[发明专利]阵列式镜面反射聚光方法、阵列式镜面反射聚光器和阵列式光伏发电站

说明书

技术领域

本发明属于太阳能利用领域，涉及大规模将低密度太阳辐射光能聚集成高密度光能的方法及装置，特别是一种跟踪太阳的阵列式镜面反射聚光方法及跟踪太阳的阵列式镜面反射聚光装置和一种跟踪太阳的阵列式太阳能发电站。

技术背景

众所周知，太阳能的大规模高效利用不仅能缓解能源压力，同时能取到保护改善环境的作用。环境改善了，空气质量改善了，直射到地面的太阳辐射能也就多了，可收集利用的太阳能也就多了，于是将形成一个良性循环。现有的很多太阳能利用方面聚焦聚光的发明，但都局限在小规模聚焦聚光范围，而且制造加工成本较高，很难推广，同时因控制系统和驱动系统的电耗相对聚集的太阳能太高，甚至消耗的电能比收集到的太阳能还高，所以没有实施价值。因此大规模的高密度太阳能采集利用设备基本是空白，而需求巨大的中高温热水又需要大规模的高密度太阳能。

现有发明的二维太阳能跟踪系统大多是绕垂直于水平面的轴旋转，来跟踪太阳的方位角，推动太阳能接受器上下偏转来跟踪高度角，这种方式只能带动少量的太阳能接受器，所以造成性价比低，甚至多接受的太阳能还不及所消耗的电能多，所以很少有真正实用的。

技术内容

跟踪太阳的阵列式镜面反射聚光方法的发明内容

为了通过消耗极少的电能，大规模高效高密度聚集太阳能，本发明提供了一种跟踪太阳的阵列式镜面反射聚光方法。

本发明，跟踪太阳的阵列式镜面反射聚光方法是：

1.用控制器，驱动器，传感器构成闭环反馈控制系统；

2.将一组镜面反光板垂直固定在机架可以绕水平轴旋转的，平行四边形曲柄组结构中的曲柄组上，构成具有可绕水平轴旋转的平行四边形曲柄组结构的镜面反光板组；当其中一个安装在曲柄上的反光板动作时，其他反光板就会一起做同样的运动；

3.用传感器检测镜面反光板组反光板法线即曲柄相对水平面的位置。太阳光线和法线及反射光线在同一平面，而且法线是太阳光线和反射光线的角平分线。太阳的位置及光线是随时间变化的，如果要使反射光线在同一接受区域，必须跟踪太阳的位置调整法线，调整法线就必须知道法线的位置，传感器就可以取到闭环反馈控制系统的反馈的作用；

4.控制器根据传感器检测到的法线位置、太阳的高度角和方位角，控制驱动器，一个驱动机架绕水平轴旋转，带动所有的安装在曲柄上的镜面反光板绕同一水平轴旋转，一个驱动与机架铰接的一个曲柄绕该铰链旋转，带动所有镜面反光板相对机架运动，使反光板组具有跟踪太阳的能力，反光板组就成为跟踪太阳的反光板组；

5.将用上述方法所构成的，跟踪太阳的，具有可绕水平轴旋转的平行四边形曲柄组结构的镜面反光板组平行排列，组成跟踪太阳的镜面反光板阵列；

6.将跟踪太阳的镜面反光板阵列中，同列的镜面反光板的阳光反射接受区设置为同一区域，即聚光区，将聚光区与跟踪太阳的镜面反光板阵列的位置关系，以及当地的经纬度输入控制器存储器内，控制器根据按实时时刻计算出的太阳的高度角和方位角、传感器检测到的各组镜面反光板法线相对水平面的位置，控制驱动器驱动各组镜面反光板组的机架绕水平轴旋转，带动所有镜面反光板绕水平轴旋转；同时控制驱动器驱动各组镜面反光板组中与机架铰接的一个曲柄，绕该铰链旋转，带动所有镜面反光板相对机架运动，使跟踪太阳的镜面反光板阵列中各列镜面反光板反射的阳光在各自聚光区内，这样跟踪太阳的镜面反光板阵列实现了大规模聚光功能，跟踪太阳的镜面反光板阵列也就成为跟踪太阳的镜面反射聚光阵列；

7.控制器每隔一段时间驱动一次跟踪太阳的镜面反射聚光阵列进行聚光调整。如果每时每刻控制系统调整，将会消耗大量的电能，所以聚光区比反光板要稍大一点，在时间间隔里反射光线不偏出聚光区即可。驱动系统每调整一次只要几秒的时间，而其他时间就停止工作，所以消耗的电能很少。

实施上述方法就可以大规模的高效的，将高密度的太阳光能聚集在聚光区。同时由于驱动电机每隔一段时间驱动一组数量不限的反光板调整一次，而且一次仅几秒钟，所以耗电量极少，而且本发明的镜面反射聚光阵列的阵列规模大小不限，所以在耗电量很小的条件下实现大规模的高密度聚集太阳能的目的。而且阵列的规模越大，性价比越高。

所以本发明为大规模高效低成本利用太阳能提供了方法，创造了条件。

为实现上述跟踪太阳的阵列式镜面反射聚光方法的一种设备——

跟踪太阳的阵列式镜面反射聚光器的实用新型内容

为了实现上述发明的方法，本实用新型提供了一种大规模，高效聚集高能量密度太阳能的，跟踪太阳的阵列式镜面反射聚光器。