專利名稱：一種移動點陣列太陽能聚焦堿金屬發(fā)電系統(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，采用太陽能點聚焦實現(xiàn)太陽能的聚焦跟蹤堿金屬發(fā)電裝置，涉及太陽能的聚焦利用。
背景技術：
堿金屬熱電轉(zhuǎn)換是利用A1203固體電解質(zhì)的離子導電性、用鈉或者鉀作工質(zhì)，以熱再生濃度差電池過程為工作原理的熱電能量直接轉(zhuǎn)換新技術。堿金屬熱電轉(zhuǎn)換器(Alkali Metal Thermal to Electric Converter, AMTEC)則是一種面積型發(fā)電器件，它無運動部件、無噪聲、無需維護，可以和溫度在600° C至900° C范圍任何形式的熱源相結合，構成模塊組合式發(fā)電裝置，滿足不同容量負載的要求，熱電轉(zhuǎn)換效率可超過30%。太陽能聚焦堿金屬發(fā)電系統(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，再通過堿金屬熱電轉(zhuǎn)換裝置將熱能轉(zhuǎn)換為電能的太陽能利用方式。傳統(tǒng)的太陽能聚焦熱發(fā)電分為槽式、塔式、碟式三種。但是槽式無法達到600° C至900° C范圍的高溫，因而需要點聚焦的塔式、碟式采集技術。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太陽能利用設備上。并且現(xiàn)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，由于大的太陽能利用設備的重量將增加載荷，不利于跟蹤，因而現(xiàn)有的碟式技術需要改進。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堿金屬發(fā)電裝置上的堿金屬發(fā)電裝置，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移動點陣列太陽能聚焦堿金屬發(fā)電系統(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)設置堿金屬發(fā)電裝置，堿金屬發(fā)電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(fā)生變化，因而稱為變焦跟蹤；在進行跟蹤太陽的過程中，保持其焦距始終處于堿金屬發(fā)電裝置的點的區(qū)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(xiàn)的高溫高效采集及利用。本實用新型采用堿金屬發(fā)電裝置與太陽采集系統(tǒng)不相互連接，太陽采集系統(tǒng)與堿金屬發(fā)電裝置分別運動，在堿金屬發(fā)電裝置上也設置有跟蹤控制系統(tǒng)，堿金屬發(fā)電裝置與太陽采集系統(tǒng)采用不相同的跟蹤控制系統(tǒng)；或者至少一個堿金屬發(fā)電裝置與太陽采集系統(tǒng)相互連接并與太陽能鏡一起進行運動，至少另外一個堿金屬發(fā)電裝置與太陽采集系統(tǒng)不相互連接，太陽采集系統(tǒng)與堿金屬發(fā)電裝置分別運動。[0008]本實用新型采用至少含有一個太陽能鏡或者一組太陽能鏡以及兩個堿金屬發(fā)電裝置，在跟蹤太陽能過程中將太陽光聚焦到至少一個堿金屬發(fā)電裝置上，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堿金屬發(fā)電裝置上，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堿金屬發(fā)電裝置進行聚焦。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)有塔式太陽能采集系統(tǒng)太陽能采集時間低得缺點，通過設置多個堿金屬發(fā)電裝置的技術方法，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)，特別是太陽能的光伏、熱發(fā)電、供暖、烹飪、制冷等多種不同功能的應用。具體發(fā)明內(nèi)容如下:一種移動點陣列太陽能聚焦堿金屬發(fā)電系統(tǒng)，包括至少一個堿金屬發(fā)電裝置(I)、可以采集太陽能的太陽能鏡(2)、支撐太陽能鏡的太陽能鏡支架(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堿金屬發(fā)電裝置；堿金屬 發(fā)電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，堿金屬發(fā)電裝置設置在堿金屬發(fā)電裝置支架上(12)，太陽能鏡設置在太陽能鏡支架上，在太陽能鏡支架或/和太陽能鏡或/和堿金屬發(fā)電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堿金屬發(fā)電裝置上，在每天的太陽能跟蹤過程中聚焦于至少一個堿金屬發(fā)電裝置上，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中堿金屬發(fā)電裝置進行運動，實現(xiàn)太陽能的跟蹤聚焦利用。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堿金屬發(fā)電裝置上，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堿金屬發(fā)電裝置上，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堿金屬發(fā)電裝置進行聚焦。由多個太陽能鏡與多個堿金屬發(fā)電裝置組成的太陽能聚焦堿金屬發(fā)電系統(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)的堿金屬發(fā)電裝置的原則，最優(yōu)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(yōu)的一個堿金屬發(fā)電裝置，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堿金屬發(fā)電裝置，但是至少有一個或者一組聚焦于兩個以上的堿金屬發(fā)電裝置，或者根據(jù)需要聚焦于多個堿金屬發(fā)電裝置。太陽能鏡與堿金屬發(fā)電裝置采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堿金屬發(fā)電裝置不相互連接，在太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與堿金屬發(fā)電裝置上分別采用不同的跟蹤控制裝置，使太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與堿金屬發(fā)電裝置分別進行運動；B、至少有一個太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與堿金屬發(fā)電裝置相互連接，并通過設置在太陽能鏡支架或/和太陽能鏡或/和堿金屬發(fā)電裝置上的跟蹤控制裝置使太陽能鏡與堿金屬發(fā)電裝置一起進行運動。所述太陽能鏡支架由連接部件和至少一個轉(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，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鏡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，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鏡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)軸的太陽能鏡支架進行連接。