牽拉式太陽能聚光跟蹤裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種牽拉式太陽能聚光跟蹤裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于太陽能取之不盡，用之不竭，并且不會帶來任何污染。因此人們希望太陽能能 夠成為人類未來能源的重要組成部分。
[0003] 太陽能的利用形式主要有兩種：一種是太陽能光熱應(yīng)用，另一種是太陽能光電應(yīng) 用。而太陽能聚光跟蹤技術(shù)對送兩種太陽能應(yīng)用形式都很重要。對于光熱應(yīng)用領(lǐng)域而言， 太陽能聚光跟蹤技術(shù)可W有效提高光能利用部件上太陽光的能量密度，從而產(chǎn)生更高的溫 度，并提高系統(tǒng)的熱效率，進(jìn)一步擴(kuò)大太陽能光熱技術(shù)的應(yīng)用范圍。對于太陽能光電應(yīng)用領(lǐng) 域而言，在保證發(fā)電量不變的情況下，太陽能聚光跟蹤技術(shù)可W有效地降低光電池的使用 量，從而降低每度電的發(fā)電成本。因此太陽能聚光跟蹤技術(shù)已成為太陽能應(yīng)用領(lǐng)域的一個 重要的發(fā)展方向。
[0004] -個好的太陽能聚光跟蹤技術(shù)要滿足W下兩項(xiàng)要求；一是聚光跟蹤成本要低，但 穩(wěn)定性要高，且使用壽命要長；二是聚光倍數(shù)要盡量高。
[0005] 為了滿足上述兩項(xiàng)要求，中國專利化200910089694.X公開了一種多排聯(lián)動式太 陽能均勻聚光跟蹤裝置，該專利所描述的跟蹤裝置為：將多排線性菲尼爾反射聚光鏡固定 在地面上，一年四季保持不動，反射聚光鏡與地面的夾角等于當(dāng)?shù)氐木喍冉?，相同排?shù)的光 能利用部件固定于一個框架上，框架與地面平行地放置在傾斜導(dǎo)軌上，由一套傳動裝置帶 動框架沿傾斜導(dǎo)軌移動，用W跟蹤線型菲尼爾反射聚光鏡所形成的條形光斑，使光能利用 部件始終處于光斑的能量最強(qiáng)處。其中，傾斜導(dǎo)軌與地面的夾角等于反射聚光鏡與地面的 夾角。然而，該專利中沒有公開傳動裝置的【具體實(shí)施方式】。
[0006] 中國專利化00236798.X還公開了《一種大面積太陽能聚光跟蹤裝置》，該專利中 公開了一種帶動框架沿傾斜導(dǎo)軌移動的傳動裝置。如附圖12所示，包括步進(jìn)電機(jī)907,變速 箱906,下固定件904,上固定件901固定在傾斜導(dǎo)軌900上，傳動螺桿902可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在 上固定件901和下固定件904之間，傳動螺桿902上套有傳動部件903,傳動部件903固定 在需要移動的框架上，并帶動框架移動。該現(xiàn)有技術(shù)的工作原理如下：步進(jìn)電機(jī)907驅(qū)動變 速箱906帶動齒輪905和齒輪908轉(zhuǎn)動，齒輪908固定在傳動螺桿902上，并帶動傳動螺桿 902轉(zhuǎn)動，當(dāng)傳動螺桿902轉(zhuǎn)動的時候，即可帶動傳動部件903并通過傳動部件903帶動需 要移動的框架在傾斜導(dǎo)軌的導(dǎo)向作用下上下移動。
[0007] 該傳動裝置中通過控制傳動螺桿902的轉(zhuǎn)動來帶動框架沿傾斜導(dǎo)軌上下移動，送 種方案的優(yōu)點(diǎn)是控制精度高，誤差可W控制在0. 1毫米W內(nèi)。但是送種方法也有如下缺點(diǎn)：
[0008] 1、機(jī)械設(shè)計較為復(fù)雜。
[0009] 2、該齒輪螺桿傳動裝置的機(jī)械傳動方式只適用于框架沿直線運(yùn)動的情形而不適 用于框架沿某一確定的曲線運(yùn)動。
[0010] 3、由于框架的重量通常可w達(dá)到一噸w上，而傳動螺桿的長度也需要達(dá)到二、Η 米長，送樣就容易將傳動螺桿壓彎，為了避免傳動螺桿的彎曲，就必須增加傳動螺桿的直 徑，必然造成傳動裝置的成本大幅度地上升。
[0011] 4、并且送種方法是通過傳動螺桿的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)來計算和控制框架的位置，屬于典型 的開環(huán)控制方法，送種方法通常會引起累計誤差。時間長了，就會造成光能利用部件無法跟 蹤上反射聚光鏡的光斑，必須定期人工調(diào)整，因此在使用期間的維護(hù)成本就比較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明目的在于提供一種牽拉式太陽能聚光跟蹤裝置W達(dá)到使機(jī)械結(jié)構(gòu)更加簡 單、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最佳的聚光效果的目的。
