一种曲面聚光反射镜及其组合和曲面聚光反射镜加工系统技术方案

本实用新型专利技术实施例公开了一种曲面聚光反射镜及其组合和曲面聚光反射镜加工系统。在制备曲面聚光反射镜的过程中不依赖传统模具，而根据实际工程项目不同的聚光距离计算使当前曲面聚光反射镜达到用户所需最佳聚光效果时的曲面弧度，利用数控加工机床切削得到具有该曲面弧度的承载结构，最后将具有预设硬度的反射层以该承载结构为类似模具进行固定贴合，从而制备得到曲面聚光反射镜。曲面聚光反射镜组由上述若干子镜拼装而成，各子镜的曲面弧度为曲面聚光反射镜组的整体曲面弧度根据各子镜在镜组的拼接位置分配计算。本申请可应用在塔式太阳能光热发电的定日镜中，有效提高太阳能光热的利用效率，进而提高太阳能光热发电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种曲面聚光反射镜及其组合和曲面聚光反射镜加工系统
本技术实施例涉及太阳能光热发电
，特别是涉及一种曲面聚光反射镜及其组合和曲面聚光反射镜加工系统。
技术介绍
随着常规能源(例如石油、煤等化石能源)的消耗越来越多，常规能源的消耗带来环境污染问题也越来越严峻，且常规能源的储量是有限的，这就促使了新能源(例如太阳能、风能、海洋能等)的大力研究与开发。而太阳能作为环境友好型、安全性、广泛性与充足性的可再生新能源是最具有发展前景的绿色能源。太阳能光热发电利用大规模阵列反射镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机工艺实现发电目的，而塔式太阳能光热发电因其规模大、集热温度高、储能能力强而最具发展潜力。太阳能塔式发电应用塔式系统，在大面积场地上设有多台定日镜，每台定日镜配置定日跟踪机构以用于将太阳光准确反射集中到高塔顶部的集热器上。集热器将吸收的太阳光能转化成热能，再将热能传给工质，经换热装置提供蒸汽以驱动汽轮机带动发电机，最后以电能的形式输出。主要由聚光子系统、集热子系统、换热子系统、蓄热子系统、发电子系统等部分组成。在塔式太阳能光热发电的聚光子系统(定日镜系统)中，一般均使用微曲率定日聚光反射镜或者是零曲率的平面反射镜。对于平面反射镜及其组合应用在定日镜系统中，由于平面反射镜及其组合向集热装置反射的太阳光光线存在发散角，距离越远(通常在100-1500m)发散损失越严重，减弱整个定日镜系统聚光效果，降低太阳能光热发电效率。对于微曲率聚光反射镜，目前通常利用高温热变形制造工艺将平面反射镜或平面玻璃进行变形来制造曲面反射镜，该工艺需借助模具进行曲面反射镜的加工。高温热变形制造工艺首先将玻璃加热到软化状态，然后在模具中成形并钢化，成形后玻璃坯料再进行反射层镀膜和保护层喷涂，完全依赖模具，一副模具只对应一种曲面弧度的曲面反射镜，由于镜场分布聚焦距离各不相同，其聚焦效果会相应降低，且制造成本较高；另由于热胀冷缩原理或者在内应力作用下该工艺制备的曲面反射镜与预先定制的尺寸相比通常会发生微小形变，制备的曲面反射镜的精度较低，聚光效果不好，不利于提升太阳能光热发电效率。
技术实现思路
