【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于能源利用领域，具体涉及一种低重心的菲涅尔-斯特林太阳能动力转换系统。
技术介绍
1、21世纪又被称为能源世纪，伴随着经济持续高速增长，全球性的能源危机已初见端倪。由于传统能源日渐枯竭且对环境产生污染，发展新的可再生能源应用技术已成为全球学术研究和工程应用的热点。其中，太阳能因其固有的优点而拥有着广阔的应用前景。
2、众所周知太阳能的储量非常巨大，且是一种清洁能源，可以做到零排放。在大力倡导发展可持续性经济、环境友好型社会的今天，太阳能的应用有着十分重要的意义；太阳能应用技术拥有较高的性价比，具有良好的经济性。伴随着科学技术的进步与发展，太阳能应用技术的成本已大大降低；同时，我国国土面积大，且大部分位于中低纬度，因此太阳能应用有着广泛的市场前景。
3、根据转化而成能量的类型，太阳能应用技术可被分为太阳能—热能、太阳能—化学能、太阳能—生物能以及太阳能—电能。目前，应用最广的是太阳能光伏发电。太阳能光伏发电技术固有的缺陷仍限制了其发展：光电转化效率低。目前最先进的转化效率也只有35.8%，只能应用于天空航天、人造卫星等方面；单晶体硅电池的效率为24%，且不能大量应用；多晶体硅电池在使用寿命和转化效率方面的表现效果也不如人意。
4、菲涅尔透镜是一种光学元件，其特点是具有高集光效率和低成本的特点。这种透镜通过将光线聚焦到一个小区域来提高太阳能集热器的效率，从而为斯特林发动机提供更集中的热能输入。斯特林发动机是一种闭式循环动力机械，它通过压缩和膨胀工作流体在不同温度下进行热交换来产生动力。
5、然而，现有的斯特林发动机动力转换系统存在一些不足。首先，为了保持高效的能量转换，系统需要进行太阳跟踪，这意味着集热器必须随着太阳的位置变化而旋转，以确保持续的高效率能量输入。而传统的斯特林动力转换系统将斯特林机置于集热器之上，使系统重心较高，从而影响系统的稳定性和安全性。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术公开了一种低重心的菲涅尔-斯特林太阳能动力转换系统，确保太阳能动力转化系统的稳定性，能够对透镜俯仰角和方位角进行精确调整，结构简单实用，生产和维修成本低、能源利用效率高，便于安装与运输。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种低重心的菲涅尔-斯特林太阳能动力转换系统，包括菲涅尔透镜、俯仰角控制平台、斯特林发动机、斯特林机放置平台、方位角控制平台组成；
4、俯仰角控制平台与方位角控制平台内部均设有电机，
5、所述菲涅尔透镜为网格化分区结构；每个区内的镜片背面设有透镜螺纹；
6、菲涅尔透镜两端均设有转轴，所述转轴与俯仰角控制平台的电机相连；
7、所述斯特林机放置平台设置在菲涅尔透镜下方，斯特林机放置平台与菲涅尔透镜采用多根钢杆连接，与菲涅尔透镜形成固连的一体化平台；斯特林发动机在斯特林机放置平台上，斯特林发动机的热端设置在在菲涅尔透镜下部焦点位置，冷端放置在冷空间中；
8、所述方位角控制平台位于斯特林机放置平台下部位置，与俯仰角控制平台采用两组长杆连接，两侧各布置一组。
9、作为本专利技术的一种改进，还包括控制主机，所述控制主机连接俯仰角控制平台与方位角控制平台内部的电机以及斯特林发动机。
10、作为本专利技术的一种改进，所述俯仰角控制平台与方位角控制平台内部的电机均为步进电机。
11、作为本专利技术的一种改进，所述菲涅尔透镜背面由多个三角形镜片和矩形镜片组成。
12、作为本专利技术的一种改进，每组长杆分别由三根杆组成，三根杆上段集中为一点，构为两个三角形结构（三脚架）。
13、作为本专利技术的一种改进，所述方位角控制平台包括底座与活动座，所述底座上设有圆形轨道，所述活动座设置在圆形轨道上，所述两组长杆设置在活动座上方两侧。
14、作为本专利技术的一种改进，还包括两组同步的俯仰角抱死系统，每组俯仰角抱死系统均包括步进式电机、锁定轴、强力磁铁、压缩弹簧、电磁铁，所述步进式电机通过锁定轴设置在菲涅尔透镜端部的转轴上，所述强力磁铁设置在锁定轴下方，强力磁铁与电磁铁通过压缩弹簧连接，所述步进式电机与电磁铁连接控制主机。
15、一种低重心的菲涅尔-斯特林太阳能动力转换系统，其工作原理是：
16、（1）方位角控制
