采用转杆式调节接收器的反光板固定式聚光集热装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种采用转杆式调节接收器的反光板固定式聚光集热装置，其包括：主反光板、转杆模块、接收器模块；转杆模块包括支撑杆、转杆、转轴、接收器固定架、配重块、动力装置；该转杆通过转轴连接支撑杆的上端，转轴连接动力装置，动力装置带动转轴及转杆转动；转杆的两端分别连接接收器固定架和配重块；主反光板下设有可调节的基座，主反光板、转杆模块、接收器模块的外部设有温室房。本申请具有转动部件少、单位占地面积太阳能利用率高、抗风性能好、装置稳定性高、同时具有建造及维护成本低和重量轻的优势。低和重量轻的优势。低和重量轻的优势。

【技术实现步骤摘要】
采用转杆式调节接收器的反光板固定式聚光集热装置


[0001]本专利技术涉及一种太阳能集热装置，特别是一种采用转杆式调节接收器的反光板固定式聚光集热装置，属于太阳能利用


技术介绍

[0002]为了将太阳能转化为更高品位的热能，需要通过聚光方式来获得更高温度的工质，聚光方式包括线聚焦(槽式、线性菲涅尔式)和点聚焦方式(塔式、碟式)，其中线聚焦方式由于成本低、适用范围广而得到更多的推广应用。
[0003]目前的线聚焦方式还存在以下不足：1)集热装置建造成本偏高，比如槽式集热装置成本约5.2元/W，线性菲涅尔式集热装置成本约4.5元/W，相对于传统及其它能源优势不明显；2)维护成本高，一是反光板长期暴露在空气中，灰尘及落叶等会影响反光效果，而反光板清理比较麻烦，同时反光板会因为风雨沙尘的影响，反光率衰减快，装置寿命偏短；二是存在大量的转动部件，结构复杂且故障率大。3)单位面积地面太阳能利用率低，因为反光板的转动，为了避免相互遮挡，反光板阵列间需要留有一定的间距，考虑间距的存在导致集热装置在全年运行中的光学损失以及反光板之间的遮光，槽式集热器和线性菲涅尔式集热器的单位面积地面太阳能利用率仅约为55％和65％。此外，槽式集热器还存在装置偏重、抗风性能及跟踪精度要求高等不足，线性菲涅尔式存在聚光比偏低等不足。上述问题限制了太阳能线聚焦装置及太阳中高温热利用的进一步推广应用。

