一種碟式斯特林太陽能熱發電二次反射定焦系統技術方案

一種碟式斯特林太陽能熱發電二次反射定焦系統屬于太陽能熱發電領域。目前太陽能熱發電的多種形式中，碟式斯特林太陽能熱發電創造了超過接受太陽熱能30%發電效率的最高紀錄。但是在實例推廣中，存在著由龐大的拋物鏡支架支撐帶動笨重的斯特林發動機實時跟蹤太陽光運動的結構，造成的安全性能差、成本高及保潔維護管理等問題。本發明專利技術一種碟式斯特林太陽能熱發電二次反射定焦系統，將龐大的拋物鏡與笨重的斯特林發動機發電組件在地面定焦固定安裝，增加了可跟蹤太陽的地平面反光鏡二次反光機構，使得太陽光跟蹤運動幅度減少1/2，結構成本及管理成本大幅降低，整體效益大幅提高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于太陽能熱發電領域，涉及一種蝶式斯特林太陽能熱發電二次折射定焦系統。
技術介紹
目前太陽能熱發電最主要的三種形式，槽式、塔式和碟式中，蝶式斯特林太陽能熱發電項目實例，已創造了超過接受太陽熱能30%發電效率的最高紀錄。該項目的推廣對人類高效利用太陽熱能有著非常重要的意義。但是在實例的蝶式斯特林發動機發電項目中，由龐大的支架支撐帶動笨重的斯特林發動機實時跟蹤太陽運動的結構，為解決頭重腳輕的抗風暴能力，必然加大跟蹤支架的結構成本及跟蹤動力成本；龐大的發動機及中心支架對太陽光的遮擋，將影響有效的熱轉換面積；由于斯特林發動機必須靠盡可能大的溫差工作，發動機完全暴露在陽光中，即使采取中心風扇的散熱措施，其散熱效果也必將對發動機功效產生影響；凹面朝上的高空聚光鏡的防風沙及灰塵能力，是否適合在空氣質量較低的地區使用，保潔維護將是一項維護成本較高的較麻煩的工作。以上諸因素均制約著蝶式斯特林太陽能熱發電項目的推廣應用。
技術實現思路
為克服現有技術的不足，本專利技術目的是提出一種蝶式斯特林太陽能熱發電二次折射定焦系統。為實現上述專利技術目的采用如下技術方案：所述的一種蝶式斯特林太陽能熱發電二次折射定焦系統在堅固的地基上固定反光面朝下的定焦點拋物鏡，在拋物鏡聚光焦點處安裝固定的斯特林發動機，中間開孔的地平面反光鏡套放在斯特林發動機上，斯特林發動機頭部受熱部分從平面反光鏡中部孔內露出，地平面反光鏡的下部分別由三角形分布的一根維度調整渦輪絲杠支撐桿與兩根經度調整渦輪絲杠支撐桿通過萬向連接頭與地平面反光鏡呈動態支撐連接。本專利技術所述的一種蝶式斯特林太陽能熱發電二次折射定焦系統，定點拋物鏡由堅固的鋼結構主支架及固定分體鏡面反光板的連接支架組成，分體鏡面反光板由高反光率的金屬或玻璃鏡面反光材料制造，可采用平面或拋物面工藝，分體鏡面反光板平面鏡單片面積不得大于聚光焦點受熱面，分體鏡面安裝時必需具有可單獨矯正聚焦反光點功能，拋物鏡整體結構外形可以是圓形或矩形等同步于地面平面反光鏡形狀，本介紹案例采用矩形。本專利技術所述的一種蝶式斯特林太陽能熱發電二次折射定焦系統，地平面反光鏡由堅固的金屬支架及可以分塊組裝的平面反光鏡組成，平面反光鏡必需金屬或玻璃等是高反光率材料制造，可采用鋼化平板玻璃銀鏡材料，除采用納米材料涂層防塵措施外并采取定時自動機械除塵措施，本專利技術所述的太陽光二次折射定焦聚光系統，地平面反光鏡的下面分布有三角形均布的三個支點支撐，可以是正三角或倒三角分布，三角形的中間角位置安裝的一根維度調整渦輪絲杠支撐桿，渦輪絲杠下部與基座連接上部與地平面反光鏡連接；安裝在三角形左右兩角的兩根經度調整渦輪絲杠支撐桿，與維度調整渦輪絲杠支撐桿同材料結構，與地平面反光鏡連接。