[实用新型]一种太阳能分布式点聚焦光学镜跟踪斯特林机发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能利用，特别是采样点聚焦太阳能跟踪系统实现斯特林机发电。

背景技术

太阳能跟踪主要由槽式、塔式和蝶式三种，由于槽式系统为单向跟踪相对技术难度比较低，同时由于太阳能选择涂层以及真空管技术在100-400度的温度区间具备产业化生产能力，因而可以迅速的被批量生产，在国际上被最早的商业化应用的就是槽式系统。

国际上的槽式系统的主要的跟踪方式采用将一个换热管设置在槽式系统的焦点位置，在换热管内充入导热油或者直接将水加热为蒸汽，由电机驱动导热油或蒸汽流动从而实现热能的采集。在跟踪太阳能的过程中导热油在管道内一起运动，在导热油管道与流出端采用波纹管的方式实现运动的管道与不运动的管之间的连接；由于波纹管需要耐高温、可靠性高等要求，因而成为关键器件，同时该种连接无法保证保温性要求，因而系统的热损非常高。同时，槽式太阳能热发电系统主要是大规模的太阳能热发电系统，其规模发电量为30-100WM，其1WM发电站就需要占地60亩，通常每组的槽式系统长100米，镜宽5-8米，要求土地平整度误差小于1-3度，因而对于土地有比较严格的要求。这种技术主要适合于大规模的发电，不适合于小规模的区域应用，特别是不适合于在城市进行太阳能的发电以及热电、冷联产发电，因而限制了其应用。

中国专利200710176966提供了一种组合的跟踪系统，可以用于槽式、塔式结合的跟踪系统，其跟踪的方式采用将焦线不动而太阳能镜系统进行运动的方式，主要是采用在地面上设置两个轨道进行跟踪，而槽式系统点聚焦系统，利用其线性轴与地球自传轴平行放置，因而可以采用一个方向的转动实现跟踪，但是该方案采用在地面上的转动来实现槽式跟踪，显然不能实现跟踪，因而发明者在方案中进一步设置了俯仰跟踪，这样槽式系统就不是单向跟踪，而成为双向的跟踪，因而发明者没有解决槽式单向跟踪时焦点不运动的跟踪问题。

现有的聚焦太阳能利用技术，主要是应用于大规模的发电，通常1WM的发电站，就需要60亩的占地，这样的占地要求很难在城市进行推广，因而需要根据城镇的土地要求，提供一种适合于城镇土地要求的太阳能聚焦利用系统。

发明内容

本发明的目的就是提供一种太阳能分布式点聚焦太阳能镜跟踪斯特林机发电系统及应用，可以根据城镇区域的土地情况进行分布的布置，为此将至少一个斯特林发电机、太阳能跟踪系统、点聚焦太阳能镜、跟踪支架组成一组太阳能点聚焦利用系统，多组太阳能点聚焦利用系统分布在不同的区域，多组的斯特林发电机可以相互连接共同构成太阳能点聚焦利用系统。通过将现有的槽式太阳能系统的阵列模式改变为分布模式，从而可以将太阳能槽式太阳能利用技术适合于不同的区域和城市应用，减少了其对场地的要求和限制，可以方便的在不同的区域和建筑一体化的进行应用，同时拓宽了太阳能利用的种类和方式，使其可以进行多种的太阳能的利用。

本发明将现有的槽式跟踪技术由太阳能镜和斯特林发电机同时跟踪太阳能运动的单一模式改变为太阳能镜和斯特林发电机至少有一个不运动的跟踪模式，这样解决了分布式系统需要根据不同的场地采用不同的跟踪技术的要求，从而可以将槽式系统进行分布采集；采用焦点不运动的结构设计，使得热管可以被应用于系统传热，同时由于焦点不动，可以在焦点上设置斯特林发电机重量比较大的设备，可以采用小的驱动力就可以实现对太阳能跟踪和驱动。

具体发明内容如下：

一种太阳能分布式点聚焦光学镜跟踪斯特林机利用系统发电系统，包括至少有一个设置在一个圆柱区域的斯特林发电机（1）、至少一个点聚焦太阳能镜（2）和至少一个跟踪系统（4），其特征是：至少一个斯特林发电机、太阳能跟踪系统、点聚焦太阳能镜、跟踪支架组成一组太阳能点聚焦利用系统，斯特林发电机设置在点聚焦太阳能镜的焦点区域内，多组太阳能点聚焦利用系统分布在不同的区域，并通过每组太阳能点聚焦利用系统中的斯特林发电机相互连接。

斯特林机利用系统设置在圆柱区域内，并将斯特林机利用系统的太阳能吸收部分与太阳能镜相对，使得太阳光在跟踪的过程中可以射入到斯特林机利用系统的太阳光吸收部位。

通过一个热管传热系统，将热能传递到斯特林机利用系统的吸热部分，热管的蒸发端设置在线聚焦的焦线的部位，热管的外部壳体上设置有太阳能选择涂层，热管的外部设置有真空玻璃管。

斯特林发电机设置在点聚焦太阳能镜的焦点区域，太阳能跟踪系统采用下列方式之一跟踪太阳运动：