太阳能收集装置制造方法及图纸

太阳能聚集装置，具有透镜阵列，以接收太阳辐射和将太阳辐射向多个静止的目标聚集。透镜被支撑在可移动的结构上，以使透镜在东-西和南-北方向中侧向移动。阵列的每个透镜还被配置为绕在南-北方向中延伸的轴旋转。驱动装置耦合到多个侧向和旋转移动机构上，以当太阳在整天或整年的移动时，朝向目标定向透镜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳能收集装置
技术介绍
本专利技术涉及太阳能收集装置，尤其涉及使用透镜来聚集太阳光线的聚集型收集器。太阳能收集装置已被广泛接受，其可分为两种类型。非聚集式收集器直接接收太阳辐射，例如平行光线的辐射。这样的装置通常包括太阳能电池板或光伏电池阵列，太阳能电池板或光伏电池阵列可被加热且传递及存储太阳辐射。另一类型的太阳能收集器被称为聚集型太阳能收集器，其使用透镜或反射镜组件将辐射反射或折射，从而将光线汇聚在更加集中的太阳能所覆盖的目标体上。W02009/134208公开了一种太阳能收集器，其利用透镜来聚焦太阳辐射并通过支架安装有多个太阳能电池，这些太阳能电池固定至支架基座以接收来自透镜的光。WO 2009/125334公开了一种太阳能生成设备，其具有固定方向的聚集器，该聚集器采用具有新焦点的Fresnel (菲涅尔)透镜和平行于透镜焦点安装的线性太阳能收集器的形式，并配置为在与该线性焦点垂直的任何方向中移动以试图避免对透镜的附加定向机构的需要。WO 2005/057092公开了一种太阳能收集系统，其中透镜用来将太阳辐射聚焦至接收体上以将辐射转换为电能和/或热能。提供枢转结构以使目标在东/西方向中旋转，从而跟踪通过透镜传送的聚集辐射。US 2009/0272425公开了一种聚集太阳能的接收器，其利用Fresnel透镜以将太阳辐射反射并折射至热循环引擎，热循环引擎将太阳能转换为机械能，机械能进而被转换为电能。太阳能接收器的移动由太阳跟踪传感器控制并且由垂直和水平驱动电机致动。WO 2009/002168公开了可旋转安装的透镜阵列，该透镜阵列用于将太阳辐射聚集至收集器上，收集器联接至热传递流体。当被太阳辐射加热时，该流体可被引导通过热交换器以生成用于发电的蒸汽。透镜阵列被配置为绕两个垂直轴旋转以在整天中跟踪太阳的位置。然而，仍然需要一种装置，该装置将在整天和整年中有效地利用太阳辐射，同时具有足够稳定的设计以通过元件经受天气变化，同时使入射辐射的使用率最大化。因此，专利技术人提供了太阳能聚集和支撑装置，其配置为利用和聚集太阳能，适用于频繁经历充足日光且作为暴露环境的区域中。该装置还被配置为通过元件经受天气变化而不存在能量转换效率的损失。
技术实现思路
根据本专利技术的第一个方面，提供了一种太阳能聚集装置，其包括透镜阵列，用于接收并朝多个目标聚集太阳辐射；至少一个透镜支撑结构，用于可动地安装阵列的各透镜以接收太阳福射；第一侧向移动机构，用于使透镜相对于目标在第一侧向方向中移动；第二侧向移动机构，用于使透镜相对于目标在第二侧向方向中移动；第三侧向移动机构，用于使透镜相对于目标在上下方向中移动；第一旋转移动机构，用于使透镜绕基本在第二侧向方向中延伸的第一轴线旋转；以及至少一个驱动装置，用于驱动透镜移动机构。优选地，该装置还包括第二旋转移动机构，用于使各透镜绕在第一侧向方向中延伸的第二轴线旋转。第二旋转方向中的透镜的旋转轴线基本垂直于第一旋转方向中的透镜的旋转轴线。可选地，透镜支撑结构包括主支撑件，主支撑件具有安装至透镜的圆周环、中心地穿过透镜延伸的支撑轴以及从中心轴延伸至圆周环的支撑线缆。此外，透镜支撑结构还可包括安装至主支撑件的次支撑件，次支撑件包括在主支撑件周围延伸的线缆。优选地，主支撑件和次支撑件的线缆被预张紧，使得当处于拉伸情况时，线缆抵抗因所受机械力而出现的扭曲、伸长和变形。优选地，透镜阵列被设置为多排透镜以形成透镜的网格网络，网格网络具有在第一侧向方向中的排以及在第二侧向方向中的排。 