由于本專利技術所述的太陽光二次折射定焦聚光系統，因工作場地相對固定，采用了主動式數字鐘控太陽跟蹤伺服系統（另案專利技術），由單片機設置時控功能，按日對維度調整渦輪絲杠支撐桿的步進電機維度變化提供脈沖驅動信號，從而改變地平面反光鏡的日維度變化反射角度變換，以及由單片機按分對經度調整渦輪絲杠支撐桿的步進電機提供經度變化脈沖驅動信號，從而改變地平面反光鏡的分鐘經度變化反射角度變換。由于采用了以上方法，本專利技術所述的太陽光二次折射定焦聚光系統優勢：1、原結構中，發動機及支撐發動機的中心支架共占有反光拋物面近10%，改成二次折射定焦系統后減去二次折射5-8%損失，太陽光有效接收面積增大。2、解決了斯特林碟式太陽能熱發電系統運動中懸在空中的發動機頭重腳輕問題，改成二次折射定焦系統后運動部分平面反光鏡高度較低，且指日跟蹤與反射跟蹤運動幅度較少1/2，整機抗風暴能力加強。。3、斯特林發動機是靠足夠的溫差發揮熱能與機械能轉換，由于改成二次折射定焦系統后發動機安裝在反光板的陰影中，陰涼的散熱環境可充分發揮發動機功效。4、地面固定安裝的斯特林發動機，可方便的在陰天及夜晚使用天然氣等能源的輔助發電，發揮高效斯特林發動機的使用效率。5、如將該系統固定安裝在水或流動的河面，發動機可利用水流散熱，將大幅提高發電效率。6、由于聚光拋物鏡面朝下安裝，不宜附著沙塵，可保持較長期免維護，低空工作的地平面反光鏡較易保潔，節約了大量的人工除塵維護費用。附圖說明圖1、是本專利技術一種蝶式斯特林太陽能熱發電二次折射定焦系統結構示意圖。圖2a、是原蝶式斯特林太陽能熱發電系統光照二維原理示意圖。圖2b、是專利技術一種蝶式斯特林太陽能熱發電二次折射定焦系統二維原理示意圖。圖中：1、地基，2、維度調整渦輪絲杠支撐桿，3、步進電機，4、支架，5、定焦點拋物鏡，6、斯特林發動機，7、地平面反光鏡，8、經度調整渦輪絲杠支撐桿。具體實施方式結合附圖1對本專利技術結構加以說明：本專利技術所述的一種蝶式斯特林太陽能熱發電二次折射定焦系統在堅固的地基（1）上固定反光面朝下的定焦點拋物鏡（5），在拋物鏡聚光焦點處安裝固定的斯特林發動機（6），中間開孔的地平面反光鏡（7）套放在斯特林發動機（6）上，斯特林發動機（6）頭部受熱部分從平面反光鏡中部孔內露出，地平面反光鏡（7）的下部分別由三角形分布的一根維度調整渦輪絲杠支撐桿（2）與兩根經度調整渦輪絲杠支撐桿（8）通過萬向連接頭與地平面反光鏡（7）呈動態支撐連接。本專利技術所述的一種蝶式斯特林太陽能熱發電二次折射定焦系統，定點拋物鏡由堅固的鋼結構主支架（4）及固定分體鏡面反光板的連接支架組成，分體鏡面反光板由高反光率的金屬或玻璃鏡面反光材料制造，可采用平面或拋物面工藝，分體鏡面反光板平面鏡單片面積不得大于聚光焦點受熱面，分體鏡面安裝時必需具有可單獨矯正聚焦反光點功能，拋物鏡整體結構外形可以是圓形或矩形等同步于地面平面反光鏡（7）形狀，本介紹案例采用矩形。