由于采用了多個堿金屬發(fā)電裝置，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)膲A金屬發(fā)電裝置進行聚焦，同時由于采用了多個堿金屬發(fā)電裝置，因而可以選取最優(yōu)的堿金屬發(fā)電裝置聚焦，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堿金屬發(fā)電裝置，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。所述堿金屬發(fā)電裝置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，堿金屬發(fā)電裝置與連接部件進行連接后再與轉(zhuǎn)軸進行連接，再與支撐件進行連接；所述堿金屬發(fā)電裝置的連接部件或者其轉(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。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堿金屬發(fā)電裝置支架上并與轉(zhuǎn)軸進行連接，電子傳感器件設置在太陽能鏡或者堿金屬發(fā)電裝置上，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或者堿金屬發(fā)電裝置上，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堿金屬發(fā)電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(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或者堿金屬發(fā)電裝置的驅(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堿金屬發(fā)電裝置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，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(10)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(10)、鏈條機構、蝸輪蝸桿機構、鉸鏈機構。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；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，可以將任何的堿金屬發(fā)電裝置設置在此區(qū)域內(nèi)，甚至可以將堿金屬發(fā)電裝置與發(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)，都可以設置堿金屬發(fā)電裝置，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堿金屬發(fā)電裝置。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堿金屬發(fā)電裝置之外的區(qū)域，為了減少此部分的損失，采用了二次聚焦，即在堿金屬發(fā)電裝置上設置一個二次聚焦的太陽能鏡，對一次點聚焦損失的太陽能光經(jīng)二次聚焦后將太陽能光聚焦到堿金屬發(fā)電裝置上?？梢詫⒍尉劢构鈱W鏡設置在堿金屬發(fā)電裝置上，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。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。采用本實用新型的系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:1、采用本實用新型公布的太陽能的跟蹤堿金屬發(fā)電裝置，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，堿金屬發(fā)電裝置保持不動，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1:4個太陽能鏡2個太陽能利用設備上午的太陽能采集圖；圖2:4個太陽能鏡2個太陽能利用設備中午的太陽能采集圖；圖3:4個太陽能鏡2個太陽能利用設備下午的太陽能采集圖；圖4:12個太陽能鏡6個太陽能利用設備太陽能采集圖；圖5:1*3移動點式太陽能跟蹤利用系統(tǒng)；圖6:2*2移動點式太陽能跟蹤利用系統(tǒng)；圖7:2*4移動點式太陽能跟蹤利用系統(tǒng)；圖8:2*2*4移動點式太陽能跟蹤利用系統(tǒng)。附圖中的標號具體含義如下:1:堿金屬發(fā)電裝置(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，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(zhuǎn)換為電能的裝置(發(fā)電機)，11:蓄熱器；12:堿金屬發(fā)電裝置支架，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(lián)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采集利用系統(tǒng)如附圖1、2、3所示的由4個太陽能鏡2個堿金屬發(fā)電裝置組成的移動點陣列太陽能采集利用系統(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1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號堿金屬發(fā)電裝置上，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，1，2號太陽能鏡分別將太陽能聚焦于I號堿金屬發(fā)電裝置上，3，4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，I堿金屬發(fā)電裝置從2號位置移動到I號位置，2堿金屬發(fā)電裝置從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于I號堿金屬發(fā)電裝置上，3，4號太陽能鏡分別將太陽能聚焦于2號堿金屬發(fā)電裝置上實現(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堿金屬發(fā)電裝置上，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號堿金屬發(fā)電裝置上，因而在一天的跟蹤過程中，可以優(yōu)選2，3號堿金屬發(fā)電裝置，以太陽能利用效率為目標，同時，將堿金屬發(fā)電裝置根據(jù)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，堿金屬發(fā)電裝置也從2，3號位置，移動到1，2號位置，提高了太陽能鏡的采集效率。