本发明专利技术涉及一种二维跟踪太阳能聚光装置，包括：支架；外框，通过第一轴承安装在所述支架的顶部且可绕着东西方向延伸的轴线相对于所述支架转动；具有圆弧形反射面的聚光镜，通过第二轴承安装在所述外框内，且可绕着南北方向延伸的轴线相对于所述外框转动；以及太阳能集热管，固定在所述聚光镜的聚焦位置处。本发明专利技术的二维跟踪太阳能聚光装置可以对太阳光进行全方位跟踪，且能够采用一端开口的太阳能真空集热管，降低了生产成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能应用领域，更具体地说，涉及二维跟踪太阳能聚光装置。
技术介绍
太阳能作为一种环保能源，已经得到了广泛的应用。目前太阳能所应用的跟踪聚 光装置主要是槽式抛物面跟踪聚光装置和塔式的定日镜聚光跟踪装置。 目前的槽式抛物面聚光跟踪装置大多是一维跟踪的，通常用于太阳能热发电。其 工作状况是在北半球通常镜面向南，较长的两条镜面槽边朝东西方向放置。通过跟踪装置 调整曲面镜面与南北方向的水平线夹角，从而跟踪太阳高度角的变化，使太阳光上午从东 侧射入到镜面上的阳光、中午从正面射入到镜面上的阳光以及下午从西侧射入到镜面上的 阳光都反射到聚焦位置处的太阳能真空集热管上。其缺陷是： 白天一日之中聚光镜面所接收的太阳光辐照强度差别很大，由早上最弱逐步增 强，至中午最强，再逐步转弱，至傍晚最弱。这对光热利用的稳定性不利，尤其是太阳能热发 电。 也有将两条较长的镜面槽边南北方向陈放、聚光镜面东西方向转动跟踪太阳光的 先例，虽然夏季镜面接收的太阳辐照量较多，但冬季太阳偏南，所以镜面接受的太阳辐照量 较少。尤其在北方地区，冬季太阳光的入射角度很斜，镜面接受的太阳辐照量很小。 目前的太阳能真空集热管包括内管和外管。内管的外表面涂有吸热膜，外管是透 明的玻璃罩管。工作时内管温度高达几百摄氏度，而外管处于环境温度。若内外管都采用玻 璃材料而外管在两开口端处熔接封口，则内管膨胀会导致玻璃管破裂。因此全玻璃的太阳 能真空集热管都制成一端开口的结构。两端开口的玻璃金属太阳能真空集热管的内管采用了金属管，金属管连接一小段 金属波纹管，用以缓冲内管膨胀时产生的位移。两端口处分别采用玻璃、金属热熔材料来熔 接相邻的外管和内管，以连接形成较长的太阳能真空集热管。目前的槽式抛物面聚光跟踪装置的聚光镜面积大，通常槽面宽度为3-8米，两条平 行的槽边长几十米至百米。这种情况下只能采用两端开口的直通式玻璃金属太阳能真空集 热管进行串接，其中每支管长3-6米。传热介质（导热油)从一端流进，升温后由另一端流出。 由于两端开口的玻璃金属太阳能真空集热管对玻璃、金属热熔封接的材料和工艺要求很 高，而国内的产品在技术上还不过关，国外的产品价格非常昂贵。这增加了槽式抛物面跟踪 聚光装置的生产成本，因而槽式抛物面跟踪聚光装置面世几十年但仍未得到有效的推广。 塔式太阳能光伏发电装置和塔式太阳能热发电装置将多个定日镜安装在塔身立 柱的四周。这对立柱的强度要求很高，但是立柱又装不了太大面积的定日镜。由于投资成本 难以回收，所以较少使用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的槽式抛物面聚光跟踪装置不能进 行全方位跟踪太阳光的缺陷，提供一种二维跟踪太阳能聚光装置，可以对太阳光进行全方 位跟踪。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种二维跟踪太阳能聚光装 置，包括： 支架； 外框，通过第一轴承安装在所述支架的顶部且可绕着东西方向延伸的轴线相对于 所述支架转动； 具有圆弧形反射面的聚光镜，通过第二轴承安装在所述外框内，且可绕着南北方 向延伸的轴线相对于所述外框转动；以及 太阳能集热管，固定在所述聚光镜的聚焦位置处。 根据本专利技术所述的二维跟踪太阳能聚光装置，所述太阳能集热管包括一端开口、 一端封闭的真空集热管、以及设置在所述真空集热管内的金属换热管;所述金属换热管的 两端封闭，且在靠近所述真空集热管的开口端处连接导热油进油管和导热油出油管。 根据本专利技术所述的二维跟踪太阳能聚光装置，所述真空集热管包括罩玻璃管、以 及设置在罩玻璃管内的吸热玻璃管，所述罩玻璃管和所述吸热玻璃管之间抽真空;在所述 吸热玻璃管的外层，镀有吸热膜。 