反射元件及其制造方法和系统技术方案

本发明专利技术设计一种具有夹层式结构的用于太阳能领域的反射元件，包括反射板1、加强板2和布置在所述反射板1和所述加强板2之间的泡沫层3。制造反射元件的方法在具有第一和第二接近装置的压机系统中进行，包括以下步骤：将所述第一接近装置加热至温度T1；将第一反射板布置在所述第一接近装置上并且获取所述温度T1；将分离装置布置在所述反射板的周边；将加强板布置成与所述分离装置接触；将所述第二接近装置加热至与T1不同的温度T2；使得所述第一和第二接近装置相互靠近运动，从而所述第二接近装置接触所述加强板并且它获取温度T2；并且如此设置可发泡材料，从而它完全填充在所述板之间的间隙，从而使它们受到压力，所述可发泡材料获取其最终的密度并且形成粘附在两块板上的基本上刚性的泡沫层3。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】反射元件及其制造方法和系统
本专利技术涉及用于太阳能领域的反射元件及其制造方法和系统。该反射元件可以应用于用于从太阳辐射产生电能的热太阳能聚集
。
技术介绍
由于在通过在整个太阳能领域分布的反射器阵列聚集太阳能辐射时获得的高温，所以热太阳能聚集技术能够获得热空气或热蒸汽，这将用来根据常规方法发电。在通过聚集太阳辐射发电的许多不同变型之外，本专利技术的反射元件对于塔式聚集技术而言尤为有利。塔式技术采用了可移动反射器阵列，也被称为定日镜，这些反射器通过大体上围绕着两根轴的运动而能够将太阳辐射反射并且聚集在位于塔的上部区域中的单个中央接收器上。每个定日镜依次包括辐射直接入射在其上的反射板或表面、承载结构、用来让承载结构进行定向运动以便朝着太阳辐射取向的机构以及位于反射板和承载结构之间的连接装置。反射板可以具有可变的面积，在那些部分中的较大尺寸大约为120m2。该板实际上由反射镜阵列构成，每个反射镜安装在用作将其连接在结构上的连接元件的底架上。在具体示例中，反射板由28个反射镜构成。这些反射镜中的每一个的尺寸可以在各个装置之中变化，但是在本领域中所采用的反射镜尺寸的示例为3210X 1350mm。在本专利技术的上下文中，反射元件将理解为通过反射镜和将它安装在其上的底架形成的组件。该底架由用彼此连接的金属段或压制成形的金属板制造的大体上为金属的支撑结构构成。其作用在于为组件提供刚度，在其中反射板需要它的那些情况中保持曲率并且在反射镜和定日镜的结构之间实现机械连接。通常，每个反射元件设有轻微的曲率以便能够引导太阳辐射朝向场的焦点。曲率程度将取决于在太阳能场中的反射元件的位置。反射元件用于有效进行将太阳辐射聚集在焦点中所需的技术特征如下:精确的曲率，以便能够聚集反射的长距离辐射；高于93%的反射率值，以便最大化反射辐射与入射太阳辐射的比值；耐候性，从而在太阳能领域的整个使用寿命中保持机械和物理性能。除了遵守上述规定之外，反射元件必须有助于太阳能领域的经济可行性，从而它必须能够采用低成本元件以大规模生产条件进行制造。当前技术的主要问题是来自保持定日镜的反射镜的底架的设计和制造过程的那些问题。如所述一样，这些底架通常由通过焊接或螺纹连接部件机械连接的多个金属段构成的组件形成，从而形成具有通常为矩形的外部框架的金属支撑结构。这种结构的首要问题在于由于金属材料的特性导致的结构的重量过大。这种高惯性使得定日镜更难进行太阳能追踪运动。这种底架类型在不同金属元件之间的那些连接位置处相对于气候试剂较弱(由于潮湿而腐蚀、由于突然温度变化而膨胀等)，从长远看来会产生巨大的问题。这些底架的高重量还限制了构成定日镜的反射板的反射镜的尺寸，需要更多数量的反射镜并因此增加了成本。