專利名稱：大型太陽能巡日集能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能發(fā)電及節(jié)能裝置。 技術(shù)背景太陽能取之不盡用之不竭，是人類最理想的能源。由于太陽光能的希疏性和方向性， 使得太陽光能的跟蹤與收集成為關(guān)健性技術(shù)。在太陽能光伏發(fā)電的實際應(yīng)用中，采用巡 日跟蹤技術(shù)后，可以大幅提高太陽能利用的效率，同時也使得太陽能反射鏡聚焦技術(shù)的 運用有了礎(chǔ)基和保障，但是由于現(xiàn)行的巡日系統(tǒng)成本較高,并且反射鏡集能技術(shù)也較原 始,其應(yīng)用僅限于太陽灶、定日鏡、槽形和蝶形鏡的簡單運用。因而限制了太陽能產(chǎn)業(yè) 在大功率發(fā)電領(lǐng)域及家庭節(jié)能方面的發(fā)展應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是:針對上述現(xiàn)狀、旨在提供一種能夠進行低成本、大規(guī)模、大功率 太陽能發(fā)電及供熱節(jié)能的大型太陽能巡日集能系統(tǒng)。，本發(fā)明的方案由巡日系統(tǒng)和集能系統(tǒng)兩個部分構(gòu)成。前者為基礎(chǔ)，后者為上層應(yīng)用。第一部分方案是:在水面上建造一個漂浮的、可以整體轉(zhuǎn)動的大型旋轉(zhuǎn)陣列基座， 在旋轉(zhuǎn)陣列基座的上面設(shè)多排太陽能電池板或反射鏡，在旋轉(zhuǎn)陣列基座中間設(shè)置一個旋 轉(zhuǎn)軸心,旋轉(zhuǎn)陣列基座由巡日跟蹤器控制并圍繞軸心整體轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)陣列基座上面每排 太陽能電池板或反射鏡的仰角也由巡日跟蹤器通過連桿統(tǒng)一控制。這樣的好處就是:用 一臺巡日跟蹤器就可以完成對大面積的太陽能電池陣列或集能反射鏡的巡日跟蹤控制， 因而成本降低，并且機械系統(tǒng)由二維運動變?yōu)橐痪S,也增加了可靠性。此旋轉(zhuǎn)陣列基座 也可以安裝于陸地,其好處是可以利用荒漠土地資源,但在旋轉(zhuǎn)陣列基座的下面要安裝 輪子進行滾動支撐。另外可以考慮使用磁力進行懸浮支撐或建造環(huán)形水槽靠浮力進行支 撐，也可以采用塔桿或架子結(jié)合拉索懸吊的方式實現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)陣列基座的支撐。如若旋轉(zhuǎn) 陣列基座的面積較小,就不必用輪子和拉索，只用軸心的旋柱支撐即可。并且旋轉(zhuǎn)陣列基 座面可以適當(dāng)向陽傾斜。本部分還有一個大型簡易巡日方案，其內(nèi)容是在地面上設(shè)置一個大型的集能反射 鏡陣列,其中每一架反射鏡都采用傳統(tǒng)立軸加橫軸的二維巡日方法。為了降低建造成本，可利用拉索傳動的方法實現(xiàn)巡日跟蹤器對多架反射鏡的統(tǒng)一控制。其每架反射鏡立軸的 轉(zhuǎn)動由每個巻繞在立軸上的繩索串接在一起進行統(tǒng)一的拉動控制,其橫軸的轉(zhuǎn)動由另一 根連接在橫軸總拉索上的各個分拉索進行控制和拉動。這個方案簡單可行，雖不能用于 定日鏡的巡日，但適用十本發(fā)明的集能系統(tǒng)和太陽能電池陣列的巡日。其立軸的轉(zhuǎn)動控 制也可以用蝸桿替代拉索,但這樣做會增加建設(shè)成本。