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采集利用系統(tǒng)本實施例如圖4所示由12個太陽能鏡6個堿金屬發(fā)電裝置組成的移動點陣列太陽能采集利用系統(tǒng)，12個太陽能鏡分按照三行四列的陣列進行布置，6個堿金屬發(fā)電裝置按照3行2列的陣列進行布置，堿金屬發(fā)電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號不同的堿金屬發(fā)電裝置進行聚焦 ，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，可以聚焦的堿金屬發(fā)電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個堿金屬發(fā)電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，可以選擇三個堿金屬發(fā)電裝置及性能聚焦，處于中央?yún)^(qū)域的6，7號太陽能鏡，可以選擇1-6號共六個堿金屬發(fā)電裝置進行聚焦，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個堿金屬發(fā)電裝置，實現(xiàn)太陽能的聚焦利用。堿金屬發(fā)電裝置由1-6號構成,其中1，2, 3號為一列,4，5, 6號為第二列，1_6號堿金屬發(fā)電裝置在太陽能跟蹤過程中，每天早晨至晚上，I號堿金屬發(fā)電裝置從I好位置移動到2號位置，2號堿金屬發(fā)電裝置從2好位置移動到3號位置，3號堿金屬發(fā)電裝置從3好位置移動到4號位置，同樣，4號堿金屬發(fā)電裝置從I好位置移動到2號位置，5號堿金屬發(fā)電裝置從2好位置移動到3號位置，6號堿金屬發(fā)電裝置從3好位置移動到4號位置；在本實施例中，堿金屬發(fā)電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)選不同的堿金屬發(fā)電裝置實現(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。實施例二:1*3移動點太陽能跟蹤利用系統(tǒng)[0074]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，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，該系統(tǒng)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(tǒng)軸構成的太陽能鏡支架，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，同時，在堿金屬發(fā)電裝置上，設置有太陽能設備跟蹤控制裝置，使得堿金屬發(fā)電裝置在跟蹤太陽能的過程中，可以以堿金屬發(fā)電裝置支架為圓點進行轉(zhuǎn)動，每天的跟蹤轉(zhuǎn)動弧度小于45度。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，堿金屬發(fā)電裝置為一個光伏發(fā)電電池，將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，設置在點聚焦的焦點的區(qū)域內(nèi)，同時設備有冷卻系統(tǒng)，實現(xiàn)對太陽能電池板的冷卻，其余熱作為太陽能熱能進行利用。堿金屬發(fā)電裝置與地面連接，在太陽能運動過程中，堿金屬發(fā)電裝置始終處于焦點的位置上保持相對靜止。實施例四:2*2陣列固定點太陽能采集利用系統(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，堿金屬發(fā)電裝置(I)設置在太陽能鏡陣列的上方，堿金屬發(fā)電裝置連接部件(15)為一個半圓形的結構，堿金屬發(fā)電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。采用一個小型ORC循環(huán)的發(fā)電系統(tǒng)，實現(xiàn)了太陽能的熱發(fā)電，在太陽能焦點區(qū)域，設置有二次聚焦裝置(3)。實施例五:9個菲涅爾鏡陣列固定點太陽能采集利用系統(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(xiàn)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(lián)動機構(17)，在跟蹤控制機構實現(xiàn)對橫軸的控制過程中，利用聯(lián)動機構直接控制后側(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)動機構組成的太陽能鏡支架，其連接部件的形狀為六面體。堿金屬發(fā)電裝置為一個太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)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(xiàn)了太陽能的利用。堿金屬發(fā)電裝置有一個堿金屬發(fā)電裝置支架支撐，在堿金屬發(fā)電裝置上設置跟蹤控制裝置(18)，在跟蹤太陽能的過程中，堿金屬發(fā)電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陣列固定點太陽能采集利用系統(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的結構，在上排的2*4結構中采用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(qū)動系統(tǒng)，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(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鏡支架，橫軸和縱軸不相互接觸交叉。在下排的2*4結構中采用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(zhuǎn)軸夾角為5度，在橫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(tǒng)。從而可以采用單個橫軸實現(xiàn)對太陽能的跟蹤。堿金屬發(fā)電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號堿金屬發(fā)電裝置的連接部件為一個三角形的結構，2號堿金屬發(fā)電裝置沿著斜邊進行運動，I號堿金屬發(fā)電裝置保持固定，在早晨的時候，太陽能鏡聚焦于I號堿金屬發(fā)電裝置，然后·根據(jù)太陽能聚焦效率，當聚焦于2號堿金屬發(fā)電裝置高于I號設備時，將太陽能聚焦于2號設備上，實現(xiàn)太陽能的高效采集以及利用。本實施例中，堿金屬發(fā)電裝置為一個黑體光熱轉(zhuǎn)換裝置，實現(xiàn)高溫的太陽能采集。將多組的100*2*2*4陣列形成一個太陽能熱采集系統(tǒng)，將100個由熱管構成的太陽能黑體光熱轉(zhuǎn)換器進行連接，將熱能進行儲存或者輸送到發(fā)電設備中，實現(xiàn)太陽能的熱發(fā)電。
