一種多平面反射鏡太陽能聚光裝置制造方法及圖紙

一種多平面反射鏡太陽能聚光裝置，包括：基礎部件、轉動部件、平面鏡支撐結構及多平面反射鏡陣列；多平面反射鏡陣列由多個獨立的單塊平面反射鏡構成；平面支撐結構由“H”型主框架和固定在“H”型主框架上的若干平行支撐條構成；多個獨立的單塊平面反射鏡通過萬向節支架與所述平行支撐條相連；轉動部件包括電動轉盤和電動推桿；通過電動推桿的伸縮推動“H”型主框架的俯仰角度，從而使多平面反射鏡陣列跟蹤太陽高度角；通過電動轉盤轉動使多平面反射鏡陣列跟蹤太陽方位角。本實用新型專利技術能夠獲得最均勻的聚焦光斑，根本上解決光伏發電中聚光不均勻導致的效率下降問題，且結構簡單，成本低廉。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種太陽能聚光發電裝置，特別是一種用于太陽能發電的多平面鏡太陽能聚光裝置，屬于太陽能利用技術，
技術介紹
能源問題是社會經濟發展的首要問題。近年來，伴隨著經濟的快速發展，我國對能源的需求呈現快速增長的趨勢。目前，由于我國能源利用效率的低下和煤炭等化石能源使用比重過大導致了我國能源問題更加嚴峻和環境破壞日趨嚴重，極大地制約了我國經濟的發展。太陽能因為其可再生以及對環境友好的優點，是重要的傳統能源替代物。眾所周知，太陽能光伏發電作為太陽能利用中的最具發展前景的技術已被廣泛應 用，然而光伏發電成本太高使其在整個能源結構中所占比例較低，如何降低光伏發電成本成為各國競相研究重要課題。其中，聚光光伏CPV (Concentrator Photovoltaic)發電技術對降低光伏發電的成本具有巨大的潛力而引起世界各國科學家極大關注，近期已成為研究的熱點并建立了多處示范。太陽能聚光技術是太陽能聚光發電的關鍵，太陽能聚光根據光線匯集方式可分為反射或折射；根據焦點類型又可分為點、線或非聚集；根據聚光器位置類型又分為固定聚光器和跟蹤聚光器。帶跟蹤的反射式點聚光由于能夠提供高倍聚光，大大降低發電所需電池面積，近年來被國內外很多學者所推崇。目前，反射式點聚光技術主要采用拋物型聚光反射面，據申請人檢索，公開號為CN101980065A的中國專利提出了一種張力結構的太陽能反射鏡，通過將太陽反射膜貼在面形定焦支架上而形成曲面來反射聚光。另外公開號為CN202049282的專利提出一種多平面鏡拋物面反射聚焦裝置，采用拋物面原理制作出所需要形狀與尺寸的拋物面，在拋物面上鑲嵌或固定大小尺寸相同的N個平面鏡片，形成一個拋物面式反射鏡。對于傳統拋物型反射式聚光，焦點區域的光強分布為高斯分布，這種不均勻的光強對光伏電池發電效率會產生極大影響。光伏電池表面由于受光照強度不一樣，會因熱斑效應而在電池內部消耗大量電能并發熱，若此時熱量散發不及時將會造成光伏電池永久性的損壞。另外，拋物型聚光反射面制作難度較大，盡管目前采用先進技術能夠制作出較為理想的拋物面，但是成本較高，且在安裝過程中的一系列誤差仍是不容忽視的影響因素。除反射鏡面需制作成拋物型外，甚至支撐結構也需做成類似拋物型的復雜結構，制作和安裝成本高。目前的聚光器基本都是制作之前就已經設計好固定的聚光比，一旦設備安裝完成后，將無法變更聚光倍數，就算發現設計錯誤也將無法調節，靈活性和適應性較差。整體式的拋物鏡面，面積大，灰塵容易堆積，且在工作時風阻影響巨大，抗風能力有限。因此，需要一種新的太陽能聚光裝置，以克服上述中的諸多問題。
技術實現思路
本技術的技術解決問題克服現有技術的不足，提供一種用于太陽能發電的多平面反射鏡太陽能聚光裝置，能夠獲得最均勻的聚焦光斑，根本上解決光伏發電中聚光不均勻導致的效率下降問題，且結構簡單，成本低廉。本技術技術解決方案，多平面反射鏡太陽能聚光裝置，包括固定在地面上的基礎部件、安裝在該基礎部件上能夠驅動多平面反射鏡陣列跟蹤太陽的轉動部件、與轉動部件相連接的平面鏡支撐結構，及連接在平面支撐結構上的多平面反射鏡陣列；所述多平面反射鏡陣列由多個獨立的單塊平面反射鏡構成；所述平面支撐結構由“H”型主框架和固定在“H”型主框架上的若干平行支撐條構成；所述單塊平面反射鏡通過萬向節支架與所述平行支撐條相連，排列在平行支撐條上；所述轉動部件包括電動轉盤和電動推桿；電動推桿頂部的伸縮端與平行支撐條相連，通過電動推桿的伸縮推動“H”型主框架的俯仰角度，從而使多平面反射鏡陣列跟蹤太陽高度角；電動轉盤與“H”型主框架固定，通過電動轉盤轉動帶動“H”型主框架在水面方向上作360度轉動，從而使多平面反射鏡陣列跟蹤太陽方位角。