根据本专利技术所述的二维跟踪太阳能聚光装置，所述进油管插置在所述金属换热管 的底部。 根据本专利技术所述的二维跟踪太阳能聚光装置，所述反射面位于圆弧线段上， 所述太阳能集热管设置在所述反射面的对称中心轴线OC上;所述圆弧线段的圆心为0， 半径为R，以点〇为原点建立XOY平面直角坐标系，所述太阳能集热管的截面形状为圆〇'，在 所述圆〇'内作内接等腰直角三角形DEF，所述等腰直角三角形DEF的顶点D位于聚光镜103的 对称中心轴线OC和Y轴上、且朝向所述聚光镜，D点的坐标为(0，b)，0.47R ^ b < 0.98R。 根据本专利技术所述的二维跟踪太阳能聚光装置，所述太阳能集热管的横截面呈倒置 的等腰三角形，且所述太阳能集热管由金属制成;所述等腰三角形的两条对称边的外管壁 朝向所述聚光镜，且粘贴有单晶硅或者多晶硅。 根据本专利技术所述的二维跟踪太阳能聚光装置，所述支架包括呈矩形框状的底部支 撑部、以及沿东西方向对称地连接在所述底部支撑部两端的端部支撑部，所述端部支撑部 与所述底部支撑部共同形成等腰三角形。 根据本专利技术所述的二维跟踪太阳能聚光装置，所述聚光镜的曲面是槽式圆弧面或 者槽式抛物面，且包括槽边，所述槽边沿着南北方向延伸。 根据本专利技术所述的二维跟踪太阳能聚光装置，所述聚光镜与所述外框之间留有间 隙。 实施本专利技术的二维跟踪太阳能聚光装置，具有以下有益效果:采用同样面积的聚 光镜，本专利技术的二维跟踪太阳能聚光装置一天所接受的太阳辐照量是一维跟踪的太阳能聚 光装置的1.6倍，因此降低了太阳能利用的投资成本。在此基础上，为了收集相同的能量，可 以采用较小面积的聚光镜，其镜面长度较短。这样就可以采用一端开口的太阳能真空集热 管，而不必采用两端开口的太阳能集热管进行对接使用。这大幅降低了生产成本。【附图说明】 下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中： 图1是根据本专利技术的第一实施例的二维跟踪太阳能聚光装置的结构示意图； 图2是根据本专利技术的第一实施例的支架的主视图； 图3是根据本专利技术的第一实施例的二维跟踪太阳能聚光装置的截面图； 图4是根据本专利技术的第一实施例的太阳能集热管的剖视图； 图5是是根据本专利技术的第一实施例的二维跟踪太阳能聚光装置的光路图； 图6是根据本专利技术的第二实施例的二维跟踪太阳能聚光装置的光路图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并 不用于限定本专利技术。 图1是根据本专利技术的第一实施例的二维跟踪太阳能聚光装置100的结构示意图。图 2是根据本专利技术的第一实施例的支架101的主视图。图3是根据本专利技术的第一实施例的二维 跟踪太阳能聚光装置100的侧视图。如图1-3所示，本专利技术的二维跟踪太阳能聚光装置100包 括支架101、安装在支架101顶部的外框102、连接在外框102内的聚光镜103、以及用于收集 聚光镜103所反射的太阳光的太阳能集热管104。 其中，支架101可以是任意合适的形状。在图示的实施例中，支架101包括大体呈矩 形框状的底部支撑部l〇la、以及沿东西方向对称地连接在底部支撑部IOla两端的端部支撑 部101b。端部支撑部IOlb与底部支撑部IOla共同形成等腰三角形。在两个端部支撑部IOlb 之间，可以还设置有连接部l〇lc，该连接部IOlc用于将两个端部支撑部IOlb的中部连接起 来，以实现更加稳固的结构。 外框102可转动地安装在支架101的顶部，可绕着沿东本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种二维跟踪太阳能聚光装置，其特征在于，包括：支架；外框，通过第一轴承安装在所述支架的顶部且可绕着东西方向延伸的轴线相对于所述支架转动；具有圆弧形反射面的聚光镜，通过第二轴承安装在所述外框内，且可绕着南北方向延伸的轴线相对于所述外框转动；以及太阳能集热管，固定在所述聚光镜的聚焦位置处。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐盛之，徐鸿盛，
申请(专利权)人：徐盛之，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。