本發(fā)明第二部分的方案是:在第一部分所述的巡日系統(tǒng)上面設(shè)置大量的蝶形反射 鏡、定日鏡或各種可以進行聚焦太陽光的一級反射鏡,在一級反射鏡的焦點處再設(shè)置一 個較小的、向回反射的二級反射鏡，并在該二級反射鏡的聚焦處設(shè)置一個輸光管，輸光管 的前端設(shè)有引光頭，引光頭的功能是把二級反射鏡聚焦后的太陽光集束平行的引入輸光 管,輸光管將集束之后的光能經(jīng)過管壁的全反射和彎曲部位的反射后、傳輸至腔形吸能 器內(nèi)進行能量轉(zhuǎn)化。腔形吸能器就是中空的腔形光熱或光電轉(zhuǎn)換裝置，其特點是光線從 小口進入腔內(nèi)之后光能外泄較少，所以轉(zhuǎn)換效率高。光熱型吸能器主要用于太陽能熱發(fā) 電和供熱，其結(jié)構(gòu)較簡單，內(nèi)設(shè)水腔或傳熱管。光電型吸能器腔內(nèi)壁設(shè)置有太陽能電池， 進入腔形吸能器內(nèi)的光線經(jīng)過透鏡散射和腔壁反射后可以均勻的照射在太陽能電池板上。在光電型吸能器腔外壁要設(shè)散熱降溫裝置。由于采用本發(fā)明的集能方案后，可以將 太陽能電池的光照強度提高幾十至幾百倍以上，其太陽能電池板的發(fā)電功率也會相應(yīng)提 高更大的倍數(shù)，但同時其太陽能電池板的發(fā)熱量也會隨之大大增加,所以腔形吸能器的 散熱降溫會成頭重點問題。其降溫方案可以考慮使用紅外線分離技術(shù)，將折射率不同的 紅外光從可見光中分離出來,使其不能進入光電型吸能器腔內(nèi)。其另外一個降溫方案是 將太陽能電池浸泡于透光絕緣的傳熱介質(zhì)中進行散熱。例如使用透明的變壓器絕緣油或 超導(dǎo)傳熱介質(zhì)等。最簡單實用的方法是將腔形吸能器放置于水中，但要考慮太陽能電池 的防水措施。在輸光管傳輸光能的過程中，可以使用集光頭進行能量壓縮，即將多路輸 光管合并為一路。也可以用光管彎頭、光路切換器對輸光管進行線路布設(shè)。集光頭和引 光頭都應(yīng)當(dāng)用紅外線透鏡制造，以減少發(fā)熱損耗。本方案中對輸光管進行布設(shè)時,如若某 些光路元件發(fā)熱過高,可采用農(nóng)業(yè)上的滴灌系統(tǒng)進行供水降溫，為節(jié)約用水，應(yīng)在光路元 件外部加設(shè)一層容水腔,在容水腔中要有水位控制的閥門和水蒸汽出口 。本方案中的輸 光管用玻璃管即可，也可以使用鍍鋁膜的塑料管等其它材料的輸光管替代。在使用光導(dǎo) 纖維束代替輸光管時，如果光纖束的能量傳輸密度許可，則可以用集光頭對光能進行集 中和壓縮，以達到整合更大功率發(fā)電規(guī)模的目的。使用光纖束替代輸光管的關(guān)鍵點在于 光導(dǎo)纖維的傳能密度與損耗，在太陽能光譜中紅外光占有很大比率的能量， 一般光纖無 法傳遞,應(yīng)當(dāng)考慮使用空芯傳能光纖,但是目前傳能光纖在工業(yè)上使用較少，因而價格較 高，從目前的成本角度來看,采用較粗一點的玻璃輸光管的可行性更高。本方案中的輸光 管在太陽熱發(fā)電應(yīng)用時,可以用超導(dǎo)熱管進行部分或全部的替代,其特點是將光熱型腔 形吸能器放置于系統(tǒng)能量流的某個部位，在腔形吸能器的后面部分以熱能的方式進行集 中和傳輸。其優(yōu)點是傳輸?shù)哪芰髅芏容^高，工作可靠性也高，但目前的使用成本也還較高， 在使用時盡量用于系統(tǒng)能量流的末端。本發(fā)明集能部分的另外一個方案是:省略二級反 射鏡或輸光管,直接將腔形吸能器設(shè)置在一級反射鏡或二級反射鏡聚焦的部位，但缺點 是:腔形吸能器的維修調(diào)整和散熱降溫的難度會增加，其工作可靠性也會降低，但適合于 塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。
