十字变焦太阳能跟踪利用器及阵列制造技术

本发明专利技术公布一种十字变焦太阳能跟踪利用器及阵列，该种跟踪器及其阵列可以在利用各种光学镜，在对太阳能进行跟踪的过程中，采用十字跟踪结构，使太阳能利用设备与地面相对静止或与固定跟踪支架的区域保持相对静止，采用该种太阳能跟踪器，可以高效的实现对各种太阳能的利用设备的高效利用，特别是采用此种结构，可以高效的利用热管技术进行热能的吸收、转化、传递、利用，为各种太阳能的利用提供了一种可行的技术方法，同时，本发明专利技术公布了其组成各种阵列以及实现阵列跟踪的方法，这样可以大规模的利用太阳能，特别是利用太阳能进行大规模的供暖、制冷、热水、发电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能利用，特别是太阳能的跟踪以及组成阵列跟踪利用。
技术介绍
现在成熟的太阳能应用技术，主要是低温的太阳能的应用技术，如采用真空集热管技术后实现太阳能的热水应用，但其温度一般不超过60度，对于太阳能的中高温应用， 目前还没有成熟的应用技术，尽管有采用太阳能中高温的发电技术，但因限于示范性案例， 不能被普遍应用。如果实现对太阳能的中高温的应用，必须采用各种光学镜对太阳能进行聚焦，但同时，需要采用一种适合的结构对其进行高热流密度的热能进行吸收、传热、换热，因而采用热管技术成为太阳能应用的技术发展的必然，同时采用光学镜和热管技术，成为太阳能中高温度应用的技术基础，同时，采用热管技术和光学镜技术，必须采用一套适合的太阳能跟踪技术，才能使光学镜及热管技术被可行的使用。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种十字变焦太阳能跟踪利用器及其阵列，在光学镜进行跟踪太阳的过程中，保持其焦距始终处于一个固定的区域，便于进行高温的热能的吸收、交换、传递，特别是适合于采用热管和光学镜的跟踪系统，以及为了大规模的应用构成的跟踪阵列。本专利技术采用在光学镜跟踪太阳能的过程中，将热能利用设备，特别是热管设置在光学镜焦距固定的区域内，使得太阳能利用设备和热管相对于地面或固定区域相对静止的技术方法，实现对太阳能的中高温的利用，同时完美的利用了光学镜及热管技术；根据不同的应用要求，采用三种结构方法来实现一方面便于光学镜对太阳能进行跟踪利用，另一方面，使光学镜的焦距始终固定在一定的区域，再将太阳能利用设备特别是热管固定在此区域内， 就实现了在光学镜跟踪太阳但可以保持太阳能利用设备特别是热管相对静止；同时本专利技术提供了一种阵列结构，便于大规模的利用太阳能，特别是太阳能的供暖、烹饪、热发电；本专利技术的技术方法，不仅适用于光学镜和热管，还可以适用于光学镜和其他技术方式的吸热、传热、换热；具体
技术实现思路
如下—种太阳能光学镜跟踪利用器及其阵列，至少有一个太阳能利用设备、一个太阳能光学镜、一个跟踪支架，在光学镜跟踪太阳转动时，使太阳能利用设备与地面相对静止或固定跟踪支架的区域保持相对静止；采用下列架构之一，使得在光学镜运动时，使太阳能能利用设备与地面相对静止或固定跟踪支架的区域保持相对静止；A、在跟踪支架(7)上与地面相垂直的部分上设置有一个可以沿水平方向转动的轴(6)，在轴(6)上连接有一个光学镜支架(3)，光学镜(1)设置在光学镜支架上，光学镜 (1)及其支架可以以轴(6)为圆心进行水平旋转，同时，光学镜还可以以轴与光学镜支架的联结点为圆心，以光学镜支架为半径垂直旋转，太阳能利用设备( 设置在跟踪支架上的转动轴(6)的上端或下端，在光学镜跟踪太阳转动时，使太阳能利用设备( 与地面或固定跟踪支架的区域保持相对静止，此种结构称为转盘跟踪结构；B、至少有一个平行轴(19)与地球自转轴平行，光学镜(1)安装在此轴上，并可以沿此平行轴与地球自转相同的角度转动，还设置有一个与平行轴相垂直的垂直轴(20)，平行轴和垂直轴相互交叉，平行轴和/或垂直轴安装在支架上，太阳能利用设备( 