[0013] 本發(fā)明提供了一種牽拉式太陽能聚光跟蹤裝置，牽拉式太陽能聚光跟蹤裝置包 括：反射聚光鏡；框架；光能利用部件，光能利用部件設(shè)置于框架上并與反射聚光鏡對應(yīng)設(shè) 置；框架支撐裝置，框架支撐裝置包括導(dǎo)軌，框架支撐于導(dǎo)軌上；驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置包括 柔性牽引部件和牽引柔性牽引部件的牽引機(jī)構(gòu)，柔性牽引部件的第一端與牽引機(jī)構(gòu)連接， 柔性牽引部件的第二端與框架連接，框架在牽引機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下沿導(dǎo)軌可平行移動地設(shè)置。
[0014] 進(jìn)一步地，牽引機(jī)構(gòu)包括；轉(zhuǎn)軸，柔性牽引部件的第一端與轉(zhuǎn)軸連接；驅(qū)動電機(jī)， 驅(qū)動電機(jī)與轉(zhuǎn)軸傳動連接。
[0015] 進(jìn)一步地，牽拉式太陽能聚光跟蹤裝置包括多排反射聚光鏡和與多排反射聚光鏡 一一對應(yīng)設(shè)置的多排光能利用部件，多排光能利用部件設(shè)置于同一個框架上。
[0016] 進(jìn)一步地，柔性牽引部件為牽引繩，驅(qū)動裝置還包括與牽引繩配合設(shè)置的定滑輪， 定滑輪設(shè)置于框架支撐裝置上，柔性牽引部件的第二端繞過定滑輪后與框架連接；或者，柔 性牽引部件為牽引帶，驅(qū)動裝置還包括與牽引帶配合設(shè)置的帶輪，帶輪設(shè)置于框架支撐裝 置上，柔性牽引部件的第二端繞過帶輪后與框架連接；或者，柔性牽引部件為牽引鏈，驅(qū)動 裝置還包括與牽引鏈配合設(shè)置的鏈輪，鏈輪設(shè)置于框架支撐裝置上，柔性牽引部件的第二 端繞過鏈輪后與框架連接。
[0017] 進(jìn)一步地，導(dǎo)軌為直線型導(dǎo)軌或曲線型導(dǎo)軌。
[0018] 進(jìn)一步地，導(dǎo)軌為曲線型導(dǎo)軌，各光能利用部件的移動軌跡是一條W其對應(yīng)的反 射聚光鏡的中必為圓必，W反射聚光鏡的焦距為半徑的圓弧線或與該圓弧線接近的連續(xù)性 曲線。
[0019] 進(jìn)一步地，牽拉式太陽能聚光跟蹤裝置還包括：測量裝置，測量裝置用于測量框架 相對于導(dǎo)軌的位置；控制裝置，測量裝置和牽引機(jī)構(gòu)分別與控制裝置禪合，控制裝置根據(jù)測 量裝置的測量結(jié)果控制牽引機(jī)構(gòu)。
[0020] 進(jìn)一步地，測量裝置包括絕對長度測量裝置，絕對長度測量裝置包括激光測距儀、 超聲測距儀或紅外測距儀或拉繩式位置傳感器。
[0021] 進(jìn)一步地，牽引機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動電機(jī)，柔性牽引部件的第一端與轉(zhuǎn)軸連接，驅(qū) 動電機(jī)與轉(zhuǎn)軸驅(qū)動連接；測量裝置包括絕對角位置傳感器，絕對角位置傳感器用于測量轉(zhuǎn) 軸的轉(zhuǎn)動角度，控制器根據(jù)轉(zhuǎn)動角度控制驅(qū)動電機(jī)。
[0022] 進(jìn)一步地，牽拉式太陽能聚光跟蹤裝置還包括二次聚光部件，二次聚光部件對應(yīng) 設(shè)置于光能利用部件的朝向太陽的一側(cè)且相對于該光能利用部件固定設(shè)置，二次聚光部件 的反射聚光面包括平面、圓柱面、拋物面、CPC聚光面或圓的漸開線型聚光面。
[0023] 進(jìn)一步地，光能利用部件為太陽能光伏電池或太陽能集熱管。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的牽拉式太陽能聚光跟蹤裝置，牽拉式太陽能聚光跟蹤裝置包括反射 聚光鏡、框架、光能利用部件、框架支撐裝置和驅(qū)動裝置。光能利用部件設(shè)置于框架上并與 反射聚光鏡對應(yīng)設(shè)置?？蚣苤窝b置包括導(dǎo)軌，框架支撐于導(dǎo)軌上。驅(qū)動裝置包括柔性牽 引部件和牽引柔性牽引部件的牽引機(jī)構(gòu)。