第三个非常重要的问题在于，由于实现良好截取所需的高几何精度所以制造这些结构成本很高。这需要以高机械精度和高尺寸质量工作，这在包括焊接和机械连接的制造方法中带来高制造成本。这在其中用粘接剂将反射板直接胶粘在金属结构上的那些情况中更加严重，因为与在弯曲的底架中实现高结构精度的困难一起还有不规则性，这些不规则部分是将粘接剂延伸在薄反射板上的典型特征，这在长距离情况下带来相当大的截取损失。文献ES2351755A1通过采用固定部件针对精确曲率的问题提出了解决方案，这些固定部分直接粘接在镜面玻璃的表面上并且能够使得该部件在底架上弯曲而无需使得底架弯曲。但是，该系统也需要进行长时间手动调节并且不能解决源自底架的金属结构的问题。在文献ES2326586A1中，用由通过拉伸工艺压制成型的轻型金属板制成的底架代替基于多个金属段的底架，该底架重量更轻，执行时间更快。但是，反射元件仍然由两个单独的单元，即相互连接的底架和反射板构成。在这种情况下，通过粘接进行连接，从而在底架的不同局部区域中出现反射板和底架之间的接触，这需要非常精确的机加工并且是光学问题的来源，这两者都是因为在不同位置中存在胶粘区域以及源自粘合层的均匀性的那些。所有这些误差来源被最大化，并且在长距离情况下变为焦点偏差，从而使得反射光线与接收焦点分开。所有前面所述的解决方案共同的方面在于，底架通过其下表面支撑着反射镜，后者暴露整个侧面。反射板通常由没有进行任何方式处理以改善其机械性能例如退火的3_单片玻璃反射镜构成。在这些条件下，这些反射镜在进行太阳能领域所特有的清洁和维护任务时成为弱点，从而成为频繁破裂的来源以及随后成为个人安全问题。除了上述问题之外，具有在上面段落中所述的金属底架的这种反射器由于用于在玻璃中获得所期望的曲率的成型过程而导致的控制周边波纹的问题，因为所述成型过程是以机械的方式进行的，这在长时间运行中在用于优化塔热太阳能电站的效率的目标反射尽可能为圆时在边缘处转变为非均匀反射。文献ES512606要求保护通过采用夹层式反射元件解决重量过大以及现场破裂的一部分上述问题的制造方法。但是，这种反射元件没有消除由于采用粘接剂来将玻璃反射镜粘接在或多或少是平面的基板上而导致的光学问题，也没有能够制造出具有较大表面的反射元件。另外，该制造步骤在两个层叠步骤中进行。在第一步骤中，通过在底板上采用普通粘接剂来层叠薄玻璃反射镜板，并且在第二步骤中，在第二底板上再次层叠该组件以形成端部复合反射器。这两个步骤延长了制造时间，并且因此增加了工艺成本。第一层叠步骤还限制了反射器的最大尺寸，因为在玻璃基板和将该玻璃基板直接胶粘在其上的板之间的膨胀系数存在差异。在现有制造工艺中的现有夹层式反射器的现有技术以及已知解决方案还没有清楚有效达到的关键点在于对聚集的光学几何形状的精度控制，因为所要连接的材料的膨胀系数中存在差异。在本专利技术的上下文中，光学精度理解为反射表面的角度偏差值的均方根或RMS的平方根。在现有技术中，在塔式热太阳能电站中用于执行聚集太阳能功能所适用的球面反射器必须具有小于1.5mrad的表面光学精度值。
技术实现思路