技术实现思路

[0004]技术问题：本专利技术的目的在于克服上述现有线聚焦集热装置的缺陷，提供了一种反光板无需转动的、成本低、太阳能利用率高的线聚焦集热装置，投资费用低，单位面积利用率高，抗风性能好，装置稳定性高，同时具有重量轻和建造及维护成本低的优势。
[0005]技术方案：为解决上述技术问题，本申请提出了一种采用转杆式调节接收器的反光板固定式聚光集热装置，其包括主反光板、转杆模块、接收器模块：该主反光板的上表面为反光面，该反光面呈向下凹陷的弧形面，使该反光面形成一反光凹槽，该反光凹槽沿一轴线方向延伸，该主反光板为固定式结构；该转杆模块包括支撑杆、转杆、转轴、接收器固定架、配重块、动力装置；该转杆通过转轴连接支撑杆的上端，支撑杆的下端固定在地面上，转轴连接动力装置，动力装置带动转轴及转杆转动；该转杆的两端分别连接接收器固定架和配重块；该接收器模块包括直通式真空集热管，该直通式真空集热管固定安装在接收器固定架上。
[0006]1.偏离抛物线轴线一定范围内(一般
±
30度以内)的入射光，反射后仍具有较好的聚焦效果；2.一年中太阳光南北向高度角(集热器东西轴向方式，此角度为入射光的角度)的变化范围较小(采光时段内，约90％的时间小于
±
30度)。本申请主要基于：上述两个原理所进行的专利技术创造，以解决现有线聚焦集热器所存在的问题。
[0007]本申请具有转动部件少，跟踪精度要求低，可以降低转动设备和控制设备的投资费用；单位占地面积太阳能利用率高(可以达到95％)，以充分利用太阳能；抗风性能和装置稳定性好，重量轻，同时具有建造及维护成本低的优势。
[0008]进一步，主反光板采用反光镜或高反光铝板，以减少反射造成的光学损失。
[0009]进一步，动力装置包括伺服电机、减速机、转动齿轮，以实现精准控制转杆转动。
[0010]进一步，在主反光板下设有基座，用于对主反光板的位置进行调整，基座包括矩形框架、反光板支撑杆、调节螺杆、调节螺母；矩形框架固定在地面上，矩形框架的上横杆上设有多个螺栓孔，调节螺杆穿过螺栓孔，调节螺杆上套有分别位于上横杆上方和下方的2个调节螺母，调节螺杆上端固定连接反光板支撑杆，反光板支撑杆固定连接主反光板。
[0011]利用该调节机构，可以对主反光板的高度、弧度和角度在一定范围内进行精细调节，以使反光板达到所在地区的设定状态。基座与主反光板能够通过磁铁吸附的方式固定，易拆卸。
[0012]进一步，接收器模块还包括CPC反光板，CPC反光板固定在接收器固定架上并位于直通式真空集热管的上侧，主反光板反射的太阳光一部分直接照射到直通式真空集热管上，一部分经CPC反光板反射后照射到直通式真空集热管上。采用CPC反光板能够进一步提高集热装置的聚光比，降低跟踪精度要求。
[0013]进一步，该主反光板的反光面的径向截面为一抛物线的一部分，该抛物线的公式为：其中，x为横坐标，y为纵坐标，p为焦距，该抛物线的焦点为F，该主反光板的反光面相对于该抛物线的对称轴非对称；主反光板的反光面的形状采用如下步骤确定：(11)该反光板的径向截面的两个端点分别称为端点A(x1,y1)和端点B(x2,y2)，线段的长度称为l
AB
，抛物线的焦点F到线段的距离称为l
F
‑
AB
，抛物线的焦点F到端点A的距离称为l
FA
，抛物线的焦点F到端点B的距离称为l
FB
；(12)该采用转杆式调节接收器的反光板固定式聚光集热装置所在地区的纬度称为θ，确定θ的值；(13)确定l
AB
、l
F
‑
AB
、l
FA
、l
FB
中的两个数值；(14)根据(14)根据计算得出p、x1、y1、x2、y2的值；(15)确定反光面的径向截面形状。
[0014]采用上述步骤可以方便、快捷地确定主反光面在不同地区所需要的弧形，以充分利用所在地区的太阳能；该方式可以精准的得到符合设计要求的弧形反光面。
[0015]进一步，采用如下步骤确定接收器模块的运行轨迹：(21)将主反光板的反光面朝上设置，且使线段沿水平方向放置，C(x3,y3)为
的中间点；(22)根据x3＝εx1+(1
‑
ε)x2、ε∈(0.4,0.6)确定x3、y3的值；(23)各个时间点的太阳光在端点A、端点B和中间点C各形成一条反射光线，三条反射光线形成一个三角区域，取三角区域的内接圆中的一点确定为选择点，将各选择点连接并拟合为一条圆弧线，则该圆弧线为接收器模块的运行轨迹。
[0016]采用上述步骤可以方便、快捷地确定接收器的位置，该方式可以精准的得到符合设计要求的接收器圆弧形的运行轨迹。
[0017]进一步，CPC反光板的接收角的确定：将运行轨迹的一端与端点A、端点B的连线之间的夹角确定为第一接收区域角，将运行轨迹的另一端与端点A、端点B的连线之间的夹角确定为第二接收区域角，将第一接收区域角沿运行轨迹转动至另一端，第一接收区域角与第二接收区域角的并集确定为CPC反光板的接收角。
[0018]进一步，采用转杆式调节接收器的反光板固定式聚光集热装置还包括温室房，主反光板、转杆模块、接收器模块均位于温室房内，温室房包括温室房框架和透光层，透光层采用玻璃或高透光塑料膜。
[0019]采用温室房，具有以下优势：1、可以避免与外界空气的接触，减少灰尘及杂物对光线的遮挡，易于清理和维护；2、减少雨水、空气、杂物与集热装置的侵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.采用转杆式调节接收器的反光板固定式聚光集热装置，其特征在于，包括主反光板、转杆模块、接收器模块；该主反光板的上表面为反光面，该反光面呈向下凹陷的弧形面，使该反光面形成一反光凹槽，该反光凹槽沿一轴线方向延伸，该主反光板为固定式结构；该转杆模块包括支撑杆、转杆、转轴、接收器固定架、配重块、动力装置；该转杆通过转轴连接支撑杆的上端，支撑杆的下端固定在地面上，转轴连接动力装置，动力装置带动转轴及转杆转动；该转杆的两端分别连接接收器固定架和配重块；该接收器模块包括直通式真空集热管，该直通式真空集热管固定安装在接收器固定架上。2.根据权利要求1所述的采用转杆式调节接收器的反光板固定式聚光集热装置，其特征在于，主反光板采用反光镜或反光铝板。3.根据权利要求1所述的采用转杆式调节接收器的反光板固定式聚光集热装置，其特征在于，动力装置包括伺服电机、减速机、转动齿轮。4.根据权利要求1所述的采用转杆式调节接收器的反光板固定式聚光集热装置，其特征在于，在主反光板下设有基座，用于对主反光板的位置进行调整，基座包括矩形框架、反光板支撑杆、调节螺杆、调节螺母；矩形框架固定在地面上，矩形框架的上横杆上设有多个螺栓孔，调节螺杆穿过螺栓孔，调节螺杆上套有分别位于上横杆上方和下方的2个调节螺母，调节螺杆上端固定连接反光板支撑杆，反光板支撑杆固定连接主反光板。5.根据权利要求1所述的采用转杆式调节接收器的反光板固定式聚光集热装置，其特征在于，接收器模块还包括CPC反光板，CPC反光板固定在接收器固定架上并位于直通式真空集热管的上侧，主反光板反射的太阳光一部分直接照射到直通式真空集热管上，一部分经CPC反光板反射后照射到直通式真空集热管上。6.根据权利要求1所述的采用转杆式调节接收器的反光板固定式聚光集热装置，其特征在于，该主反光板的反光面的径向截面为一抛物线的一部分，该抛物线的公式为其中，x为横坐标，y为纵坐标，p为焦距，该抛物线的焦点为F，该主反光板的反光面相对于该抛物线的对称轴非对称；主反光板的反光面的形状采用如下步骤确定：(11)该反光板的径向截面的两个端点分别称为端点A(x1,y1)和端点B(x2,y2)，线段的长度称为l
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【专利技术属性】
技术研发人员：余雷，杨嵩，王金平，王军，周建，陆玉正，
申请(专利权)人：南京索乐优节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：