本專利技術所述的一種蝶式斯特林太陽能熱發電二次折射定焦系統，地平面反光鏡（7）由堅固的金屬支架及可以分塊組裝的平面反光鏡組成，平面反光鏡必需金屬或玻璃等是高反光率材料制造，可采用鋼化平板玻璃銀鏡材料，除采用納米材料涂層防塵措施外并采取定時自動機械除塵措施。本專利技術所述的太陽光二次折射定焦聚光系統，地平面反光鏡（7）的下面分布有三角形均布的三個支點支撐，可以是正三角或倒三角分布，三角形的中間角位置安裝的一根維度調整渦輪絲杠支撐桿（2），渦輪絲杠下部與基座連接上部與地平面反光鏡（7）連接；安裝在三角形左右兩角的兩根經度調整渦輪絲杠支撐桿（8），與維度調整渦輪絲杠支撐桿（2）同材料結構，與地平面反光鏡（7）連接。由于本專利技術所述的太陽光二次折射定焦聚光系統，因工作場地相對固定，采用了主動式數字鐘控太陽跟蹤伺服系統（另案專利技術），由單片機設置時控功能，按日對維度調整渦輪絲杠支撐桿（2）的步進電機（3）維度變化提供脈沖驅動信號，從而改變地平面反光鏡的日維度變化反射角度的變換，以及由單片機按分對經度調整渦輪絲杠支撐桿（8）的步進電機提供經度變化脈沖驅動信號，從而改變地平面反光鏡的分鐘經度變化反射角度的變換。為了更加清楚地了解蝶式斯特林太陽能熱發電二次折射定焦系統聚光原理與原蝶式斯特林太陽能熱發電系統聚光原理可參考，圖2a所示原蝶式斯特林太陽能熱發電系統光照二維原理示意圖，圖2b是所示的一種蝶式斯特林太陽能熱發電二次折射定焦系統二維原理示意圖，圖2a中拋物鏡與高溫焦點處的斯特林發動機為運動物本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種蝶式斯特林太陽能熱發電二次折射定焦系統在堅固的地基（1）上固定反光面朝下的定焦點拋物鏡（5），在拋物鏡聚光焦點處安裝固定的斯特林發動機（6），中間開孔的地平面反光鏡（7）套放在斯特林發動機（6）上，斯特林發動機（6）頭部受熱部分從平面反光鏡中部孔內露出，地平面反光鏡（7）的下部分別由三角形分布的一根維度調整渦輪絲杠支撐桿（2）與兩根經度調整渦輪絲杠支撐桿（8）通過萬向連接頭與地平面反光鏡（7）呈動態支撐連接。

【技術特征摘要】
1.一種蝶式斯特林太陽能熱發電二次折射定焦系統在堅固的地基（1）上固定反光面朝下的定焦點拋物鏡（5），在拋物鏡聚光焦點處安裝固定的斯特林發動機（6），中間開孔的地平面反光鏡（7）套放在斯特林發動機（6）上，斯特林發動機（6）頭部受熱部分從平面反光鏡中部孔內露出，地平面反光鏡（7）的下部分別由三角形分布的一根維度調整渦輪絲杠支撐桿（2）與兩根經度調整渦輪絲杠支撐桿（8）通過萬向連接頭與地平面反光鏡（7）呈動態支撐連接。2.根據權利要求1所述的一種蝶式斯特林太陽能熱發電二次折射定焦系統，定點拋物鏡由堅固的鋼結構主支架（4）及固定分體鏡面反光板的連接支架組成，分體鏡面反光板由高反光率的金屬或玻璃鏡面反光材料制造，可采用平面或拋物面工藝，分體鏡面反光板平面鏡單片面積不得3.大于聚光焦點受熱面，分體鏡面安裝時必需具有可單獨矯正聚焦反光點功能，拋物鏡整體結構外形可以是圓形或矩形等同步于地面平面反光鏡（7）形狀，本介紹案例采用矩形。3.根據權利要求1所述的一種蝶式斯特林太陽能熱發電二次折射定焦系統，地平面反光鏡（7）由堅固的金屬支架...

【專利技術屬性】
技術研發人員：袁世俊，袁昭，
申請(專利權)人：洛陽文森科技有限公司，
類型：發明
國別省市：河南;41