方位角鎖定式環形移動光熱反射鏡陣列制造技術

本實用新型專利技術涉公開了一種方位角鎖定式環形移動光熱反射鏡陣列，目的在于提供一種結構簡單、鏡場在環形并帶有浮力減重的軌道上移動跟蹤太陽的裝置，包括鏡場部、控制部和運載部，通過在鏡場部各鏡單元底部設置平衡浮塊并利用其產生的浮力來抵消單元重量，根據天文學的太陽方位變化率計算環形分布的太陽反射鏡單元串跟蹤太陽的轉速，同時通過控制太陽反射鏡陣列各單元的噴射移動以達到設定速率并跟蹤太陽。本裝置有運行平穩，總自重輕、跟蹤太陽聚光效率高及能耗低、集熱發電效率高，節約驅動和制動等優點。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

方位角鎖定式環形移動光熱反射鏡陣列
本技術涉及一種太陽能光熱鏡場，尤指一種方位角鎖定式環形移動光熱反射 鏡陣列。
技術介紹
目前，世界上現有的已建塔式聚光太陽能發電站數量遠少于太陽能光伏發電站， 但因塔式聚光太陽能發電站具有十分明顯的低成本優勢，其發展將超過光伏發電。塔式聚 光太陽能發電站收集光的系統包括聚光太陽能發電鏡場和聚光塔，以北半球為例，鏡場和 聚光塔大都為一南一北走向，即聚光塔建造在正南面，而鏡場則分布于聚光塔的正北區域。 太陽能為間歇式能源，一天的不同時段和一年內的不同季節所輻射的能量相差巨大，就每 天來說，中午前后輻射量最強，發電功率最大，而上下午就要降低不少，早晚就更差。然而， 電網的需求及要求是盡量均衡發電。如此，就需要將上、下午的發電量適當增加，而采用儲 電或儲熱等解決辦法的成本和運行代價又高，不一定適宜實行，因此就需要在低成本前提 下確保均衡發電。從一天中太陽輻射的特點可看出:隨著太陽方位角變化太陽能的輻射也 在變化，輻射強度最大值對應于正午時刻的方位角值，其即時輻射強度與即時方位角與正 午時的方位角之差的絕對值成正比。因此，如何采取一定的途徑使太陽方位角始終保持在 正午的狀態，進而讓整個太陽反射鏡陣列中的反射單元都能以較小的反射角反射陽光以獲 得相對較高的反射率，而且只需要調整角度即俯仰角就可跟蹤太陽且獲得較高的太陽熱功 率，這一切成為解決問題的關鍵之處。
技術實現思路
針對現有技術存在的問題，本技術的目的在于提供一種結構簡單、鏡場在環 形并帶有浮力減重的軌道上移動跟蹤太陽的裝置，通過鏡場整體以一個角速度轉動來達到 使太陽的方位角相對恒定，使整個系統提高集熱發電效率，特別是提高峰谷時段和總發電 量，為一種方位角鎖定式環形移動光熱反射鏡陣列。為實現上述目的，本技術方位角鎖定式環形移動光熱反射鏡陣列，包括鏡場 部、控制部和運載部。鏡場部設置為分布于扇形區域內的沿若干段等半徑環形河道上漂浮 排列的相互固定連接的反射鏡單元串；運載部設置為承載反射鏡的系列環形河道及其附屬 的水循環裝置、導軌裝置、推進裝置；控制部設置為集散控制形式，由若干分散控制器控制、 調整反射鏡各種運動及姿態，控制反射鏡單元串在環形河道上移動、定位。工作時控制裝置 除了通過反射鏡的俯仰控制器連續控制調整其俯仰角之外，同時還逐個控制推進泵利用水 流產生推力使反射鏡單元串沿其所在的環形河道漂浮滑動并由伸縮抓手定位，形成反射鏡 陣列的跟蹤反射和塔式太陽聚光。進一步，所述環形河道的徑向截面形狀為等腰梯形，河堤位置對應兩個腰而河床 對應窄底邊，圓心一側的河堤設置為內河堤，另一側河堤設置為外河堤；河道整體形狀為圓 環形，圓心處為聚光塔設置地點。進一步，所述鏡單元設置包括沉于所述環形河道內的平衡浮塊以及固定設置于其上的基座，基座為金屬架構，其上又固定設置支架，支架為金屬材料其上還固定設置所述俯仰控制器，而俯仰控制器活動定位連接反射鏡控制器俯仰姿態。基座為平臺結構；平衡浮塊外形近似于平底船，在船首身尾方向呈弧形且與所述環形河道彎度相匹配，設置為由金屬材料或玻璃鋼制成的中空裝置。進一步，所述反射鏡單元串設置為將同一環形河道上漂浮排列的彼此相鄰所述鏡單元以一根整體連接桿兩兩相互固定連接，由此形成一個可以整體移動的裝置。