本發(fā)明除了替代輸光管的空芯傳能光纖技術(shù)剛剛起步外,其他所采用的各項技術(shù)皆 為成熟技術(shù)，因此易于實施。
本發(fā)明由于采用了大規(guī)模的巡日集能技術(shù)，使其單位電能的生產(chǎn)成本降低，使得大 規(guī)模的太陽能工業(yè)發(fā)電成為可能。
本發(fā)明的巡日和集能兩個部分的技術(shù)，不但可以聯(lián)合應(yīng)用于大型發(fā)電或供熱項目， 也可以分別使用于其它的太陽能集能系統(tǒng)，并產(chǎn)生巨大的良好的社會和經(jīng)濟效益。
附圖」兌明 一一


圖1為本發(fā)明實施例 一 的側(cè)面示意圖
圖2為本發(fā)明實施例一的光路示意圖
圖3為本發(fā)明實施例二的側(cè)面示意圖
圖4為本發(fā)明實施例二的反射鏡轉(zhuǎn)軸安裝的正面示意圖
圖5為本發(fā)明實施例三的正面示意圖
圖6為本發(fā)明實施例三的俯視示意圖
圖7為本發(fā)明實施例三的蒸汽冷卻塔集能示意圖
圖8為本發(fā)明實施例四的側(cè)面示意圖
圖9為本發(fā)明實施例四的光路延伸示方案意圖
圖10為本發(fā)明實施例五的示意圖
圖ll為本發(fā)明傳能光纖的集能發(fā)電示意圖
圖12為本發(fā)明的集光頭示意圖附圖編號
I. 旋轉(zhuǎn)陣列基座 2.反射鏡 3.二級反射鏡 4.輸光管 5.腔形吸能器 6.散射鏡 7.巡日跟蹤器 8.水面 9.輪子10.鐵軌
II. 罐子 12.葉輪 13,建筑物14.電線桿 15.太陽能電池 16.透鏡 17.超導(dǎo)熱管 18.蒸汽冷卻塔 19.太陽灶 20.永磁體 2L反射鏡轉(zhuǎn)軸 22.拉索 23.水箱 24.抄鍋 25.太陽爐 26.光路切換器 27.光路彎頭 28.蓄電池 29.橫軸 30.立軸 31.立軸行拉索32.橫軸列拉索33.拉力彈簧 34.轉(zhuǎn)向滑輪35.橫軸搖臂 36.橫軸總拉索 37.集光頭 38.光纖束39.發(fā)電機40.光能鍋爐41.塔桿
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例一是
在一塊大面積的水庫或湖泊中，建造一個l萬平方米功率可達l千千瓦的太陽能電 站。其巡日集能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下先用鋼筋混凝土預(yù)制200個長寬各5米的方框,框子四 角各安裝一個可以漂浮的水泥灌子ll，每個灌子約O. 5立方米。然后放入水中將它們連接 在一起，形成一個1萬平方米浮于水面的巨大圓型陣列基座1。在此旋轉(zhuǎn)陣列基座1的上面 橫向排列安裝6000個直徑1平方米的蝶形反射鏡2,其蝶形反射鏡的轉(zhuǎn)軸29為中空的并橫 向聯(lián)結(jié)在一起，與太陽光線角度垂直。在蝶形反射鏡2的前方，反射光聚集處,再設(shè)置一個 小型的向內(nèi)倒扣的鍋型二級反射鏡3，在鍋型二級反射鏡3的光線聚焦處設(shè)置一個約1.5 m長的玻璃管4，玻璃管上端設(shè)有透鏡16，將二級反射鏡3的聚光平行引入管內(nèi)，玻璃管4 的下端穿過蝶形反射鏡2的反射面，再通過光學(xué)彎頭與橫向設(shè)置的輸光管束相連接。輸光 管束將合并后的光能傳輸至吸能腔5，在吸能腔內(nèi)壁設(shè)置太陽能電池15,在吸能腔5中間 和入口設(shè)置可以進行均勻散射的散射鏡6，在吸能腔5外壁應(yīng)設(shè)有降溫散熱的裝置。