權利要求1.一種移動點陣列太陽能聚焦堿金屬發(fā)電系統(tǒng)，包括至少一個堿金屬發(fā)電裝置(I)、可以采集太陽能的太陽能鏡(2)、支撐太陽能鏡的太陽能鏡支架(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堿金屬發(fā)電裝置；堿金屬發(fā)電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，堿金屬發(fā)電裝置設置在堿金屬發(fā)電裝置支架上(12)，太陽能鏡設置在太陽能鏡支架上，在太陽能鏡支架或/和太陽能鏡或/和堿金屬發(fā)電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堿金屬發(fā)電裝置上，在每天的太陽能跟蹤過程中聚焦于至少一個堿金屬發(fā)電裝置上，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中堿金屬發(fā)電裝置進行運動，實現(xiàn)太陽能的跟蹤聚焦利用。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種移動點陣列太陽能聚焦堿金屬發(fā)電系統(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堿金屬發(fā)電裝置上，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堿金屬發(fā)電裝置上，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堿金屬發(fā)電裝置進行聚焦。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種移動點陣列太陽能聚焦堿金屬發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:太陽能鏡與堿金屬發(fā)電裝置采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堿金屬發(fā)電裝置不相互連接，在太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與堿金屬發(fā)電裝置上分別采用不同的跟蹤控制裝置，使太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與堿金屬發(fā)電裝置分別進行運動； B、至少有一個太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與堿金屬發(fā)電裝置相互連接，并通過設置在太陽能鏡支架或/和太陽能鏡或/和堿金屬發(fā)電裝置上的跟蹤控制裝置使太陽能鏡與堿金屬發(fā)電裝置一起進行運動。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種移動點陣列太陽能聚焦堿金屬發(fā)電系統(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，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鏡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，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鏡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)軸的太陽能鏡支架進行連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種移動點陣列太陽能聚焦堿金屬發(fā)電系統(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； B、為曲線、拋物線型、復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(jù)權利要求1所述的一種移動點陣列太陽能聚焦堿金屬發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述堿金屬發(fā)電裝置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，堿金屬發(fā)電裝置與連接部件進行連接后再與轉(zhuǎn)軸進行連接，再與支撐件進行連接； 所述連接部件或者轉(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； B、為曲線、拋物線型 、復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(jù)權利要求4或6所述的一種移動點陣列太陽能聚焦堿金屬發(fā)電系統(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或者堿金屬發(fā)電裝置支架上并與轉(zhuǎn)軸進行連接，電子傳感器件設置在太陽能鏡或者堿金屬發(fā)電裝置上，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或者堿金屬發(fā)電裝置上，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堿金屬發(fā)電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(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，實現(xiàn)對太陽能的跟蹤以及太陽能鏡或者堿金屬發(fā)電裝置的驅(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堿金屬發(fā)電裝置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。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種移動點陣列太陽能聚焦堿金屬發(fā)電系統(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，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(10)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(10)、鏈條機構、蝸輪蝸桿機構、鉸鏈機構。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種移動點陣列太陽能聚焦堿金屬發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:太陽能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。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種移動點陣列太陽能聚焦堿金屬發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:為了減少一次點聚焦太陽能鏡的聚焦誤差，在堿金屬發(fā)電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堿金屬發(fā)電裝置上。
專利摘要本實用新型涉及一種移動點陣列太陽能聚焦堿金屬發(fā)電系統(tǒng)。含有至少一個或者一組點聚焦的太陽能鏡以及至少一個堿金屬發(fā)電裝置；堿金屬發(fā)電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，堿金屬發(fā)電裝置設置在堿金屬發(fā)電裝置支架上(12)，太陽能鏡設置在太陽能鏡支架上，在太陽能鏡支架或/和太陽能鏡或/和堿金屬發(fā)電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堿金屬發(fā)電裝置上，在每天的太陽能跟蹤過程中聚焦于至少一個堿金屬發(fā)電裝置上，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中堿金屬發(fā)電裝置進行運動，實現(xiàn)太陽能的跟蹤聚焦利用。
文檔編號H02N3/00GK203135754SQ20122010210
公開日2013年8月14日 申請日期2012年3月17日 優(yōu)先權日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