn)換器與太陽能鏡不一起運動，海水淡化裝置或海水淡化裝置的太陽能光熱轉(zhuǎn)換器與地面保持相對靜止，實現(xiàn)太陽能的跟蹤聚焦海水淡化利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定點陣列太陽能海水淡化系統(tǒng)，其特征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一個海水淡化裝置上，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于至少二個海水淡化裝置上，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海水淡化裝置進行聚焦。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定點陣列太陽能海水淡化系統(tǒng)，其特征是所述太陽能鏡支架由連接部件和至少一個轉(zhuǎn)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采集系統(tǒng)，太陽能采集系統(tǒng)選擇至少下列一種 A、每個太陽能鏡上設置有二個轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸的太陽能鏡支架進行連接組成太陽能采集系統(tǒng)； B、每個太陽能鏡分別與二個轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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后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(tǒng)； C、多個太陽能鏡相互串聯(lián)在一個連接部件上組成一個串聯(lián)組，每個串聯(lián)組上的太陽能鏡與一個轉(zhuǎn)軸連接，此軸成為縱軸，多個串聯(lián)組相互并聯(lián)在一個連接部件上并與另外一個轉(zhuǎn)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采集系統(tǒng)； D、多個太陽能鏡相互串聯(lián)在一個連接部件上組成一個串聯(lián)組，每個串聯(lián)組上的太陽能鏡都與一個轉(zhuǎn)軸連接，此軸成為縱軸，多個串聯(lián)組相互并聯(lián)在一個連接部件上并與另外一個轉(zhuǎn)軸進行連接，此軸成為橫軸，橫軸與并縱軸不相互交叉，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采集系統(tǒng)； 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(zhuǎn)軸平行或者組成小于90度夾角的轉(zhuǎn)軸的太陽能支架進行連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種固定點陣列太陽能海水淡化系統(tǒng)，其特征是連接部件或者轉(zhuǎn)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(yōu)選直線與地球自轉(zhuǎn)軸平行；B、為曲線、拋物線型、復合拋物線型、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。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種固定點陣列太陽能海水淡化系統(tǒng)，其特征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上并與轉(zhuǎn)軸進行連接，電子傳感器件設置在太陽能鏡上，在每一個轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)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上，動力傳送部件與轉(zhuǎn)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地地面上，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(jīng)動力傳送部件傳送給轉(zhuǎn)軸，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)軸的控制同時帶動設置在轉(zhuǎn)軸上的太陽能鏡進行跟蹤，多個太陽鏡及轉(zhuǎn)軸共同采用成套跟蹤控制裝置實現(xiàn)對太陽能的跟蹤控制； 所述電子傳感部件采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(jīng)單芯片機或者計算機內(nèi)的軟件進行計算，實現(xiàn)對太陽能的跟蹤以及太陽能鏡的驅(qū)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周圍并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。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種固定點陣列太陽能海水淡化系統(tǒng)，其特征是所述的動力提供部件，選自下列至少之一 A、機械驅(qū)動器件； B、相變驅(qū)動裝置，采用密閉在一個空間的物質(zhì)，隨著溫度的增大使其壓力的增大，來推動運動機構(gòu)，實現(xiàn)跟蹤； C、利用電能帶動電機或液壓裝置驅(qū)動動力傳輸機構(gòu)來實現(xiàn)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，并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(gòu)、鏈條機構(gòu)、渦輪蝸桿機構(gòu)、鉸鏈機構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I述的一種固定點陣列太陽能海水淡化系統(tǒng)，其特征是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、復合曲面點聚焦鏡，包括復合拋物線、復合雙曲拋物線鏡； 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。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定點陣列太陽能海水淡化系統(tǒng)，其特征是為了減少一次點聚焦太陽能鏡的聚焦誤差，在海水淡化裝置周圍設置有二次聚焦太陽能鏡，對一次點聚焦之后的太陽能光進行二次聚焦到海水淡化裝置上。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定點陣列太陽能海水淡化系統(tǒng)，其特征是海水淡化裝置由太陽能光熱轉(zhuǎn)換器、海水淡化床、海水淡化流體、海水淡化室組成，海水淡化床設置在海水淡化室內(nèi)，太陽能光熱轉(zhuǎn)換器將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能直接加熱被海水淡化物質(zhì)或與海水淡化流體換熱，海水淡化流體與設置在海水淡化床上的被海水淡化物進行換熱將被海水淡化物進行海水淡化。
專利摘要本實用新型涉及太陽能的聚焦利用，特別是采用點聚焦的太陽能鏡實現(xiàn)太陽能采集，并應用于太陽能的聚焦跟蹤太陽能海水淡化系統(tǒng)。本實用新型提供一種固定點陣列太陽能海水淡化系統(tǒng)，包括至少一個或者一組點聚焦的太陽能鏡、至少一個海水淡化裝置以及跟蹤控制裝置，太陽能鏡設置在太陽能鏡支架上，海水淡化裝置設置在太陽能鏡聚焦的點狀的區(qū)域內(nèi)，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中其焦距發(fā)生變化，保持其焦距始終處于海水淡化裝置的點狀的區(qū)域；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海水淡化裝置上，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中海水淡化裝置與太陽能鏡不一起運動，海水淡化裝置與地面保持相對靜止，實現(xiàn)太陽能的跟蹤聚焦利用。
文檔編號C02F103/08GK202558666SQ20122010119
公開日2012年11月28日 申請日期2012年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月17日
發(fā)明者李建民 申請人:成都奧能普科技有限公司