在旋 轉(zhuǎn)陣列基座1的中間位置建造一個插入水底的高桿14,在其下部四面系繩固定于旋轉(zhuǎn)陣 列基座l上做為轉(zhuǎn)動軸心，在高桿的上部架設(shè)輸電線路，旋轉(zhuǎn)陣列基座l邊緣部位的水 面下安裝幾個驅(qū)動旋轉(zhuǎn)陣列轉(zhuǎn)動的葉輪12，葉輪在巡日跟蹤器7的控制之下推動旋轉(zhuǎn)陣 列基座1緩慢轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)陣列基座1上蝶形反射鏡2的仰角變化也由巡日跟蹤器7通過連桿 或拉索32統(tǒng)一控制。這樣就實現(xiàn)了太陽光能的大功率低成本的收集發(fā)電。
在實際應(yīng)用中，為了降低建設(shè)成本,旋轉(zhuǎn)陣列基座l可以不設(shè)軸心的高桿，只在其轉(zhuǎn) 動的軸心位置下拋一大鐵錨即可，電力可通過水下電纜傳送。本發(fā)明中的蝶形反射鏡與 鍋形反射鏡除大小之外其形狀并無本質(zhì)差別，其命名差異只是為了表述清晰。其吸能腔 即是腔形吸能器。
本發(fā)明的實施例一是
在一塊大面積的水庫或湖泊中，建造一個10萬平方米功率可達1萬千瓦的太陽能電 站。其巡日集能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下先用鋼筋混凝土預(yù)制2000個長寬各5米的方框，框子 四角各安裝一個可以漂浮的水泥灌子ll,每個灌子約O. 5立方米。然后放入水中將它們連 接在一起，形成一個10萬平方米浮于水面的巨大圓型的旋轉(zhuǎn)陣列1。在此旋轉(zhuǎn)陣列基座l 的上面橫向排列安裝大量l平方米左右的定日鏡2，其定日鏡轉(zhuǎn)軸21與太陽光的變化平 面基本垂直，每個定日鏡轉(zhuǎn)軸21的轉(zhuǎn)動由縱向的聯(lián)結(jié)在一起的拉索32控制。所有的縱向 拉索32經(jīng)過固定的滑輪拐90度彎后匯集在旋轉(zhuǎn)陣列基座1中央的橫向總拉索36上，總拉 索36與絞車相連，絞車由巡日跟蹤器7控制。在定日鏡的上方5米高處，每間隔1 0 m架設(shè) 一個向下倒扣的鍋型反射鏡3，總計約1000個。在鍋型反射鏡3下方的光線聚焦處直立或 斜立一個約6m長的玻璃管4，玻璃管4上端設(shè)有透鏡引光頭，下端與吸能腔5相連。在吸 能腔內(nèi)壁設(shè)置太陽能電池15,在吸能腔中間設(shè)置可以進行均勻散射的透鏡6，在吸能腔外壁設(shè)有降溫散熱的鋁片，并將吸能腔直接泡在水中降溫。如果按此實施例進行大規(guī)模的 產(chǎn)業(yè)化建設(shè)，則可以將輸光管4、吸能腔5、太陽能電池15和散熱片整合為一個中間真空 的部件，其可以在提高可靠性的同時降低成本和延長壽命。在旋轉(zhuǎn)陣列基座1的中間位置
建造一個深入水底的建筑物13，建筑物13項端設(shè)一高桿14,在其下部四周系繩固定于旋 轉(zhuǎn)陣列基座l上做為轉(zhuǎn)動軸心，在高桿14的上部架設(shè)輸電線路，在旋轉(zhuǎn)陣列基座l邊緣部 位的水面下安裝幾個驅(qū)動的葉輪12，葉輪12在巡日跟蹤器7的控制之下推動旋轉(zhuǎn)陣列基 座1緩慢轉(zhuǎn)動。這樣就實現(xiàn)了太陽光能的大功率低成本的利用。