進一步，所述水循環裝置設置為若干套為所述環形河道的補水、凈化裝置，每套包括注水泵、過濾器、循環管、補水管。其中注水泵的入口、過濾器的出口、循環管、補水管相互連通；注水泵的出口與所述外河堤的頂部以管路連通，過濾器的入口與所述內河堤的底部以管路連通。工作時裝置中的水循環路徑是:水流依次通過補水管及循環管、注水泵、環形河道、過濾器再回到補水管及循環管，由此形成水的補充過濾循環。進一步，所述推進裝置設置在平衡浮塊的空心體中，為環狀圓管形的動力管，此管為兩端開口、中間串接可受控雙向泵水的推進泵，兩端開口噴水的方向設置為平衡浮塊的船首身尾形成的弧形線段兩端點各自的切線方向。進一步，所述環形河道的兩側河沿上均設置有與河道環形相匹配的限位軌，與所述基座上設置的若干軌道輪活動連接形成軌道裝置承載所述鏡單元重量；此外，軌道輪靠近環形河道的另一側設置遮塵簾。進一步，所述環形河道的內堤河沿上還設置有若干類似吊橋可伸縮的抓手機械裝置，可受控抓合所述連接桿、使所述反射鏡單元串定位。進一步，所述注水泵、推進泵均采用脈沖式液體泵。本技術通過在太陽反射鏡陣列各鏡單元底部設置平衡浮塊并利用其產生的浮力來抵消單元重量，使整個系統的視重減小；利用太陽實時跟蹤的低速特點，根據天文學的太陽方位變化率計算環形分布的太陽反射鏡單元串跟蹤太陽的轉速，同時通過控制太陽反射鏡陣列各單元的噴射移動以達到設定速率并跟蹤太陽。本裝置有運行平穩，總自重輕、跟蹤太陽聚光效率高及能耗低等優點，相同的反射鏡陣列可提高功率；此外，比起陸地上直接的軌道式環形反射鏡場跟蹤方法節省了大量驅動能源及制動裝置，使用效果好。附圖說明圖1為本技術裝置工作起始階段時的陣列排列及光照示意圖；圖2為本技術裝置工作中間階段時的陣列排列及光照示意圖；圖3為本技術裝置工作結束階段時的陣列排列及光照示意圖；圖4為鏡單元與環形河道部件結構及相互位置示意圖；圖5、6為平衡浮塊在環形河道推進裝置結構及工作原理示意圖；圖7為圖2A部放大圖即環形河道及其水循環裝置結構示意圖。附圖標記:I鏡單元2聚光塔20環形河道21軌道裝置22平衡浮塊24軌道輪25限位軌3集熱器31過濾器32注水泵33補水管 34循環管35平衡管36推進泵37動力管38箭頭 39遮塵簾4支架 40伸縮抓手10反射鏡單元串5反射鏡6基座 7光照方向8連接桿 9俯仰控制器具體實施方式下面，參考附圖，對本技術進行更全面的說明，附圖中示出了本技術的示 例性實施例。然而，本技術可以體現為多種不同形式，并不應理解為局限于這里敘述的 示例性實施例。而是，提供這些實施例，從而使本技術全面和完整，并將本技術的 范圍完全地傳達給本領域的普通技術人員。為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對術語，用于 說明圖中示出的一個元件或特征相對于另一個元件或特征的關系。應該理解的是，除了圖 中示出的方位之外，空間術語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中 的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。 因此，示例性術語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉90度或 位于其他方位)，這里所用的空間相對說明可相應地解釋。整體結構:如圖1、2、3、4、5、6、7所示，本技術方位角鎖定式環形移動光熱反 射鏡陣列，包括鏡場部、控制部和運載部。鏡場部包括分布于扇形區域內的沿若干段等半徑 環形河道20上漂浮排列的相互固定連接的反射鏡單元串10。運載部包括承載反射鏡5的 系列環形河道及其附屬的水循環裝置、導軌裝置、推進裝置。控制部為集散控制的調整反射 鏡各種運動及姿態，控制反射鏡單元串在環形河道上移動、定位的控制裝置。鏡單元結構1:如圖1、2、3、4所示，鏡單元I包括沉于環形河道2內的平衡浮塊22 以及固定設置于其上的基座6，基座6本文檔來自技高網...

