具有共同接收器桥梁以及多个移动性网状物收集器的太阳能发电系统技术方案

本发明专利技术是关于集中辐射线系统以扩大太阳辐射发电厂的规模以及效率，其包含大的为收集器网状物形式的反射表面场，其集中辐射线于共同接收器桥梁，其能够使用热学，光伏或热-机械斯特林引擎接收构件。收集器网状物由非常高的门架结构悬吊出以及包含反射镜附接至线缆束，形成具有可变化形状的表面，藉由拉伸以及倾斜其支撑结构能够改变形状以及位置，其能够转动以追踪太阳的位置。除此，本发明专利技术提供安装桥梁上桥梁接收器，其纵向地在高处形成于太阳辐射场上。每一接收管件提供另外一种移动性模组接收设备例如为缆车或固定的系统以纵向串联地附接至桥梁。依据安装的接收构件，桥梁结构支援服务的进出，安装热流体基础管线以及电力输送网。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请是关于一种太阳能电力产生系统，亦即太阳辐射集中以及接收构件，其允许实质上改善热以及电力产生的效率以及规模。系统目标在于工业发电部门加入至电网或供应独立电网使用者。
技术介绍
从太阳辐射，已以三种形式商业化开发进行发电。直接一种是经由光伏电池以及另外两种系经由热以及机械构件。热-机械转换是经由供应至发电机的涡轮机或发动机进行。光伏技术使用换流器转换太阳能电池所传送的直流电为电网所使用的交流电。光伏系统并无使用太阳辐射场的聚光，只有透镜或其它光学器件使用于多个连结电池，其允许密集辐射集中于光伏电池的小面积上，其通常比硅电池更有效率，虽然较为昂贵。由于该系统中这些电池较小尺寸，能够达成集中程度为直接太阳辐射的千倍。目前，市场上该多个连结电池正在发展，已相当程度进步，因而专家预测只要数年内，其价格将类似于其他光伏发电形式。目前，该多个连结电池技术在市场为未开发的，但已经取得了良好的进展，该情况下专家们预计在未来几年其成本将类似于其它形式的光伏发电。目前，实施光线集中于电池面积四周受限于入射辐射角度；因而所实施的应用只使用于直接太阳辐射。尽管如此，商业化规模的应用为相当初始的，其仍然具有广泛发展潜力；因而预期该限制将逐渐地减小。另外一方面，太阳-热能产生交流电以及其包含收集系统，集中辐射线于接收器以转变为热能，藉由加热热流体，再传送至蒸汽发电厂，蒸汽经由传统涡轮发电机组产生。在一些情况下，水在接收器中加热以直接地产生蒸汽以供发电机使用。同样地，已开发存储技术，有的已经以商业规模以及较小规模加以测试，其在没有阳光照射夜晚时可以发电。最新发达的存储构件包含安装两个池塘用于存储熔融矿物盐，一个储存热盐以及另一个是用来存储发电过程中已冷却盐。在白天循环开始时，冷却盐送到被加热的接收器以及送到热的盐池。在夜晚，当使用来对管路供应热量的热盐冷却时循环结束。当接收器并不直接地使用熔融盐时，需要热交换器由使用于接收器中其他转换器转移热量。在该创新所发展以及所揭示技术潜在特性能够加入先前所提及的储存系统但是能够加入依据温水层，干燥储存或其他研究发展或探讨其他选择或系统。目前在全球市场上主要四种技术或型式太阳热集中发电厂在运作:中央塔式，拋物线圆柱形收集器，菲涅耳(Fresnel)线性集中器以及混合碟式型式。这些技术已发展于平坦的场址，优先地收集系统为由北至南的指向。在中央塔式系统中，在塔顶部上接收器接收由数个分布于太阳辐射广阔的场地上日光反射器的太阳辐射，依据太阳位置定位反射镜或反射表面以集中辐射线于接收器上。设计需要考虑显著未使用的空间以避免阻隔以及产生阴影而降低系统的效率，其必需在整个太阳辐射广阔的场地上分隔日光反射器。接收器经由加热至高温的流体传送热量至蒸汽发电机。在一些系统中，接收器对水加热直接地产生蒸汽，该蒸气机械地驱动涡轮发电机组。拋物线圆柱形技术包含拋物线横截面的反射面管线，其集中太阳辐射线于位于该表面焦线上的接收管线。热流体流经每一焦线的接收管件，其传导吸收热量朝向阵列管线，其传送至交换器产生蒸气以驱动涡轮机，其驱动传统式发电机。菲涅耳线性集中器技术正如其名称所表示，集中太阳辐射线位于一定高度的线性接收管线，其将由底部接收的辐射线的热量转移至热流体，其由一组平的以及平行的反射镜投射至接收管线。反射镜绕着纵向轴转动以反射太阳。随时依据其各别位置以及入射辐射线方向朝向接收管件。