一种偏轴线性菲涅尔式聚光装置及其阵列制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种偏轴线性菲涅尔式聚光装置及其阵列，包括聚光镜场和接收器，其特征在于，所述聚光镜场由至少一轴反射镜以及位于反射镜背部的旋转轴组成，所述各轴反射镜联动，其特征在于，所述旋转轴位于所述反射镜后方的中心位置附近或偏心位置，所述旋转轴带动所述对应的反射镜进行太阳光的跟踪，通过调节所述反射镜背部旋转轴与反射镜的相对位置，反射镜采用成本低廉、耗能少的冷弯玻璃反射镜，不仅成本低廉，结构简单，并且在聚光跟踪过程中，解决了聚光焦线宽度较宽且不固定的问题，偏轴的聚光镜场结构聚光焦线的宽度减小了20％，且聚光焦线的宽度相对较为固定；另外优化传统光能量分布不均匀问题。化传统光能量分布不均匀问题。化传统光能量分布不均匀问题。

【技术实现步骤摘要】
一种偏轴线性菲涅尔式聚光装置及其阵列


[0001]本技术涉及太阳能集热系统，尤其涉及一种偏轴线性菲涅尔式聚光装置及其阵列。

技术介绍

[0002]太阳能聚光利用装备主要包括菲涅尔式太阳能聚光接收装置、槽式太阳能聚光接收装置、塔式太阳能聚光接收装置、蝶式太阳能聚光接收装置。其中菲涅尔式、槽式为线性聚光集热方式，包括多轴反射镜的聚光接收装置将太阳光进行反射聚集，形成一条具有一定宽度的焦线。
[0003]由于线性聚光集热装置一般都由多轴反射镜组成，各反射镜的旋转轴都位于反射镜的背部中心位置，且通过多轴反射镜联动来对太阳进行跟踪，将太阳光反射至上方的吸热器上。但是由于多轴反射镜的位置不同，进而相对于吸热器的位置也不同，每轴反射镜应该有一个最佳的跟踪路径和运行速度，能够削弱整个跟踪路径过程中产生的过焦或者欠焦的问题，但是由于节约跟踪成本，各轴反射镜采取联动的方式进行跟踪，因此导致各轴反射镜在跟踪过程中会产生不同程度的过焦或欠焦问题，也会相应的使跟踪过程中聚光焦线的宽度不固定，不能一直保持较窄的宽度。
[0004]另外，由于常规的菲涅尔式聚光接收装置汇聚的光线存在过焦或欠焦的现象，因此汇聚的焦线会产生焦线宽度不固定以及焦线上分布的太阳光能量由于相互叠加分布不均匀的问题。人们都希望焦线上的光能量分布均匀且焦线宽度固定，这对于太阳能光热接收器或者太阳能聚光光伏接收器来说都会更加友好，一般情况下，太阳能聚光光伏接收器对于焦线上的光能量分布均匀性要求更高，这是因为光伏板上的太阳光分布不均匀会引起某些电池发热，产生所谓“热斑”现象。如果上述影响不消除而长期存在的话，当热斑效应达到一定程度，组件上的焊点熔化并毁坏栅线，从而导致整个太阳电池组件的报废。显然，遮挡严重影响到接线盒和电池板的使用寿命，同时严重影响发电量，减少业主的收益。
[0005]本申请采用偏轴的方式，解决常规菲涅尔聚光集热过程中存在的光宽较宽且不固定以及光带能量分布不均匀的问题。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于寻找一种成本低廉，聚光光带能量分布均匀以及聚光光带宽度相对比较固定的菲涅尔式聚光装置。
[0007]本技术提供了一种偏轴线性菲涅尔式聚光装置，包括聚光镜场和接收器，所述接收器与所述聚光镜场平行轴向布置，所述接收器位于所述聚光镜场所汇聚的焦线位置附近；所述聚光镜场由至少一轴反射镜以及位于所述反射镜背部的旋转轴组成，所述各轴反射镜联动，其特征在于，所述旋转轴位于所述反射镜后方的中心位置附近或偏心位置，所述旋转轴带动所述对应的反射镜进行太阳光的跟踪。
[0008]进一步地，中间位置的所述反射镜旋转轴位于所述反射镜中心位置附近；非中间
位置的所述反射镜旋转轴位于偏离所述反射镜中心的偏心位置，所述反射镜旋转轴偏离所述反射镜中心位置的偏心距离为偏移量。
[0009]进一步地，所述偏移量随着所述非中间位置的所述反射镜与中间位置的所述反射镜距离的增大而增加，也就是说距离中间位置所述反射镜越远的旋转轴，所述偏移量越大。
[0010]进一步地，所述接收器为光伏接收器和/或光热接收器，可以根据用户使用需求进行设置。当采用光伏接收器时，所述偏轴线性菲涅尔式聚光接收装置的聚光光带分布的更加均匀，不会产生光线分布不均匀产生“热斑”，影响光伏电池的寿命；当采用光热接收器时，所述光热接收器上分布的光带更加均匀，传热流体受热更加均匀，大大延长所述光热接收器的使用寿命。