17、在控制主机中输入本装置当前所处经纬度，借助算法计算出太阳方位角和太阳高度角的详细信息，然后计算出方位角控制平台中的步进式电机的转动角度和驱动步数，并发出相应的控制信号控制步进式电机旋转相应角度，从而实现菲涅尔透镜对准太阳中心，完成太阳能聚光集热系统对太阳的双轴跟踪功能，最终将太阳光聚集到斯特林发动机的热端；
18、（2）俯仰角控制
19、在控制主机中输入本装置当前所处经纬度，借助算法计算出太阳方位角和太阳高度角的详细信息，然后计算出俯仰角控制平台中的步进式电机的转动角度和驱动步数，并发出相应的控制信号控制步进式电机旋转相应角度，从而实现菲涅尔透镜对准太阳中心，完成太阳能聚光集热系统对太阳的双轴跟踪功能，最终将太阳光聚集到斯特林发动机的热端；
20、方位角的控制与俯仰角的控制能够同时进行，也能够单独完成；
21、（3）斯特林机控制
22、通过菲涅尔透镜将太阳光汇聚起来照在斯特林发动机的热端（集热头）上，让斯特林发动机的集热头均匀受热，冷源置于冷空间中，使斯特林发动机正常运转；太阳提供的热能使工作气体受热膨胀，推动活塞做功，然后，冷源冷却工作气体，使其收缩，活塞回程，完成一个循环；这个过程反复进行，从而产生连续的动力，使装置实现更高效的能源转换，最大化利用太阳能。
23、俯仰角抱死系统的工作原理是：
24、系统工作时，控制主机控制启动来自电网的50hz交流电，使电磁铁工作，使强力磁铁脱离锁定轴向下运动一段距离，同时进一步压缩弹簧，此时，步进式电机得以在控制主机的控制下驱动锁定轴带动菲涅尔透镜旋转；系统结束工作时，控制主机控制电网停止供电，电磁铁的磁性失效，压缩弹簧使表面粗糙的强力磁铁向上弹起并抵住表面粗糙的锁定轴（此时压缩弹簧仍处于较大的压缩状态），由于锁定轴表面与强力磁铁之间存在较大的摩擦力，锁定轴被抱死。
25、本专利技术的有益效果为：
26、（1）本专利技术能够对菲涅尔透镜的俯仰角和方位角进行精确调整，使透镜随着时间的推移始终对准太阳，从而抵消地球自转带来的影响，尽可能利用更多的太阳能，提高了能源利用效率。
27、（2）本系统重心低、质量小。与传统方案相反，由于斯特林机位于聚光镜下方，整个系统的重心得以降低，系统更稳定。
28、（3）采用菲涅尔透镜的设计使得它比传统的玻璃透镜或反射镜更轻、成本更低，因此更利于运输、安装以及降低成本。
29、（4）菲涅尔透镜的分区设本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低重心的菲涅尔-斯特林太阳能动力转换系统，其特征在于：包括菲涅尔透镜、俯仰角控制平台、斯特林发动机、斯特林机放置平台、方位角控制平台、控制主机、俯仰角抱死系统；
2.根据权利要求1所述的一种低重心的菲涅尔-斯特林太阳能动力转换系统，其特征在于：所述俯仰角控制平台与方位角控制平台内部的电机均为步进电机。
3.根据权利要求1所述的一种低重心的菲涅尔-斯特林太阳能动力转换系统，其特征在于：所述菲涅尔透镜背面由多个三角形镜片和矩形镜片组成。
4.根据权利要求1所述的一种低重心的菲涅尔-斯特林太阳能动力转换系统，其特征在于：每组长杆分别由三根杆组成，三根杆上段集中为一点，构为两个三角形结构。
5.根据权利要求1所述的一种低重心的菲涅尔-斯特林太阳能动力转换系统，其特征在于：所述方位角控制平台包括底座与活动座，所述底座上设有圆形轨道，所述活动座设置在圆形轨道上，所述两组长杆设置在活动座上方两侧。
6.根据权利要求1所述的一种低重心的菲涅尔-斯特林太阳能动力转换系统，其特征在于：其工作原理是：
7.根据权利要求1所
...【技术特征摘要】
1.一种低重心的菲涅尔-斯特林太阳能动力转换系统，其特征在于：包括菲涅尔透镜、俯仰角控制平台、斯特林发动机、斯特林机放置平台、方位角控制平台、控制主机、俯仰角抱死系统；
2.根据权利要求1所述的一种低重心的菲涅尔-斯特林太阳能动力转换系统，其特征在于：所述俯仰角控制平台与方位角控制平台内部的电机均为步进电机。
3.根据权利要求1所述的一种低重心的菲涅尔-斯特林太阳能动力转换系统，其特征在于：所述菲涅尔透镜背面由多个三角形镜片和矩形镜片组成。
4.根据权利要求1所述的一种低重心的菲涅尔-斯特林太阳能动力...
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