管件能够运载一些转移流体，其将传送至热交换器以产生蒸气，在该情况下必需考虑间接发电设计，或产生饱和或过热蒸气，藉由将水直接地通过接收管件，为最常使用的选择。发电厂包含数个平行管线而类似于拋物线圆柱形技术，考虑放置多个反射镜平行于太阳辐射场上管线，沿着长的接收器以增加发电规模。在两种情况下，热交换流体循环将流经整个太阳辐射场的数条管线，其限制这些发电厂最大尺寸，因为太阳辐射场加宽将阻碍所使用热流体的运送。斯特林(Stirling)型式发电厂反射碟盘或拋物线反射镜，其集中辐射线于焦点上以产生热量以驱动外部燃烧发动机组(斯特林)以及发电机。在一般情况下，我们能够指出其具有排放物方面重要的优点，在目前的情况其效率非常低，其导致中等发电成本，显著地高于传统技术以及资源的价格，例如水力发电厂或使用石化燃料例如煤，天然气或光伏太阳能选项。碳为主发电的主要问题在于高二氧化碳排放，其导致全球暖化，因此减少二氧化碳排放量是人类面临的共同问题。最重要之处为这些排放物替代能源将改善效率以及扩散。在此所说明呈现出优点在于显著改善效率以及提高太阳能发电规模，在该情况下该技术有可能替代相当数量碳发电以减少二氧化碳排放以及显著地助益于解决全球暖化的问题。
技术实现思路
在本专利技术中所研发集中构件与市场上每一现存太阳热集中技术依据下列说明作比较:其类似于中央塔式技术，因为其包含接收器于非常高的位置，其中辐射由太阳辐射场加以集中，收集反射镜群组安装于该结构上，其具有太阳追踪系统经历每日循环以及季节变化传送辐射线至收集器。在两种技术中，热转移流体并不必需输送通过太阳辐射场，由于其必需流过在较高位置处的接收器到达储存系统以及到达发电厂，而太阳辐射场并不需要该功能。另外一方面，不同于中央塔式系统，其中接收器过度地集中，阻碍收集器的功能。利用新的系统转移辐射线至接收器变为容易，接收器亦位于高的位置，但是其纵向地延伸于太阳辐射场上，其减小阻隔以及造成阴影的机会，以及需要保持对收集器为开放的角度位置，能够改善能量收集规模以及效率。关于拋物线圆柱体技术，当使用表面弯曲形式以集中能量于接收区域时，其为类似的。在拋物线圆柱体中，辐射线集中于收集器拋物线表面焦点上以及追踪太阳系藉由转动为支撑型式具有接收管件的表面而进行，而并不需要改变收集器的形状。在本专利技术系统中，能够改变接收系统位置，以及每一收集器反射表面(相对应于链状物弯曲)的形状，其产生额外的自由度以使辐射线对准于接收器表面，防止收集器之间较大阻隔或产生阴影。两者技术之间最主要差异为本专利技术系统较大收集规模，以及使用独立接收器系统，其在太阳辐射场之外，其将导致太阳辐射场费用相当程度地减少。同样地，所形成接收器具有较大的规模以及其减小接收器分散于宽广面积上的缺点，该缺点增加热传导以及散热问题，其发生于拋物线圆柱体分散于整个太阳辐射场，因而限制该技术的尺寸或规模。此外，有关其他技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实质上改善产生蒸汽以及电力规模以及效率的太阳能发电系统，其包含收集设备，热接收器设备，光伏或热机械，蒸汽涡轮机发电设备，光伏以及斯特林引擎，热流体储存槽，电力储存设备，热交换器，蒸汽发电设备，蒸汽发电机组，变电站以及电网连接设备，基础设施设备，支撑以及固定物，其特征在于包括：‑线缆或电网支架以固定一个或数个太阳辐射收集器或接收器，延伸形式网状物由其中悬吊出，支架为在高处旋转结构，较低部份由远端固定在可移动固定结构上的水平条状物拉紧，固定结构在低高程的循环轨道上，其中亦具有收集或接收设备的清洗设备；‑悬吊收集器具有反射镜或反射表面沿着线缆或电网支架的横向线缆，为延伸网状物形式；‑悬吊或固定的接收器，沿着电网支架的横向线缆，为延伸网状物形式；‑桥梁，以支撑大规模热学，光伏或斯特林引擎接收器于高处，其具有地面上结构以及固定物，包括设备和设施的空间，人员以及材料运送工具的运输路线，清洗台车，基础管线以传送以及排放热流体以及电力传输网；‑支撑结构于桥梁中以固定具有热学，光伏以及热‑机械收集构件的接收器，‑纵向高度集中以及大范围接收器，接收设备具有热学，光伏或热‑机械收集构件于高处，放置模组结构于支撑桥梁上，纵向地位于太阳辐射场上，‑宽广辅助模组收集器，具有径向双反射表面反射镜作为纵向内部接收器位于该接收器四周，以及安装于同心圆圆柱形结构上，其支撑具有线缆网状物的反射镜，利用移动通过桥梁的移动性清洗设备靠近收集器而进行替换以及清洗，清洗设备具有窗口面对反射镜列；‑基础管线，以传送热流体以及连接插口在其上面，以规则距离位于整个管线以供应至模组接收设备；‑电力网以传送在桥梁上产生的电力；‑特别软体以管理太阳辐发电厂操作，接收藉由量测，感测以及通讯仪器所获取资讯，其配置成使收集系统的移动与太阳能发电系统接收模组的移动同步，同时在太阳辐射场追踪太阳移动。