本實施例有一個技術(shù)要點，即眾多平面定日反射鏡2群在向各自上方的鍋形二級反 射鏡3中心聚焦時,其平面定日反射鏡轉(zhuǎn)軸21在安裝時，轉(zhuǎn)軸的內(nèi)側(cè)端應(yīng)當(dāng)向其各自反射 鏡2群中心上方的鍋形反射鏡3方向略微抬高,使轉(zhuǎn)軸與太陽光變化平面的垂直線形成一 個微小的夾角a，夾角a處在鍋形反射鏡3與定日反射鏡轉(zhuǎn)軸21所組成的平面內(nèi)。其定日反 射鏡2群在鍋形反射鏡3兩側(cè)邊緣部分的定日反射鏡轉(zhuǎn)軸21的角速度,也略微大于中間線 上定日反射鏡轉(zhuǎn)軸21的角速度。這是為了補償巡日跟蹤過程中反射光線的位移誤差，從 而保證在太陽光線移動時反射光線照在鍋形反射鏡3上的精度。其反射鏡轉(zhuǎn)軸21與太陽 光變化平面的垂線的夾角計算可使用公式:a =2.4L/H度。H為鍋形反射鏡3距下面定 日反射鏡轉(zhuǎn)軸21的高度，L為此定日反射鏡轉(zhuǎn)軸21中心到其各自定日反射鏡2群中間線 的距離。其定日反射鏡轉(zhuǎn)軸21旋轉(zhuǎn)的角速度比中間線上的轉(zhuǎn)軸快旋約0.1778L/H。要修 正這個誤差值,可以相應(yīng)減小其每個縱行上定日反射鏡轉(zhuǎn)軸21的驅(qū)動臂35的長度。
本發(fā)明的實施例三是
在一塊大面積的荒漠地區(qū)，建造幾十個1萬平方米的高塔式太陽能電站。其巡日集能 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是:在旋轉(zhuǎn)陣列基座l的地面支撐部分，由幾百根頂端裝有鐵輪9的柱子埋入 地下構(gòu)成，柱子上端的鐵輪9高度處于同一個水平面，離地大約l. 8米。旋轉(zhuǎn)陣列基座l 下層部分由十圈同心圓鋼軌10組成，最外圈的鋼軌10圈直徑大約120米。旋轉(zhuǎn)陣列基座l 的上層部分由多排1平方米定日反射鏡2橫向排列組成。在旋轉(zhuǎn)陣列基座l的中心部位設(shè) 置一個高塔，塔頂端設(shè)置一個下扣的鍋形反射鏡3，在鍋形反射鏡3下方的光線聚焦處設(shè) 置吸能腔5。吸能腔5將光能轉(zhuǎn)換為熱能，然后再使用超導(dǎo)熱管17來傳輸和集中熱能。其 旋轉(zhuǎn)陣列基座1的轉(zhuǎn)動由部分最外圈的鐵輪9來驅(qū)動，鐵輪9由巡日跟蹤器7控制，旋轉(zhuǎn) 陣列基座l的轉(zhuǎn)動軸心應(yīng)當(dāng)為高塔的中垂線。如果將幾十、幾百座大型吸熱腔5用超導(dǎo) 熱管連結(jié)在一起，將熱能集中送往汽輪機進行發(fā)電,其功率可達幾萬、幾十萬千瓦。注意 本實施例在定日反射鏡轉(zhuǎn)軸21的控制和安裝上有著與實施例二同樣的技術(shù)要點，也同樣 可以參照其方法去解決。若是鍋形反射鏡3在工作中發(fā)熱太高，可在背面連接超導(dǎo)熱管 17來吸熱降溫。
在本實施例的電廠建設(shè)中，難免要建設(shè)兒座或吏多的水蒸汽冷卻塔18,這樣就可以 考慮對冷卻塔的高度進行綜合利用。具體方案是:在冷卻塔上口的外沿設(shè)置一個環(huán)狀的 腔形吸能器5，在此環(huán)狀吸能器5的下部光入口處，冷卻塔頂端的外壁上，設(shè)置一圈反射鏡 2，將下面定日鏡的反射光引入腔內(nèi)。在環(huán)狀腔形吸能器5內(nèi)壁設(shè)有傳輸熱能的超導(dǎo)熱管 17，在其腔外面的部分應(yīng)當(dāng)設(shè)有保溫耐熱的材料。在旋轉(zhuǎn)陣列基座1的支撐方面也可以使 用磁懸浮技術(shù)進行輪軌的部分替代，其優(yōu)點是阻力小、工作平穩(wěn)、可靠性高。其方案是: 除最外圈的驅(qū)動輪軌之外，內(nèi)圈部分的輪軌全部由永磁體20來替代支撐。