所述萬向節支架由上、中、下三段組成，各段之間靠螺桿連接；上段頂部有個圓臺，底部有個‘凹’槽；中段頂部呈‘凸’形，突出部分正好與上段底部的‘凹’槽相嚙合，嚙合后的兩段通過螺桿連接和固定，中段底部也有個‘凹’槽，但此‘凹’槽與頂部‘凸’起部分相垂直；下段頂部同樣有‘凸’起，‘凸’起部分與中段底部的‘凹’槽相嚙合，嚙合后的兩段也通過螺桿連接和固定，下段底面則設有一螺孔。所述萬向節支架上段頂部圓臺與單塊平面反射鏡粘接，下段底面通過螺桿與平行支撐條相連接。所述萬向節支架通過‘凹’槽與‘凸’起的連接，可以調節各段相互之間所成的角度，能使單塊平面反射鏡面在二維空間里任意角度轉動；同時通過對下段底部螺桿擰入螺孔深度的控制能使單塊平面反射鏡在豎直高度上有一定的微調范圍，以防止相鄰單塊平面反射鏡鏡面之間的相互碰撞和遮擋。所述萬向節支架在平行支撐條上的位置可變動，以便根據不同面積的單塊平面反射鏡做出相應調整，最大程度利用采光面空間。所述多平面反射鏡陣列中各單塊平面反射鏡采用鍍銀反射面的普通平板玻璃作為反射部件。本技術與現有技術相比的優點在于(I)本技術采用多平面鏡反射陣列聚光后，解決了傳統點聚焦聚光器中光強高斯分布對光伏電池所帶來的影響，焦斑區域光強分布均勻，能夠獲得最均勻的聚焦光斑，根本上解決光伏發電中聚光不均勻導致的效率下降問題。(2)本技術用小塊的平面反射鏡組合取代大塊曲面反射鏡；多鏡共焦，聚光比調節靈活。(3)本技術摒棄傳統點聚光器中復雜的拋物型框架構造，采用簡單的直線型結構，結構簡單，成本低廉，通過萬向節支架將反射鏡與支撐結構相連，易安裝、調整。(4)本技術的反射鏡面與支撐框架的連接、角度調整以及對焦都是通過萬向節支架來完成的，萬向節支架能使鏡面在二維空間里任意角度轉動，準確對焦，還在豎直高度上有一定的微調范圍，防止臨近鏡面的相互碰撞和遮擋；且萬向節支架在平行支撐條上的位置可變動，以便根據不同面積和形狀的反射鏡面做出相應調整，最大程度利用采光面空間。(5)本技術采光平面采用二維跟蹤方式，能夠穩定跟蹤太陽高度角和方位角，最大限度獲取入射太陽光。(6)本技術多平面鏡反射聚光裝置的聚光倍數即聚光比調整方法調整方便、靈活，通過增加或刪減多平面鏡反射陣列數目來完成，突破了傳統的一臺裝置固定一種聚光比的限制，可根據實際情況改變聚光倍數，從而大大降低了使用成本。(7)本技術中的單塊平面反射鏡采用普通平板玻璃作為反射部件，較之曲面鏡大大降低了生產制作成本；且各單塊平面反射鏡之間有一定空隙，大大降低了裝置在野外工作的風阻。附圖說明 圖I是依照本技術的立體示意圖；圖2是圖I所示裝置的固定在地面上基礎部件示意圖；圖3是根據本技術所述的萬向節支架示意圖；圖4是根據圖I所示本技術一實施例的多平面反射鏡陣列排列示意圖；圖5是根據圖I所示本技術一實施例的多平面反射鏡陣列工作示意圖；圖6是根據圖I所示本專利技術一實施例的聚光裝置焦斑位置處光強分配示意圖；圖7是圖I所示平行支撐條橫截面示意圖。其中固定在地面上的基礎部件110 ;主立柱111 ;底座112 ;轉動部件120 ;電動轉盤121 ;電動推桿122 ;平面鏡支撐結構130 ;“H”型主框架131 ;平行支撐條132 ;多平面反射鏡陣列140 ;單塊平面反射鏡141 ;萬向節支架142 ;螺桿143 ;焦斑151 ;太陽光束L。具體實施方式在下面的描述中，將描述本技術的各種不同的方面本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多平面反射鏡太陽能聚光裝置，其特征在于包括：固定在地面上的基礎部件、安裝在該基礎部件上能夠驅動多平面反射鏡陣列跟蹤太陽的轉動部件、與轉動部件相連接的平面鏡支撐結構，及連接在平面支撐結構上的多平面反射鏡陣列；所述多平面反射鏡陣列由多個獨立的單塊平面反射鏡構成；所述平面支撐結構由“H”型主框架和固定在“H”型主框架上的若干平行支撐條構成；所述多個獨立的單塊平面反射鏡排列在平行支撐條上，并通過萬向節支架與所述平行支撐條相連；所述轉動部件包括電動轉盤和電動推桿；電動推桿頂部的伸縮端與支撐結構主框架相連，通過電動推桿的伸縮推動“H”型主框架的俯仰角度；電動轉盤與“H”型主框架固定，通過電動轉盤轉動帶動“H”型主框架在水面方向上作360度轉動。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：季杰，王云峰，陳海飛，裴剛，
申請(專利權)人：中國科學技術大學，
類型：實用新型
國別省市：