[0011]进一步地，所述聚光镜场呈东西轴向阳倾斜布置，跟踪太阳光的高度角，将太阳光反射汇聚至所述吸热器上进行利用。
[0012]进一步地，所述聚光镜场呈南北轴布置，跟踪太阳光的方位角，将太阳光反射汇聚至所述吸热器上进行利用。
[0013]一种偏轴线性菲涅尔式聚光接收装置阵列，包括平行布置的多个如上所述的偏轴线性菲涅尔式聚光接收装置。
[0014]进一步地，所述阵列布置于屋顶或架高布置在农田上，不额外占用土地资源，当架高布置在农田上时，不影响聚光镜场下部农田的种植，同时上部的聚光镜场可以正常聚光集热和/或聚光发电。
[0015]由以上技术方案可知，本申请采用偏轴的聚光镜场结构，反射镜采用成本低廉、耗能少的冷弯玻璃反射镜，不仅成本低廉，结构简单，并且在聚光跟踪过程中，解决了因严重的过焦或者欠焦问题导致的聚光焦线宽度较宽，且不固定的问题，偏轴的聚光镜场结构聚光焦线的宽度减小了20％，且聚光焦线的宽度相对较为固定；另外优化传统光能量分布不均匀问题，解决目前线性聚光光伏/聚光光热接收器由于光能量分布不均匀导致的接收部件寿命严重缩短，尤其是采用光伏接收器时，能够解决“热斑”所带来的光伏电池损坏的问题，延长光伏电池的使用寿命。当土地资源紧张时，所述偏轴线性菲涅尔聚光接收装置能够布置于屋顶或者架高布置在农田上，不受土地资源的限制，适合大规模推广应用。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为线性菲涅尔式聚光装置中间位置示意图；
[0018]图2为传统线性菲涅尔式聚光装置过焦和欠焦现象示意图；
[0019]图3为传统和偏轴线性菲涅尔聚光装置聚光效果对比图；
[0020]图4为东西轴倾斜向阳的偏轴线性菲涅尔聚光装置结构简图；
[0021]图5为南北轴倾斜向阳的偏轴线性菲涅尔聚光装置结构简图；
[0022]图6为东西轴倾斜向阳的偏轴线性菲涅尔聚光装置阵列示意图；
[0023]图7为东西轴倾斜向阳的偏轴线性菲涅尔聚光装置阵列布置在屋顶的示意图；
[0024]图8为东西轴倾斜向阳的偏轴线性菲涅尔聚光装置阵列布置在农田的示意图；
[0025]图中，11为第一反射镜，21为第二反射镜，31第三反射镜，41第四反射镜，51第五反射镜，12为第一旋转轴，22为第二旋转轴，32为第三旋转轴，42为第四旋转轴，52为第五旋转轴，0为接收器，A为第一聚光焦线宽度，B为第二聚光焦线宽度。
具体实施方式
[0026]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0027]常规的线性菲涅尔式聚光装置的各轴反射镜采用联动跟踪方式，且各轴反射镜的旋转轴均位于反射镜背部中心位置，由于各轴反射镜位置不同，相对吸热器的距离不同，因此，最佳的跟踪路径不相同。
[0028]在本技术中，图1为线性菲涅尔式聚光装置的中间位置示意图，图1以东西轴倾斜向阳布置方式为例，南北轴水平布置与其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏轴线性菲涅尔式聚光装置，包括聚光镜场和接收器，所述接收器与所述聚光镜场平行轴向布置，所述接收器位于所述聚光镜场所汇聚的焦线位置附近；所述聚光镜场由至少一轴反射镜以及位于所述反射镜背部的旋转轴组成，所述各轴反射镜联动，其特征在于，所述旋转轴位于所述反射镜后方的中心位置附近或偏心位置，所述旋转轴带动所述对应的反射镜进行太阳光的跟踪。2.根据权利要求1所述的一种偏轴线性菲涅尔式聚光装置，其特征在于，中间位置的所述反射镜旋转轴位于所述反射镜中心位置附近；非中间位置的所述反射镜旋转轴位于偏离所述反射镜中心的偏心位置，所述反射镜旋转轴偏离所述反射镜中心位置的偏心距离为偏移量。3.根据权利要求2所述的一种偏轴线性菲涅尔式聚光装置，其特征在于，所述偏移...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，
申请(专利权)人：北京兆阳光热技术有限公司，
类型：新型
国别省市：