上述缺陷是通过如权利要求1所述的反射元件、如权利要求13所述的定日镜、如权利要求14所述的太阳能设备、如权利要求15所述的制造方法和如权利要求20所述的用于制造反射元件的系统或压机来解决的。从属权利要求给出了本专利技术的优选实施方式。通过本专利技术提供了一种夹层式复合反射元件，与之前的反射元件不同，该反射元件是通过消除了采取温差控制的反射镜-底架二体而在单个制造步骤中形成的。该制造方法的结果在于适用于直接锚固在定日镜的支撑结构上的自支撑复合反射元件，无需中间支撑元件，没有周边波纹，并且具有良好的截取系数。本专利技术的反射元件呈现出一种夹层式结构，包括适用于反射太阳辐射的反射板、加强板和布置在所述反射板和所述加强板之间的泡沫层。用于制造本专利技术的反射元件的方法是在一种压机系统中实施的，该压机系统包括第一接近装置和第二接近装置，并且该方法包括以下步骤:将所述第一接近装置加热至温度Tl ；将第一反射板布置在所述第一接近装置上，所述反射板获取所述温度Tl ；将分离装置布置在所述反射板的周围；将加强板布置成在由其高度限定的距离处与所述分离装置接触；将所述第二接近装置加热至与Tl不同的温度T2 ；使得所述第一和第二接近装置相互靠近运动，从而所述第二接近装置接触所述加强板并且它获取温度T2 ;并且如此设置可发泡材料，从而它本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有夹层式结构的反射元件，包括适用于反射太阳辐射的反射板(1)、加强板(2)和布置在所述反射板(1)和所述加强板(2)之间的泡沫层(3)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.14 EP 11382068.21.一种具有夹层式结构的反射元件，包括适用于反射太阳辐射的反射板(I)、加强板(2)和布置在所述反射板(I)和所述加强板(2)之间的泡沫层(3)。2.如权利要求1所述的反射元件，其特征在于，所述反射板(I)为设置有反射涂层(4)的玻璃板。3.如权利要求2所述的反射元件,其特征在于,所述玻璃板(I)的厚度为0.8mm至4mm,优选为1.6mm至3_。4.如前述权利要求中任一项所述的反射元件，其特征在于，所述加强板(2)由金属制成。5.如前述权利要求中任一项所述的反射元件，其特征在于，所述加强板(2)的厚度为0.5mm 至 1.5mm,优选为 0.5mm 至 Imnin6.如前述权利要求中任一项所述的反射元件，其特征在于，所述加强板(2)呈现出波形轮廓。7.如前述权利要求中任一项所述的反射元件，其特征在于，所述泡沫层(3)的厚度为20mm至200mm,优选为40mm至80mm或者为30mm至40mmη8.如前述权利要求中任一项所述的反射元件，其特征在于，所述泡沫层(3)的密度为30 kg/m3 至 80kg/m3,优选为 40 kg/m3 至 60kg/m3。9.如前述权利要求中任一项所述的反射元件，其特征在于，所述泡沫层(3)为硬质聚氨基甲酸酯泡沫，优选为具有闭孔结构的硬质聚氨基甲酸酯泡沫。10.如前述权利要求中任一项所`述的反射元件，其特征在于，所述反射板(I)和/或所述加强板(2)与所述泡沫层(3)接触的表面具有涂层以增加附着性。11.如前述权利要求中任一项所述的反射元件，其特征在于，包括用于局部或完全保护所述反射元件的边缘的外周保护罩(7、8)。12.如权利要求11所述的反射元件，其特征在于，所述外周保护罩通过加强板(2)自身形成，其优选在外周中具有U形弯曲部(15、14)，并且具有覆盖所述反射元件的边缘所需的长度以及密封绳(13)。13.—种包括至少一个如前述权利要求中任一项所述的反射元件的定日镜。14.一种包括如权利要求13所述的至少一个定日镜的太阳能装置。15.一种在压机系统中制造反射元件的方法，该压机系统包括第一接近装置和第二接近装置，所述方法包括以下步骤: 将所述第一接近装置加热至温度Tl ； 将第一反射板(I...

【专利技术属性】
技术研发人员：费利克斯·艾因斯·伊瓦龙多，
申请(专利权)人：里奥玻璃太阳能有限公司，
类型：
国别省市：