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.06 CL 2293-20131.一种实质上改善产生蒸汽以及电力规模以及效率的太阳能发电系统，
其包含收集设备，热接收器设备，光伏或热机械，蒸汽涡轮机发电设备，光
伏以及斯特林引擎，热流体储存槽，电力储存设备，热交换器，蒸汽发电设
备，蒸汽发电机组，变电站以及电网连接设备，基础设施设备，支撑以及固
定物，其特征在于包括：
-线缆或电网支架以固定一个或数个太阳辐射收集器或接收器，延伸形式网
状物由其中悬吊出，支架为在高处旋转结构，较低部份由远端固定在可移动
固定结构上的水平条状物拉紧，固定结构在低高程的循环轨道上，
其中亦具有收集或接收设备的清洗设备；
-悬吊收集器具有反射镜或反射表面沿着线缆或电网支架的横向线缆，为延
伸网状物形式；
-悬吊或固定的接收器，沿着电网支架的横向线缆，为延伸网状物形式；
-桥梁，以支撑大规模热学，光伏或斯特林引擎接收器于高处，其具有地面
上结构以及固定物，包括设备和设施的空间，人员以及材料运送工具的运输
路线，清洗台车，基础管线以传送以及排放热流体以及电力传输网；
-支撑结构于桥梁中以固定具有热学，光伏以及热-机械收集构件的接收器，
-纵向高度集中以及大范围接收器，接收设备具有热学，光伏或热-机械收
集构件于高处，放置模组结构于支撑桥梁上，纵向地位于太阳辐射场上，
-宽广辅助模组收集器，具有径向双反射表面反射镜作为纵向内部接收器位
于该接收器四周，以及安装于同心圆圆柱形结构上，其支撑具有线缆网状物
的反射镜，利用移动通过桥梁的移动性清洗设备靠近收集器而进行替换以及
清洗，清洗设备具有窗口面对反射镜列；
-基础管线，以传送热流体以及连接插口在其上面，以规则距离位于整个管
线以供应至模组接收设备；
-电力网以传送在桥梁上产生的电力；
-特别软体以管理太阳辐发电厂操作，接收藉由量测，感测以及通讯仪器所
获取资讯，其配置成使收集系统的移动与太阳能发电系统接收模组的移动同
步，同时在太阳辐射场追踪太阳移动。
2.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于悬吊收集网状物
的旋转结构，其为由旋转基座所支撑的双门架，其中每一门架由两个或多个
柱状物所支撑，其在上侧由条状物连结。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能发电系统，其特征在于收集网状物
的支架的纵向线缆连结于端部以闭合表面于其四周以及利用输送带形式的构
件将其移动经由下侧水平条状物以及双门架水平条状物上的滚轴，收集网状
物由其中悬吊出。
4.根据权利要求1或2或3所述的太阳能发电系统，其特征在于收集网
状物的表面清洗设备自动地运作，经由驱动滚轴作用于网状物移动构件以促
使系列反射镜以及接收器一个街一个靠近，使得在运作期间定期地加以清洗。
5.根据权利要求1至4所述的太阳能发电系统，其特征在于双门架系藉
由两个平行相互分离以及朝向彼此的门架所形成，具有不同的开口，使得其
各别侧边相交以及敞开为剪刀状形式，两者安装于共同旋转基座上。
6.根据权利要求1至5所述的太阳能发电系统，其特征在于双门架具有
构件利用加入于两个门架的柱状物的电动马达以及液压促动器以调整其开
口，每一门架均作用于另外一个门架各别柱状物的位置，调整相交的点。
7.根据权利要求1至6所述的太阳能发电系统，其特征在于两个门架能
够藉由利用液压构件拉伸柱状物而改变其高度。
8.根据权利要求1至7所述的太阳能发电系统，其特征在于两个门架为
管子做成的以及侧边柱状物可延长，由于其由数个钢管所形成，其彼此在内