【技術保護點】
方位角鎖定式環形移動光熱反射鏡陣列,包括鏡場部、運載部和控制部；所述鏡場部設置為分布于扇形區域內，其為沿若干段等半徑環形相互固定連接的、在河道上漂浮排列的反射鏡單元串；所述運載部設置為承載反射鏡的系列環形河道及其附屬的水循環裝置、導軌裝置、推進裝置；所述控制部設置為由若干分散控制器控制、調整反射鏡各種運動及姿態、可控制反射鏡單元串在環形河道上移動、定位的集散控制部件。

【技術特征摘要】
1.方位角鎖定式環形移動光熱反射鏡陣列，包括鏡場部、運載部和控制部；所述鏡場部設置為分布于扇形區域內，其為沿若干段等半徑環形相互固定連接的、在河道上漂浮排列的反射鏡單元串；所述運載部設置為承載反射鏡的系列環形河道及其附屬的水循環裝置、導軌裝置、推進裝置；所述控制部設置為由若干分散控制器控制、調整反射鏡各種運動及姿態、可控制反射鏡單元串在環形河道上移動、定位的集散控制部件。2.如權利要求1所述的方位角鎖定式環形移動光熱反射鏡陣列，其特征在于，工作時控制裝置除了通過反射鏡的俯仰控制器連續控制調整其俯仰角之外，同時還逐個控制推進泵，推進泵采用脈沖式液體泵利用水流產生推力使反射鏡單元串沿其所在的環形河道漂浮滑動并由伸縮抓手定位，形成反射鏡陣列的跟蹤反射和塔式太陽能聚光系統。3.如權利要求1所述的方位角鎖定式環形移動光熱反射鏡陣列，其特征在于，所述環形河道的徑向截面形狀為等腰梯形；軌道輪靠近環形河道的另一側設置遮塵簾，所述環形河道的內堤河沿上還設置有若干類似吊橋可伸縮的抓手機械裝置。4.如權利要求1所述的方位角鎖定式環形移動光熱反射鏡陣列，其特征在于所述河道整體形狀為圓環形，圓心處為聚光塔設置地點，圓心一側的河堤設置為內河堤，另一側河堤設置為外河堤，河堤位置對應兩個腰而河床對應窄底邊。5.如權利要求1所述的方位角鎖定式環形移動光熱反射鏡陣列，其特征在于，所述反射鏡單元串設置包括沉于所述環形河道內的平衡浮塊以及固定設置于其上的基座，基座為金屬架構，其上又固定設置支架，支架為金屬材料，其上還固定...

【專利技術屬性】
技術研發人員：薛黎明，劉伯昂，陸鈞，
申請(專利權)人：上海禪德智能科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：