一种多焦距的弹性的碟式聚光太阳能电热联用系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种多焦距的弹性的碟式聚光太阳能电热联用系统，包括底座、支柱、机架，底座上部安装支柱，所述支柱上端安装水平旋转追踪单元，所述水平旋转追踪单元上部固定垂直旋转追踪单元；机架上表面设有若干反光镜，每个焦距的反光镜下部连接弹性固定器，机架上固定连接聚光发电腔支架；所述聚光发电腔支架顶端固定安装聚光发电腔。本实用新型专利技术有益效果为：有效的改善了机组在各类风速情况下的工作状况，显著提高发电能力；刚度高、份量轻、可提高在台风或其它强风天气时机组的生存能力；避免高温对发电能力的不利影响及高密度光流对聚光电池的损害；回收的余热可作低温热能发电，也可作生产热源；有利于改善安装地的生态环境。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及碟式聚光太阳能技术，尤其涉及一种多焦距的弹性的碟式聚光太 阳能电热联用系统。
技术介绍
碟式太阳能聚光利用方案，从原理上具有聚光倍率高、成像质量好、无余弦损失效 应、集光效率高等特点，配合聚光光伏发电或斯特林外燃机热发电，既可作集中式发电场应 用，也可作分布式个体发电用户应用；但由于现有碟式太阳能聚光系统存在着诸多缺陷 使集光效率大幅度下降，发电量损失严重；阻力大、重心不稳，反光镜结构不合理，在遭遇台 风或其他强风时生存力低下，机组易颠覆毁坏；聚光电池组件散热措施较差，聚光系数无法 提高、散热效果不好、易烧伤烧坏聚光电池组件，余热难以收集利用。以上存在的问题，使碟 式聚光太阳能这种对太阳能利用效率最高、综合成本最低、推广前景美好的利用方式仅徘 徊于理论和少量样机阶段，无法进行大规模的应用。
技术实现思路
针对以上缺陷，本技术提供一种多焦距的弹性的碟式聚光太阳能电热联用系 统，以克服现有碟式聚光太阳能技术的反光镜外形结构不合理、风力导致发电量损失严重、 机架结构不合理、聚光电池组件散热措施较差、余热难以收集利用等缺陷。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案一种多焦距的弹性的碟式聚光太阳能电热联用系统，包括底座、支柱、机架，底座 上部安装支柱，所述支柱上端安装水平旋转追踪单元，所述水平旋转追踪单元上部固定垂 直旋转追踪单元；机架上表面设有若干具有不同焦距的反光镜，每个焦距的反光镜下部连 接弹性固定器，机架上固定连接聚光发电腔支架；所述聚光发电腔支架顶端固定安装聚光 发电腔，聚光发电腔的腔体内部靠近底侧透光窗位置处设有聚光电池，聚光发电腔顶部安 装太阳光位置传感器。本技术所述多焦距的弹性的碟式聚光太阳能电热联用系统的有益效果为(1)采用多焦距的反光镜，在低风速时机组风阻系数降低70%，在风速更大时，安 装于机架上各个独立的反光镜片根据自身所处的风速及风向不同，各个反光镜单体做随机 各异向瞬时弹性变形，加大了瞬时导风通道面积，强风下的风阻系数可进一步降低，有效的 改善了机组在各类风速情况下的工作状况，显著提高发电能力；(2)采用平面双层珩架结构技术，刚度高、份量轻、通过反光镜结构的改进，可减少 机组追踪定向时的阻力，提高了在台风或其它强风天气时机组的生存能力；(3)大型机组采用高速喷射对流沸腾法冷却聚光电池技术，最高导热传热系数可 达lOOOW/cm2，可有效散去聚光电池上承受的高达50W-100W/cm2的辐射功率，避免高温对发 电能力的不利影响；(4)小型机组采用自然对流沸腾法冷却聚光电池技术，导热能力强，成本较低，导热传热系数也可达130W/cm2，可避免高密度光流对聚光电池的损害；(5)采用冷却聚光电池余热回收技术，回收的余热可作低温热能发电，也可作生活 生产的热源；(6)采用多种焦距与多片反光镜片在X、Y、Z三轴坐标空间错落分布，综合考虑了 机组的生产性能、安全性能和生态效应，既可保证太阳光的收集效果，又可大幅度减小风 阻，还可充分发挥机组吸收风能、降低风速、削减直射光照、减少水分蒸发，改善安装地的生 态环境。附图说明下面根据附图对本技术作进一步详细说明。图1是本技术实施例所述多焦距的弹性的碟式聚光太阳能电热联用系统的 结构示意图；图2是本技术实施例所述多焦距的弹性的碟式聚光太阳能电热联用系统的 聚光发电腔部分结构示意图；图3是本技术实施例所述多焦距的弹性的碟式聚光太阳能电热联用系统的 换热蓄热池应用部分示意图；图4是本技术实施例所述多焦距的弹性的碟式聚光太阳能电热联用系统的 冷却储热池应用部分示意图。