本發(fā)明的實施例四是
將本發(fā)明的第二部分集能方案與自動巡日跟蹤的太陽灶19技術(shù)相結(jié)合，生產(chǎn)出一種 家用型的發(fā)電太陽灶19,它可以實現(xiàn)眾多家庭大規(guī)模的節(jié)能目的。其具體方法是:在太陽 灶19的聚光處設(shè)置一個反扣的鍋形二級反光鏡3，在鍋型二級反光鏡3反射光線聚焦處設(shè)
6置一個約1.5m長的玻璃管4，玻璃管4上端設(shè)有透鏡進行引光，其下端穿過太陽灶19的 反射面與吸能腔5相連。吸能腔5呈錐形,其上面錐體部分的內(nèi)壁由反光材料制做，在吸能 腔5的中間部位安裝有散射鏡6，以保證太陽能電池i5光照均勻，吸能腔5的底部由太陽能 電池15制造,其底部的背面或整個吸能腔的外部設(shè)有一個容水的夾層，其作用是水冷散 熱。用兩根軟管將夾層內(nèi)的降溫水與高位水箱23連接，高位水箱23內(nèi)的溫水則可用于洗 澡,其高位水箱23內(nèi)用于洗澡的放水口不可過低，以免將水放盡。在太陽灶19閑置或用于 燒開水做飯時,取下上端的鍋形反光鏡3即可。如果不用鍋形反射鏡3和輸光管4，直接將 光吸能腔5放置在太陽灶19的前面陽光聚焦處，其使用和散熱降溫都不方便。本實施例適 用于普通家庭的使用，其太陽灶19與水箱23可以安裝于樓房的陽臺外面或樓頂,其生產(chǎn) 成本相對較低,其在節(jié)能照明和電動車充電方面有廣闊的發(fā)展前景。
本實施例還有一個引申方案，即將本實施例中的玻璃輸光管4的傳輸路徑延長,在玻 璃輸光管4管路上使用反射鏡2、透鏡16、光路彎頭27、光路切換器26等光學(xué)元件將光能 引入廚房和浴室,然后與太陽爐25或高位水箱23中的光電型吸能腔5相連接。此方案的技 術(shù)要點在于:每個太陽灶19的巡日裝置要使用一個中空的橫軸29和立軸30,并在立軸30 中心fe上設(shè)置輸光管4，中空的立軸30和中空的太陽灶19底部各連接于橫軸29的兩端，其 橫軸29的中間部分可以扭轉(zhuǎn),橫軸29內(nèi)部的兩端各有一面反射鏡2與進出橫軸29的兩路 輸光管4成45度角設(shè)置，其一面反射鏡2的反射光與另一面反射鏡2的入射光相重合。在橫 軸29中兩面反射鏡2的中間設(shè)置兩個透鏡16進行集光，以避免光能在此處泄漏。這樣就可 以順利的將光能從太陽灶19上傳遞下來。另有一個簡單辦法:將太陽灶19底部伸出的輸 光管4與立軸30中的略粗一點的輸光管4口口相對,在兩管口之間套插一個鍍鋁的軟管進 行光能過渡。這個鍍鋁的軟輸光管4應(yīng)保證足夠的長度以避免彎曲弧度過大。還有一個 簡便的辦法:就是在兩個口 口相對的輸光管4之間設(shè)置一個反射鏡2，使其滑動連接于兩 個輸光管4的端口之間，在兩輸光管4之間的角度變化時，反射鏡2的角度也隨之變化，并 保持其法線與兩輸光管4的角平分線重合。通過以上方案的實施就可以更方便的利用太 陽能,其節(jié)能前景非常好,缺點是做晚飯時無法使用太陽爐25,這只能通過購買直流電炊 具解決了。
本發(fā)明的實施例五是
在一大片較開闊的地面上建造一個蝶型反射鏡2巡日陣列，其每面碟形反射鏡2的巡 日方法采用二維的立軸30加橫軸29的模式。其立軸30用繩索纏繞在立軸30軸徑上前后拉 動而旋轉(zhuǎn)，其橫軸29采用繩索牽拉橫軸搖臂35的辦法使其轉(zhuǎn)動,其橫軸搖臂35的復(fù)位由 一個拉力彈簧33靠彈力拉回。將陣列上每行或每列眾多的拉索連接在一個立軸行拉索和 一個橫軸列拉索上,所有立軸行拉索31和橫軸列拉索32經(jīng)過固定的滑輪34拐90度后與總 立軸拉索和總橫軸拉36索連接，總立軸拉索和總橫軸拉索36分別連接到各自的絞車上面, 絞車的轉(zhuǎn)動由巡日跟蹤器控制。這樣做就節(jié)約了大量的自動控制裝置，然后在此巡日系 統(tǒng)的基礎(chǔ)上，運用本發(fā)明實施例四的集能方案，就可以實現(xiàn)較低成本的簡便的大型太陽 能集能發(fā)電。