本技术实施例的目的是提供一种曲面聚光反射镜及其组合和曲面聚光反射镜加工系统，可应用在塔式太阳能光热发电站的定日镜中，有效提高太阳能光热的利用效率，进而提高太阳能光热发电站的发电效率。为解决上述技术问题，本技术实施例提供以下技术方案：本技术实施例一方面提供了一种曲面聚光反射镜，包括具有预设硬度的反射层和具有目标曲面弧度的凹面承载结构；所述凹面承载结构的目标曲面弧度为根据工程项目实际的聚光距离计算的切削加工数据制作；所述聚光距离为曲面聚光反射镜与塔式太阳能光热电站的集热器间的距离；所述切削加工数据为用于控制数控加工机床将待承载结构芯材切削加工为具有所述目标曲面弧度的数据；所述反射层固定紧贴于所述凹面承载结构的凹面上，以使所述反射层的曲面弧度与所述凹面承载结构的曲面弧度相同；所述反射层用于将入射的太阳光光线反射至所述集热器。可选的，所述凹面承载结构为具有所述目标曲面弧度的蜂窝芯材结构。可选的，还包括用于将所述反射层和所述凹面承载结构粘合为一体的第一粘合剂层。可选的，还包括具有平面结构的底板，所述底板与所述凹面承载结构的下表面相紧贴，所述凹面承载结构的下表面为与所述反射层的凹面相对的表面。可选的，还包括用于将所述底板和所述凹面承载结构粘合为一体的第二粘合剂层。可选的，所述反射层包括反光膜层和基板，所述反光膜层设置在所述基板上，所述基板为具有预设硬度和预设厚度的板层结构。可选的，所述反光膜层镀在所述基板背面，还包括用于保护所述反光膜层的第一保护层，所述第一保护层设置在所述反射层的底部下表面。可选的，所述反射层为由反光材料制备、具有光滑表面的板层结构。可选的，还包括第二保护层，所述保护层设置在所述反射层上方。本技术实施例还相应的提供了一种曲面聚光反射镜的加工系统，包括处理器、数控加工机床和一体成型装置；所述处理器用于根据工程项目实际的聚光距离计算曲面聚光反射镜达到预设聚光效果时的目标曲面弧度，并根据所述目标曲面弧度生成制备具有所述目标曲面弧度结构的切削加工数据；所述聚光距离为曲面聚光反射镜和塔式太阳能光热电站的集热器之间的距离；所述数控加工机床根据所述处理器输入的切削加工数据对所述待加工承载结构芯材进行切削加工，以制备具有所述目标曲面弧度的凹面承载结构；所述一体成型装置将所述反射层固定紧贴在所述凹面承载结构的凹面上，使所述反射层和所述凹面承载结构具有相同曲面弧度，以制备所述曲面聚光反射镜。本技术实施例另一方面提供了一种曲面聚光反射镜组，由多个子曲面聚光反射镜按照预设排列顺序组合而成；子曲面聚光反射镜的子曲面弧度与整体曲面弧度中相对应区域的曲面弧度相同，以使各子曲面聚光反射镜在按照所述预设排列顺序组合时，各自对应的子曲面弧度拼接为所述整体曲面弧度；所述子曲面弧度由所述整体曲面弧度、所述预设排列顺序和子曲面聚光反射镜的个数计算得到，所述整体曲面弧度为根据工程项目实际的聚光距离计算得到；所述聚光距离为所述曲面聚光反射镜组和塔式太阳能光热电站的集热器之间的距离；子曲面聚光反射镜具有预设硬度的反射层和凹面承载结构，所述凹面承载结构的曲面弧度为所述子曲面聚光反射镜的子曲面弧度，所述反射层固定紧贴于所述凹面承载结构的凹面上，以使所述反射层的曲面弧度与所述凹面承载结构的曲面弧度相同；所述反射层用于将入射的太阳光光线反射至所述集热器。可选的，还包括安装板，所述安装板的尺寸不小于所述曲面聚光反射镜组的尺寸，各子曲面聚光反射镜按照预设排列顺序固定在所述安装板上，以拼接组合为所述曲面聚光反射镜组。本技术实施例提供了一种曲面聚光反射镜，在制备曲面聚光反射镜的过程中不依赖传统模具，而根据实际工程项目不同的聚光距离计算使当前曲面聚光反射镜达到用户所需最佳聚光效果时的曲面弧度，利用数控加工机床切割得到具有该曲面弧度的承载结构，最后将具有预设硬度的反射层以该承载结构为类似模具进行固定贴合，从而制备得到曲面聚光反射镜。