图中1、底座；2、支柱；3、水平旋转追踪单元；4、电机；5、垂直旋转追踪单元；6、换热器； 7、机架；8、中心焦距反光镜；9、内环焦距反光镜；10、次外环焦距反光镜；11、发电腔支架； 12、聚光发电腔；13、换热蓄热池；14、弹性固定器；15、发电输出端口 ；16、冷却剂入口 ；17、 冷却剂出口 ；18、冷却剂喷嘴；19、透光窗；20、聚光电池；21、位置传感器；22、风速传感器； 23、冷却泵；24、冷却储热池。具体实施方式如图1-2所示，本技术实施例所述多焦距的弹性的碟式聚光太阳能电热联用 系统，包括底座1、支柱2、机架7、聚光发电腔12，所述底座1上部安装支柱2用于将装置本 体固定在地基上并承担装置的重量及调整高度，该支柱2上端安装水平旋转追踪单元3并 由电机4驱动该单元作水平旋转运动以使机架7在水平角度上追踪太阳的位置；所述水平 旋转追踪单元3上部固定垂直旋转追踪单元5并由另一电动机驱动该单元作垂直旋转运 动以使机架7在垂直角度上追踪太阳的位置，电机的控制信号分别由相应的传感控制器提 供；所述机架7为平面双层珩架结构并固定在垂直旋转追踪单元5上侧，机架7上表面中 心位置设有中心焦距反光镜8，该中心焦距反光镜8两侧分别安装一内环焦距反光镜9，两 个内环焦距反光镜9外侧分别安装一次外环焦距反光镜10，每种焦距反光镜下部连接弹性 固定器14并由此安装在机架7上，当风速瞬时增大作用到反光镜上时，此风力传递到反光 镜弹性固定器14上，弹性固定器14按风力的大小和风向的不同作随机各异向瞬时弹性变 形，把风能量转换弹性能量储存在弹性器件里，同时减小了反光镜迎风截面和夹角，加大了 瞬时导风通道面积，使风阻与风速的函数关系趋向收敛，强风下的风阻系数可进一步降低；在其后风速瞬时减弱时，弹性固定器14的弹性器件推动反光镜，克服镜前、镜后的空气阻 力复位，把先前反光镜弹性固定器14储存的弹性能量大部分返还给空气，小部分转化热量 耗散在机械部件上，弹性固定器14对风力的缓冲和吸收作用，大大消减了强风对机组的冲 击和破坏作用。每个焦距反光镜的安装位置虽然在同一个X、Y坐标平面上，但由于各反光 镜的焦距不同以及分布位置不同，相邻的各反光镜的边缘在Z坐标方向存在较大间隙，一 般可达20厘米以上，该间隙提供了宽敞的导风通道，大大降低了反光镜的风阻；两个内环 焦距反光镜9、两个次外环焦距反光镜10的反光镜弧面与机架7均不平行，并且其夹角方 向与大小以机架7中心轴对称分布，对于与机架7平面垂直的气流流过反光镜的弧面产生 的气动升力，以机架7中心轴对称分布，升力大小相等，但方向相反，互相抵消，而对于与机 架7平面不垂直的气流，也都能互相抵消其中相当大部分。所述支柱2下端固定风速传感 器22，当该传感器探测到风速过大而又可能危及机组安全时，则发出指令信号，控制电动机 驱动垂直旋转追踪单元5作垂直旋转运动，使机架7最终停止在风阻最小的水平位置上以 达到强风保护的目的；所述机架7上固定连接聚光发电腔支架11，该聚光发电腔支架11顶 端固定安装聚光发电腔12，其腔体内部靠近底侧透光窗19位置处设有聚光电池20，太阳光 可经中心焦距反光镜8、内环焦距反光镜9、次外环焦距反光镜10反射，透过透光窗19，集聚 照射在聚光电池20上，聚光电池20把太阳能的30 % -40 %通过光电转换为电力，其余部分 被聚光电池20吸收转换为热量。所述聚光发电腔12设有发电输出端口 15，把聚光电池20 从太阳光转换的电力输送到聚光发电腔12的腔体外，此聚光发电腔12顶部安装太阳光位 置传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多焦距的弹性的碟式聚光太阳能电热联用系统，包括底座（１）、支柱（２）、机架（７），底座（１）上部安装支柱（２），其特征在于：所述支柱（２）上端安装水平旋转追踪单元（３），所述水平旋转追踪单元（３）上部固定垂直旋转追踪单元（５）；机架（７）上表面设有若干具有不同焦距的反光镜，每个焦距的反光镜下部连接弹性固定器（１４），机架（７）上固定连接聚光发电腔支架（１１）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周继武，
申请(专利权)人：周继武，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]