本實施例簡單易行,其中立軸30的纏繞驅(qū)動旋轉(zhuǎn)方式也可以用牽拉搖臂的方式替代, 但立軸的旋轉(zhuǎn)角度會受到限制。其中用于橫軸的復(fù)位彈簧33也可以用另一根反向拉索來 替代,此反向總拉索可以反繞于橫軸總拉索36的絞盤上。
權(quán)利要求
1.大型太陽能巡日集能系統(tǒng)，其太陽能收集裝置在巡日跟蹤器的控制下追隨太陽運動，其特征是在地球上建造一個由框架構(gòu)成的、可以整體旋轉(zhuǎn)的、有著巨大上表面積的旋轉(zhuǎn)陣列基座(1)，在該旋轉(zhuǎn)陣列基座(1)的上面設(shè)有太陽能收集裝置，該旋轉(zhuǎn)陣列基座(1)在巡日跟蹤器(7)的控制下追隨太陽做水平的整體轉(zhuǎn)動。
2. 根據(jù)權(quán)力要求l所述的大型太陽能巡日集能系統(tǒng)，其特征是:在該旋轉(zhuǎn)陣列基座(l)轉(zhuǎn)動 時，其遠離轉(zhuǎn)動軸心部位的重力支撐方式采用浮力、塔桿吊拉、輪軌和磁力。
3. 根據(jù)權(quán)力要求1或2所述的大型太陽能巡日集能系統(tǒng)，其特征是:在該旋轉(zhuǎn)陣列基座(l) 的上面設(shè)置至少一排以上的一級反射鏡(2),在該一級反射鏡(2)聚光的部位,設(shè)置一個回射的 二級反射鏡(3),在該二級反射鏡(3)的聚焦處設(shè)置一條輸光管(4)，該輸光管(4)的一端置于二 級反射鏡(3)的反射光聚焦處，該輸光管(4)的另端與光能利用裝置相連接。
4. 根據(jù)權(quán)力要求1或2所述的大型太陽能巡日集能系統(tǒng)，其特征是該旋轉(zhuǎn)陣列基座(1〉的 上面設(shè)置至少一排以上的反射鏡(2),在反射鏡(2)聚光的部位設(shè)置光能吸收裝置。
5. 根據(jù)權(quán)力要求1或2所述的大型太陽能巡日集能系統(tǒng),其特征是:在該旋轉(zhuǎn)陣列基座(l) 的上面設(shè)置至少一排以上的一級反射鏡(2)，在該一級反射鏡(2)聚光的部位，設(shè)置一個回射的 二級反射鏡(3)，在該二級反射鏡(3)的聚光處設(shè)置光能吸收裝置。
6. —種與權(quán)力要求l所述的大型太陽能巡日集能系統(tǒng)有相同集能原理的太陽能巡日集能 系統(tǒng),通過其巡日系統(tǒng)上面安裝的反射鏡將太陽光線聚集于吸能裝置，其特征是:在其巡日系 統(tǒng)上面安裝的一級反射鏡(2)聚光的部位,設(shè)置一個回射的二級反射鏡(3)，在該二級反射鏡(3) 的聚焦處設(shè)置一條輸光管(4)，該輸光管(4)的一端置于二級反射鏡(3)的聚焦處,該輸光管(4) 的另一端與光能利用裝置連接。
7. 根據(jù)權(quán)力要求6所述的太陽能巡日集能系統(tǒng)，其特征是該光能利用裝置為腔形吸能器 (5)，在該腔形吸能器(5)太陽光入射的口面部位設(shè)置一面以上的散光鏡(6),該散光鏡(6)將入 射的太陽光均勻的散射于腔形吸能器(5)內(nèi)壁的太陽能電池(15)上,該腔形吸能器(5)設(shè)有散 熱降溫裝置。