设置在两个相互垂直轴的交点或其附近，在光学镜跟踪太阳的过程中，使得光学镜的焦点始终处于两个轴的交叉区域，此种结构成为十字跟踪结构；对于转盘跟踪结构或十字跟踪结构，还设置有太阳能跟踪设备，太阳能跟踪设备选自下列一种对于盘式跟踪结构，采用的跟踪方法为采用动力装置，驱动转动轴(6)实现水平方向的旋转，同时利用动力设备，驱动垂直旋转，来实现对太阳能的跟踪；对于十字跟踪结构，采用的跟踪方法为采用动力装置，驱动平行轴(19)转动，实现对于地球自转的跟踪，同时利用动力设备，驱动垂直轴00)旋转，来实现对太阳能的高度变化的跟踪；所采用的动力装置，选自下列之一A、机械发条、弹簧、系列孔(17)跟踪，以手动或机械器件进行跟踪，如采用钟表的发条式；B、通过密闭在一个空间的物质，随着温度的增大使其压力的增大，来推动运动机构，实现跟踪，称为相变驱动装置；上述A、B两种跟踪不需要耗费电能，成为无电驱动；C、通过固定时间的运动，利用电能带动电机驱动齿轮机构(11)、链条机构来实现跟踪；对于地球的自转，其时间为每小时转动15度的角度进行转动，对于高度角，其平均为 4天转动一度，采用固定的时间转动角度，就可以实现对太阳能的跟踪；D、通过电或光的传感器(8、9)的信号，通过比较不同部位的太阳能转化器件的电流、电压值和/或光亮度值，由计算机或单片机来调整电机(10)的运动实现的跟踪；上述C、D两种跟踪需要耗费电能，成为耗电驱动；至少有多个太阳能利用设备设置为一个阵列，每个阵列可以设置在一个共同的平台上或设置在一个地面和/或建筑物的区域；对同一排和/或同一列的太阳能利用设备，可以共用一个跟踪驱动设备；通过电机带动齿轮机构、链条机构、铰链机构、蜗轮机构来实现对太阳能的跟踪；太阳能利用设备为至少下列一种A、太阳能直接转化为电能的单晶硅、多晶硅、非晶硅板设备；此种结构的太阳能利用，属于太阳能的光伏利用，将太阳能直接转化为电能，特别是对于中高温的太阳能的光伏应用，可以比低温的太阳能的光伏应用有更高的效能，同时降低了发电的成本；B、吸热热管，将太阳能转化为热能；通过热管进行吸热，并利用热管技术进行传热、换热等；C、流体换热结构，通过换热结构将太阳能转化为流体的热能；通过强制循环的流体，如气体、液体等流体进行强制循环的换热，光学镜直接加热气体及液体，通过强制循环的流体实现对太阳能的利用；D、太阳灶；E、斯特林发电机；直接利用太阳能进行热电的转换，将太阳能首先转换为热能后进行太阳能的热发电；吸热热管的蒸发端至少含有一个凹或凸形结构，凹或凸结构的凹凸部分为斜面、 弧度面、曲面、肋片；热管蒸发端设置成为此种结构，主要是适用于在光学镜跟踪太阳时，将焦点始终处于该区域，适用于在焦距变化时，高效的跟踪太阳，并最大的增大热交换面积， 高效的实现太阳能转化为热能；在吸热热管的蒸发端的表面凹凸部分上，设置有增加太阳能转换为热能的材料； 将可见光、紫外线、红外线等不同形式的太阳能进行吸收利用，如黑体材料；在太阳能利用设备上还设置有太阳能光学镜，其为至少下列一种或其组合A、复合抛物面反射镜；B、菲尼尔透镜；C、凹、凸透镜；D、盘式抛物面反射镜；E、柱状抛物面反射镜；由多个阵列组成一个系统，在每个阵列上设置多排、列太阳能利用设备，每一个阵列上的每排或列太阳能利用设备通过热管和/或强制循环流动的流体与太阳能利用设备和/或蓄热器进行换热，多个阵列之间通过热管和/或强制循环的流体与太阳能利用设备和/或蓄热器进行换热；图示说明如下图中标号含义1 光学镜，2 太阳能利用设备，3 光学镜支架，4 热管蒸发端，5 凹凸型结构，6 水平转动轴，7 支架，8 :X方向传感器，9 :Y方向传感器，10 电机，11 蜗轮、齿轮机构，12 垂直交叉轴，13 公共平台，14 共同驱动设备，15 肋片，16 热转换材料，18 配重，19 平行轴，20 垂直轴，21 太阳灶，22 蓄热设备，23 热管传热系统，24 强制流体传热系统，25 蒸汽锅炉，26:光电板；图示内容附图说明图1 盘式热管太阳灶手动跟踪系统图2 盘式跟踪系统图3 台型十字跟踪系统图4 盘式跟踪阵列图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李建民，
申请(专利权)人：李建民，
类型：发明
国别省市：