太阳能收集系统技术方案

一种太阳能收集系统，包括至少一组排列起来的反射器和至少两个与该组或每组反射器相关联的靶接收装置，各接收装置支承在地面以上并高于各反射器，每组中的反射器支承在地面上或在地面以上，并可枢转地安装在支承结构上，从而可以倾斜地定位以朝向一个或另一个接收装置反射入射的太阳射线，其中至少该组或每组里面的某些反射器设置得可旋转到某一程度，以致它们可以选择性地定向，使入射太阳射线的反射方向从一个接收装置转移到另一个接收装置上。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能收集系统，具体地涉及一种装置，它包括接收装置(起吸收太阳射线的作用)，以及反射器(用于将入射的太阳射线向接收装置反射)。本专利技术特别涉及这样一种收集系统，它所采用的接收装置装有一些真空的管式收集部件，可将入射的太阳射线的能量转换为热能，并把热能传递给换热流体。不过，应当理解，本专利技术具有比较广泛的用途，例如用于包括形状为倒置空腔收集器的接收器和光电电池的系统。本专利技术所涉及的这种收集系统称作Fresnel反射装置，并根据其结构，可看作类似于抛物面盘或抛物线槽。当设计成抛物线槽形状时，收集系统包括接收器，其由各个坚直支架支承并定向或排列成一沿直线伸展的靶。各反射器设置得稍稍高出地面并在这样一段区域排列，即此区域被选定用于向着各靶接收器提供所需的射线反射。排列起来的各反射器被定向以便向一个靶反射射线，而各反射器可枢转地安装和连接起来，以便同步单轴跟踪。上述的Fresnel反射装置相对于那些相当尺寸的抛物线槽或抛物面盘的收集系统而言允许使用大靶并且制造成本低。不过，采用在地面上排列反射器的问题是，由于射线遮挡而引起遮盖现象。这有两种形式，一种是，入射到各反射器上的射线受到相邻反射器的阻挡，而另一种是，由某些反射器朝向靶反射的射线受到相邻反射器的阻挡。这一问题可以通过把各反射器间隔开来避免遮盖而加以解决，但这样做具有双重影响，即降低土地利用率和扩大各反射器与相关各靶接收器之间的距离。这具有以下后果，即对于一给定的几何聚焦比，降低了绕日的接收度，并且，在具有多靶接收装置的情况下，增大了各接收装置之间的管线长度。本专利技术致力于通过朝着两个靶接收装置中的任何一个对反射器定向来避免这些问题，而保留Fresnel反射装置的优点。本专利技术提供一种太阳能收集系统，它包括至少一组排列起来的反射器和至少两个与反射器组或每组反射器相关联的靶接收装置。各接收装置支承在地表之上并高于各反射器。该组或每组中的各反射器支承在地面处或地面以上，并且可枢转地安装在支承结构上，从而可以倾斜地定位以朝向一个或另一个接收装置反射入射的射线。另外，至少该组或每组中的某些反射器设置得可转到某一程度，以致它们可选择地定向而使反射的入射太阳射线的方向从一个接收装置转移到另一个接收装置上。在使用上述收集系统时，可以做出选择以确定哪一个接收装置应当作为靶，以接收从各个反射器或各反射器分组反射出来的射线，这些反射器分组布置得使反射射线的方向从一个接收装置转移到另一接收装置上。因而，当两个接收装置与该组或每组反射器相联系时，太阳射线入射角每天和/或每个季节的变化可以通过改变相邻反射器的相对位置而加以调节，从而使遮盖最小，同时使入射射线反射到与一组反射器相关联的两个接收装置中的一个或另一个或者两个上。不过，本收集系统不必设计成100％地避免遮盖。为了尽量缩小反射器间距和增大在夏季期间的能量吸收水平，在冬季期间有一些遮盖也是允许的。因此，虽然在某些设施中希望所有的反射器设置得可选择地旋转到某一程度以改变入射射线的反射方向，但在其他一些设施中，以下的作法就足够了，即某些反射器设置得只旋转到某一程度以适应射线入射角度的变化，而保持大体上朝着一个靶的方向。此外，在某些设施中，某些辅助反射器具有一固定的方向是合适的。