侧移动，藉由液压构件拉伸柱状物以及因而拉伸门架。
9.根据权利要求1至8所述的太阳能发电系统，其特征在于双门架的水

\t平条状物在上能够由门架两侧延伸出以及支撑延伸这些收集网状物，共同移
动支撑于门架内部的网状物。
10.根据权利要求1至9所述的太阳能发电系统，其特征在于收集网状物
的支架具有横向管线储存重的流体于特定位置处，在网状物悬垂形状要被改
变时由控制系统管理经由泵输送流体由储存槽注入或排出至储存槽而自然地
达成。
11.根据权利要求1至10所述的太阳能发电系统，其特征在于收集网状
物的表面由反射性表面的元件所形成，并非必需为反射镜。
12.根据权利要求1所述的太阳能发电系统，其特征在于太阳辐射线接收
器支撑桥梁包含长的吊桥，其由山丘或结构在高处延伸经由支撑线缆悬吊塔
以及强固的固定物。
13.根据权利要求1及12所述的太阳能发电系统，其特征在于吊桥由悬
垂状线缆支撑，并以固定的距离支撑垂直的悬吊缆索，其支撑桥梁结构的拱
形物，其界定出运送路径所在的断面，具有单向或双向轨道以运送具有接收
模组的列车，人员或材料运送车于上侧部份，基础管线固定结构，变电站以
及输送网路在其中间部份纵向开孔隧道中，以及含有接收模组舱室的移动构
件在下侧部份。
14.根据权利要求1，12及13所述的太阳能发电系统，其特征在于支撑
辐射线接收器于桥梁上的结构为由桥梁悬吊出的移动舱室，其依据暂时性程
式移动经由桥梁轨道到达分隔为固定距离的站台以用来在白天对太阳定位。
15.根据权利要求1，12，13及14所述的太阳能发电系统，其特征在于
运载接收器舱室的盖子在白天为打开的以使用作为辅助性收集器，其具有反
射性表面以导引溢出辐射线朝向接收板。
16.根据权利要求1，12至15所述的太阳能发电系统，其特征在于含有
接收设备的悬吊舱室，其附接至由牵引构件所拉引的线缆，其经由桥梁的导
引轨道移动至分隔固定距离的确定位置以及到达维护工作站。
17.根据权利要求1，12及13所述的太阳能发电系统，其特征在于在桥
梁上支撑辐射线接收器的结构为机动设计作为该应用的台车，其依据暂时性
程式移动经由桥梁到达分隔为固定距离的站台以用来在白天定位太阳。
18.根据权利要求1，12，13及17所述的太阳能发电系统，其特征在于
经由宽广窗户露出模组接收器的列车，其利用壁板在夜晚关闭以及白天打开
窗户，其操作为具有反射性表面的辅助性收集器。
19.根据权利要求1，12及13所述的太阳能发电系统，其特征在于在桥
梁上辐射线接收器支撑结构为模组结构，具有分离的纵向条状物于内侧半径
的周边上以及相同数目的条状物于不同的外侧半径上为松鼠笼状以支撑数种
接收器或支撑辅助性收集器于桥梁的每一区段或自由空间的外部区域上。
20.根据权利要求1，12，13及19所述的太阳能发电系统，其特征在于
支撑接收模组的松鼠笼状结构旋转经由外环及绕着桥梁滑动通过轨道，促使
接收器以及辅助性收集器零件靠近位于桥梁路径上安装以及替换区域。
21.根据权利要求1，12，13，19及20所述的太阳能发电系统，其特征
在于位于桥梁路径底下接收器围绕于松鼠笼状结构中辅助性接收器内侧。
22.根据权利要求1，12，13及19至21所述的太阳能发电系统，其特征
在于安装于松鼠笼状结构上辅助性收集器，其中双面反射镜列以径向支撑于
松鼠笼状结构的内部区域条状物及外部区域条状物之间。
23.根据权利要求1，12，13，19至22所述的太阳能发电系统，其特征
在于辅助性收集器的清洗是利用移动性清洗设备进行，其经由桥梁轨道并使

\t窗口朝向反射镜列，使用松鼠笼状结构的转动构件以促使反射镜列靠近清洗
区域。
24.根据权利要求1，12至23所述的太阳能发电系统，其特征在于桥梁
具有照明，电力，供水以及压缩空气管线安装于该结构中。
25.根据权利要求1，12至24所述的太阳能发电系统，其特征在于在桥
梁底部处桥梁具有轨道形式高架起重机，其悬吊以及放置承载接收器模组的
舱室。
26.根据权利要求1，12至25所述的太阳能发电系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：米格尔·握瓜拉·蒙萨尔韦，
申请(专利权)人：米格尔·握瓜拉·蒙萨尔韦，
类型：发明
国别省市：智利;CL