本申请替代使用模具制造曲面聚光反射镜，曲面聚光反射镜的曲面弧度可根据实际的聚光距离的不同而相应的不同，解决了模具生产过程中，由于压力释放后反射镜材料的回弹量、冷却时的形变量及镜体材料始终存在内应力而导致曲面聚光反射镜加工精度较低的问题，提高了曲面聚光反射镜的曲面加工精度，且消除了使用平面反射镜发散损失严重的问题，大幅提升了曲面聚光反射镜的聚光效果，应用在塔式太阳能光热发电站的定日镜中，可有效提高太阳能光热的利用效率，进而有效提高太阳能光热发电站的发电效率，降低整个太阳能光热发电站的投入成本，具有好的社会经济效益。本技术实施例提供了一种曲面聚光反射镜组，首先由实际工程项目的聚光距离计算使曲面聚光反射镜组达到用户所需最佳聚光效果时的整体曲面弧度，利用计算得到的整体曲面弧度，和预先设计的各子曲面聚光反射镜拼装的排列顺序统一为各子曲面聚光反射镜分配相对应区域的曲面弧度，以作为各子镜的子曲面弧度，利用上述曲面聚光反射镜的制备方法制备各子曲面聚光反射镜，最后拼装为整个曲面聚光反射镜组。本申请的技术方案整体计算镜组中每个子镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种曲面聚光反射镜，其特征在于，包括具有预设硬度的反射层和具有目标曲面弧度的凹面承载结构；所述凹面承载结构的目标曲面弧度为根据工程项目实际的聚光距离计算的切削加工数据制作；所述聚光距离为曲面聚光反射镜与塔式太阳能光热电站的集热器间的距离；所述切削加工数据为用于控制数控加工机床将待承载结构芯材切削加工为具有所述目标曲面弧度的数据；所述反射层固定紧贴于所述凹面承载结构的凹面上，以使所述反射层的曲面弧度与所述凹面承载结构的曲面弧度相同；所述反射层用于将入射的太阳光光线反射至所述集热器。

【技术特征摘要】
1.一种曲面聚光反射镜，其特征在于，包括具有预设硬度的反射层和具有目标曲面弧度的凹面承载结构；所述凹面承载结构的目标曲面弧度为根据工程项目实际的聚光距离计算的切削加工数据制作；所述聚光距离为曲面聚光反射镜与塔式太阳能光热电站的集热器间的距离；所述切削加工数据为用于控制数控加工机床将待承载结构芯材切削加工为具有所述目标曲面弧度的数据；所述反射层固定紧贴于所述凹面承载结构的凹面上，以使所述反射层的曲面弧度与所述凹面承载结构的曲面弧度相同；所述反射层用于将入射的太阳光光线反射至所述集热器。2.根据权利要求1所述的曲面聚光反射镜，其特征在于，所述凹面承载结构为具有所述目标曲面弧度的蜂窝芯材结构。3.根据权利要求2所述的曲面聚光反射镜，其特征在于，还包括用于将所述反射层和所述凹面承载结构粘合为一体的第一粘合剂层。4.根据权利要求3所述的曲面聚光反射镜，其特征在于，还包括具有平面结构的底板，所述底板与所述凹面承载结构的下表面相紧贴，所述凹面承载结构的下表面为与所述反射层的凹面相对的表面。5.根据权利要求4所述的曲面聚光反射镜，其特征在于，还包括用于将所述底板和所述凹面承载结构粘合为一体的第二粘合剂层。6.根据权利要求1至5任意一项所述的曲面聚光反射镜，其特征在于，所述反射层包括反光膜层和基板，所述反光膜层设置在所述基板上，所述基板为具有预设硬度和预设厚度的板层结构。7.根据权利要求6所述的曲面聚光反射镜，其特征在于，所述反光膜层镀在所述基板背面，还包括用于保护所述反光膜层的第一保护层，所述第一保护层设置在所述反射层的底部下表面。8.根据权利要求1至5任意一项所述的曲面聚光反射镜，其特征在于，所述反射层为由反光材料制备、具有光滑表面的板层结构。9.根据权利要求8所述的曲面聚光反射镜，其特征在于，还包括第二保护层，所述保护层设置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：许养新，
申请(专利权)人：许养新，
类型：新型
国别省市：浙江,33