因而，根据本专利技术的收集系统可以设计成不同的形式(a)使得所有的反射器(称作“改变方向的反射器”)设置得可旋转到某一程度，以使射线的反射方向从一个接收装置转移到另一接收装置上，以及(b)使得某些改变方向的反射器和其余的一些反射器(称作“改变角度的反射器”)设置得可稍稍地改变反射角度，而保持朝着接收装置中的一个的方向。在一给定的设施里面，改变方向的反射器与改变角度的反射器的相对比例(即数量)由收集系统的规模、接收装置的高度、装置所处区域的地形和各接收装置对于该组或每组反射器的有效孔径来确定。不过，应当认识到，所有的反射器均为改变方向的反射器的一种收集系统会获得最大的灵活性。改变方向的反射器和改变角度的反射器可以认为是在完整的一组反射器的两个分组，而各个分组中的各反射器可以以机械方式连接起来，以便随着射线入射角的改变而同步移动。不过，至少在改变方向的反射器的情况下，最好在相邻各排之中的反射器应当单独可旋转。当两个以上的接收装置联系于该组或每组反射器时，这些接收装置可以设置得形成一种几何排列的侧边(或者每一侧边的一部分)。例如，如上所示的接收装置可以排列成一六边形形状，而各反射器可以在六边形边界的里面和/或外面予以分组。不过，接收装置最好是包括成排的接收器，而构成该组或每组的反射器最好是排列成平行于接收装置的排。完整的收集系统可以包括单独一组反射器，设置在两个间隔开来的基本上平行的接收装置之间，但是收集系统可以包括两组反射器，设置在三个间隔开来的平行的接收装置之间，一个接收装置把靶朝向从两组反射器反射出来的射线。这种特定结构可以重复以致对于n组反射器有n+1个接收装置。如前指出，每一接收装置可以由任一具有吸收太阳射线并把太阳能转换为一种可用能量形式的能力的装置构成。不过，每一接收装置最好包括一个太阳能-热能转换系统，而且最好包括成直线排列的收集部件，一种换热流体可以穿过它们，而且具有一选择阳光的表面涂层。在本专利技术的一实施方案中，涂层将起到把入射的太阳射线的能量转换为热能并把热能传送给换热流体的作用。如前所述，各反射器位于地面处或地面以上，而各接收装置高于各反射器。各反射器可以支承在地面上，或者整个收集系统支承在地面以上的平台上。这样一座平台可以包括一屋顶，而此平台可认为是该装置的“地面”。在本专利技术的一具体应用中，系统可以安装在一个所谓锯齿形的屋顶上，而本专利技术特别适合于这样的处所，因为至少某些反射器可设置得以适应各种不同的反射器相对于各接收装置的不同布置。下面参照附图详细描述本专利技术的优选实施例，其中附图说明图1表示完整的收集系统的平面图，它装有三个接收装置和两组反射器；图2表示定向各反射器以避免入射和反射射线遮盖的基本原理；图3表示位于两个接收装置之间的一组反射器的典型的倾斜布置情况；图4表示一反射器件的典型安装方式；图5示意性地表示一用于各反射器的电气控制系统；图6表示一接收装置的一部分；图7表示从示于图6的接收装置中取出的一单独的收集部件；以及图8提供了一接收装置示意端视图，此接收装置可以用来代换图6中的接收装置。如图1中所示，太阳能收集系统包括三个间隔开来的平行的接收装置10、11和12，由两组反射器13和14隔开。每组反射器包括平行设置的排16形式的反射器阵列15，这些反射器15还布置得把入射的射线反射给一个或另一邻近的接收装置10、11或12。每一接收装置一般具有约为250至500米的一段长度1，而每对接收装置一般由约为50米的一反射场宽W间隔开来。在具有这些尺寸的收集系统中，各接收装置将安装在具有约为13米高度的支架17上，而反射器将覆盖50％的地面。各反射器可以设置得使它们的反射表面18(见图4)的中心位于地面上方大致1米处，以致各接收装置高于所有的反射器，包括任何可能位于起伏地面高处的反射器。每排16中的所有反射器15都是以机械方式连接的，并以允许它们旋转约达90°的方式安装在各支承结构19上，以便它们能(a)能对射线入射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·米尔斯，
申请(专利权)人：斯坦韦尔有限公司，
类型：发明
国别省市：