优选地，阵列的各透镜包括多个Fresnel透镜，该多个Fresnel透镜在至少两个基本平行的平面上延伸，其中一个平面位于另一个平面之上，以在透镜的平面之间提供空气流动间隙。此外，这些透镜可根据错列或多平面配置由Fresnel透镜的各个部分构成，以提供穿过组装的透镜的空气排出口或管道以使当安装和使用时所受到的风的垂直力分量最小化。翅片或其它空气流动引导元件也可附接至透镜，以有助于偏转或引导空气。这种翅片还可附接至装置的其它部件。优选地，第一侧向移动机构包括在第一侧向方向(东西)中延伸的线缆、和滑轮和/或卷轴、和位于第一侧向方向(东西)中的各排透镜的端部处的支柱，支柱联接至东西方向中的线缆之一上，使得当驱动装置被致动时，支柱在东西侧向方向中枢转并且透镜在第一侧向方向(东西)中侧向移动。优选地，第二侧向移动机构包括在第二侧向方向(南北)中延伸的线缆、和滑轮和/或卷轴、和位于第二侧向方向(南北)中的各排透镜的端部处的支柱，支柱联接至第二侧向方向(南北)中的线缆之一，使得当驱动装置被致动时，支柱在第二侧向方向(南北)中枢转并且透镜在第二侧向方向(南北)中侧向移动。优选地，第三侧向移动机构包括线缆、和滑轮和/或卷轴。优选地，第一旋转移动包括线缆、和滑轮和/或卷轴。本装置被配置为将透镜连续地朝着静止的一个或多个目标定向，使得透镜的焦点和被聚集的太阳辐射总被引导到相同区域。这避免了对移动目标以接收被聚集的太阳辐射的装置的考虑。此外，通过经由透镜在三个侧向坐标0^、7和2)和一个或两个旋转轴线上的移动使太阳辐射总是聚集在相同区域，目标主体的尺寸可被最小化以减小装置的覆盖范围。优选地，第二旋转移动机构包括基本在第二侧向方向(南北)中延伸的线缆、和滑轮和/或线轴。如本领域技术人员应理解，本装置还包括提供透镜在x、y和z坐标上的侧向致动和在两个轴线上的旋转移动的任何合适的装置。因此，用于移动机构的驱动器还可包括标准部件，标准部件包括电子、电磁、太阳能或其它燃料驱动电机。在通过线缆实施本专利技术的情况下，用于第一、第二和第三侧向移动机构和第一和第二旋转移动的机构的驱动装置包括电动绞盘、滑轮或线轴以缩短和拉长对应线缆中的每一个。本说明书中的“线缆”包括较薄构件的所有方式，具体包括索、松紧带、导线、电线、链、绳等。优选地，线缆包括缠绕式钢线缆，具体包括不锈钢线缆，不锈钢线缆可被涂覆以提高对风化和腐蚀的抵抗力。应理解，任何支撑结构都可用于将透镜悬挂于地面和对应目标之上。这种悬挂系统可包括完全刚性的结构，例如包括互连的钢梁以形成三维框架结构。可替换地或附加地，透镜支撑结构可包括悬链或其它可移动悬挂机构。优选地，透镜支撑结构包括安装在第二方向(南北)上的透镜之间的吊块，吊块连接至第一、第二和第三侧向移动机构以将由驱动装置施加的移动转换为透镜阵列的移动。吊块可包括一个或多个电机以驱动一个或多个滑轮或线轴，以间接地驱动透镜绕至少一个轴线旋转。优选地，吊块连接至支撑结构尤其是次支撑结构，次支撑结构经由至少一个轴安装在主支撑结构上，各透镜被配置为在第一(东西)方向中绕各对应轴旋转。根据本专利技术的第二个方面，提供了一种聚集太阳辐射的方法，其包括使用透镜阵列接收太阳辐射并朝多个目标聚集太阳辐射；使用可动支撑结构支撑透镜阵列；使用第一侧向移动机构使透镜阵列相对于目标在第一侧向方向上移动；使用第二侧向移动机构使透镜阵列相对于目标在第二侧向方向上移动；使用第三侧向移动机构使透镜相对于目标在上 下方向上移动；使用第一旋转移动机构使透镜绕基本在第二侧向方向上延伸的第一轴线旋转；以及驱动移动机构以使透镜在侧向方向和旋转方向上移动。根据本专利技术的第三个方面，提供了一种太阳能收集装置，其包括如本文中所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·瓦尔加，
申请(专利权)人：专业梳理加拿大有限公司，
类型：发明
国别省市：