8. 根據(jù)權(quán)力要求6或7所述的太陽能巡日集能系統(tǒng),其特征是:該系統(tǒng)由集能反射鏡陣列構(gòu) 成，在該陣列中每架反射鏡(2)的巡日方式由機械部分的立軸(30)和橫軸(29)的轉(zhuǎn)動構(gòu) 成，該陣列中至少兩個以上的立軸(30)通過纏繞在立軸上的拉索(31)相互連接后由一臺巡 曰跟蹤器(7)控制，該陣列中至少兩個以上的橫軸(29)通過其搖臂(35)上的拉索(32) 相互連接后由一臺巡日跟蹤器(7)控制。
9. 一種與權(quán)力要求l所述的大型太陽能巡日集能系統(tǒng)有相同集能原理的太陽能巡日集能 系統(tǒng),通過其巡日系統(tǒng)上面安裝的反射鏡將太陽光線聚集于吸能裝置,其特征是:在其巡日系 統(tǒng)上面安裝的反射鏡(2)聚光的部位設(shè)置一個內(nèi)扣的腔形吸能器(5),在該腔形吸能器(5)太陽 光入射的口面部位設(shè)置至少一面以上的散光鏡(6)，該散光鏡(6)將入射的太陽光均勻的散射 于腔形吸能器(5)內(nèi)壁的太陽能電池(15)上面，該腔形吸能器(5)設(shè)有散熱降溫裝置。
10. —種與權(quán)力要求i所述的大型太陽能巡Fi集能系統(tǒng)有相同集能原理的太陽能巡日集能 系統(tǒng),通過其巡日系統(tǒng)上面安裝的反射鏡將太陽光線聚集于吸能裝置，其特征是:在其巡日系 統(tǒng)上面安裝的一級反射鏡(2)聚光的部位設(shè)置一個回射的二級反射鏡(3)，在該二級反射鏡(3) 的中心至其反射焦點的射線上設(shè)置有一個吸能裝置。
11. 一種與權(quán)力要求l所述的大型太陽能巡日集能系統(tǒng)有相同集能原理的太陽能巡日集能 系統(tǒng),通過其巡日系統(tǒng)上面安裝的反射鏡將太陽光線聚集于吸能裝置，其特征是:所述的吸能 裝置是一個環(huán)狀腔形吸能器(5)，該環(huán)狀腔形吸能器(5)的光入口位于環(huán)狀腔形吸能器(5)的下 端面,該環(huán)狀腔形吸能器(5)安裝于水蒸汽冷卻塔(18)的上端。
12. —種與權(quán)力要求1所述的大型太陽能巡日集能系統(tǒng)有相同集能原理的大型簡易太陽能 巡日集能系統(tǒng)，其系統(tǒng)陣列中巡日機械部分的立軸和橫軸的轉(zhuǎn)動由巡日跟蹤器進行控制，其特 征是:該陣列中至少兩個以上的立軸(30)通過纏繞在立軸上的拉索(31)相互連接后由一臺 巡日跟蹤器控制(7)，該陣列中至少兩個以上的橫軸(29)通過其搖臂(35)上的拉索(32) 相互連接后由一臺巡日跟蹤器(7)控制。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種大型的用于大規(guī)模太陽能發(fā)電的巡日集能系統(tǒng)，其方案是在水面建造一個大型旋轉(zhuǎn)陣列基座進行巡日跟蹤，在其上面設(shè)置多排一級反射鏡陣列，在一級反射鏡的焦點處再設(shè)置一個較小的、向回反射的二級反射鏡，并在該二級反射鏡的聚焦處設(shè)置一個輸光管，輸光管的前端設(shè)有引光頭，引光頭將聚焦后的太陽光束平行的引入輸光管，輸光管將集束之后的光能經(jīng)過管壁的全反射和彎曲部位的反射后、傳輸至腔形吸能器內(nèi)進行能量轉(zhuǎn)化。以實現(xiàn)對希疏太陽能低成本的收集與利用。
文檔編號F24J2/38GK101261045SQ20081006430
公開日2008年9月10日 申請日期2008年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月15日
發(fā)明者暖 孫 申請人:暖 孫