柔性牽引部件的第一端與牽引機(jī)構(gòu)連接，柔性牽 引部件的第二端與框架連接，框架在牽引機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下沿導(dǎo)軌可平行移動地設(shè)置。由于采 用柔性牽引部件和配套的牽引機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)框架的移動，可W省去齒輪螺桿傳動裝置，一方 面簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，使機(jī)械結(jié)構(gòu)更加簡單，另一方面由于采用了柔性牽引部件，可W突破齒 輪螺桿傳動裝置只能使框架沿直線移動的束縛，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最佳的聚光效果。
[00巧]進(jìn)一步地，由于設(shè)置了框架位置測量裝置及與之相適應(yīng)的控制裝置，牽拉式太陽 能聚光跟蹤裝置能夠在光能利用部件長期跟蹤反射聚光鏡光斑的過程中不出現(xiàn)累計誤差， 從而克服了現(xiàn)有技術(shù)的傳動裝置中易產(chǎn)生累計誤差的缺點(diǎn)。
【附圖說明】
[0026] 構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí) 施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0027] 圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的牽拉式太陽能聚光跟蹤裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[002引圖2是圖1中A部的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖3是圖1中B部的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例的牽拉式太陽能聚光跟蹤裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖5是圖4中C部的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例的牽拉式太陽能聚光跟蹤裝置的第一種替代實(shí)現(xiàn)方式 的局部立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖7是本發(fā)明第一實(shí)施例的牽拉式太陽能聚光跟蹤裝置的第二種替代實(shí)現(xiàn)方式 的局部立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖8是本發(fā)明第一實(shí)施例的牽拉式太陽能聚光跟蹤裝置的第Η種替代實(shí)現(xiàn)方式 的局部立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖9是本發(fā)明各實(shí)施例的牽拉式太陽能聚光跟蹤裝置在一天內(nèi)的控制流程圖；
[0036] 圖10是本發(fā)明牽拉式太陽能聚光跟蹤裝置在光能利用部件上增加二次聚光部件 的光能利用原理示意圖；
[0037] 圖11是本發(fā)明第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中光能利用部件相對于反射聚光鏡的運(yùn) 動軌跡對比示意圖；
[0038] 圖12是現(xiàn)有技術(shù)中一種帶動整體框架沿傾斜導(dǎo)軌直線移動的傳動裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖。
[0039] 圖中各附圖標(biāo)記代表：
[0040] 10、反射聚光鏡支架；20、反射聚光鏡；25、框架；30、光能利用部件；35、二次聚光 部件；50、轉(zhuǎn)軸；60、測量裝置；60a、激光測距儀；60b、激光擋板；101、第一支座；102、第二 支座；201、第一鋼絲繩；202、第二鋼絲繩；601、北側(cè)第一導(dǎo)軌支架；602、北側(cè)第二導(dǎo)軌支 架；603、南側(cè)第二導(dǎo)軌支架；604、南側(cè)第一導(dǎo)軌支架；611、角度傳感器；612、減速傳動裝 置；701、北側(cè)第一導(dǎo)軌；702、北側(cè)第二導(dǎo)軌；701-A和702-A、工字形滾輪；703、南側(cè)第二導(dǎo) 軌；703-A、水平滾輪；703-B、側(cè)面滾輪；704、