[发明专利]一种镜面聚焦自动随转式太阳能热机发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能发电系统，特别涉及一种镜面聚焦自动随转式太阳能热机发电系统。 

背景技术

目前大多数的太阳能发电是以单晶硅和多晶硅作为载体，来进行光伏发电。但是，在单晶硅和多晶硅的提炼过程中会消耗大量的电能，并且排放大量污染物。而在光伏板的生产过程中消耗的电力和其使用的生命周期中发出的电力不相上下。这样，实际上并没有达到合理利用太阳能的目的。 

而近年来产生的镜面聚焦式太阳能装置，大部分只是简单的利用光热来加热物体，这样并没有达到真正发电的效果，也不能实现对能源的异地传输，无法解决野外或其他不方便进行远距离输电的地方的用电问题。 

为了有效利用镜面聚焦反射的太阳光热，理论上可以通过在镜面的聚焦点上加热设置的斯特林热机来实现能量的转换。斯特林热机是闭循环活塞式的外燃机，一般将其封闭气缸的一端设为热端，其中设置有连接连杆的热端活塞；另一端设为冷端，设置有连接连杆的冷端活塞，气体能在冷端与热端间流动，作为工作介质间接参与能量转换。斯特林热机中的封闭气体在冷端与热端不同的温度环境下转换，通过气体热胀冷缩的体积变化推动活塞做功，使两个活塞的往复运动分别带动与连杆连接的曲轴做循环旋转的运动，将太阳光热转化成机械旋转的运动。 

发明内容

本发明的目的是提供一种镜面聚焦自动随转式太阳能热机发电系统，通过应用该清洁能源技术，降低光电转换装置的生产过程中气体液体污染物的排放；同时能够充分利用太阳能发电，提高光电转换的效率，并适用于电力的远距离传输。 

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种镜面聚焦自动随转式太阳能热机发电系统，其包含反光聚焦单元、驱动单元及能量转换单元，由所述驱动单元控制所述反光聚焦单元随太阳转动并收集太阳能，并通过所述 能量转换单元转换成为电能； 

所述反光聚焦单元是由多个大小不同的镜面形成的一个大型旋转抛物面反光镜，所述多个镜面背面设置有镜面支架，用于固定所述多个镜面的相对位置使其具有统一的聚焦点； 

所述驱动单元包含两个伺服电机，分别驱动所述反光聚焦单元在方位角和方向角的自由度上旋转； 

所述能量转换单元包含依次设置的发动机和发电机，所述发动机是斯特林热机，所述能量转换单元启动和发电中采用同一电机，在斯特林热机启动时，所述电机通过电路和芯片的控制在启动斯特林热机时用作启动电机，斯特林热机启动后，所述电机作为发电机工作； 

所述斯特林热机的气缸热端设置在所述反光聚焦单元多个镜面的统一聚焦点上，通过所述反光聚焦单元反射的太阳光热使气缸热端的封闭气体受热膨胀，而在气缸冷端直接使用风冷方式冷却。 

所述的镜面聚焦自动随转式太阳能热机发电系统，还包含支撑单元，具体设有基座、镜面支架、支持桁架；所述反光聚焦单元上面设置有一缺口；所述支撑单元的基座一端穿过所述反光聚焦单元上的缺口固定设置在地面上，另一端与所述支持桁架的中部连接。 

所述支撑单元的支持桁架一端与所述反光聚焦单元连接，另一端与所述能量转换单元连接。 

所述驱动单元设置在所述支持桁架和基座的连接位置，通过驱动所述支持桁架运动，带动与所述支持桁架连接的反光聚焦单元在方位角和方向角的自由度上旋转。 

所述发动机的输出端与所述发电机通过同轴输出方式或是齿轮驱动输出方式连接。 

所述斯特林热机通过封闭气体热胀冷缩的体积变化推动活塞做功，将太阳光热转化成机械能，再通过所述发电机将机械能转换成电能。 

本发明提供的镜面聚焦自动随转式太阳能热机发电系统，与现有技术相比，其优点在于：本发明通过两个伺服电机的联动，分别驱动反光聚焦单元的方位角和方向角，保证了反光聚焦单元的多个镜面能在全年对阳光的自动随转追踪，以实现最大效率地收集和反射太阳光热。 

本发明由于在能量转换单元设置了启动发电一体的斯特林发电系统，减小了支持桁架上布置能量转换单元所需的空间。通过在反光聚焦单元的多个 镜面的统一聚焦点上设置斯特林热机的热端及在冷端使用风冷冷却，有效地将镜面反射的太阳光热转换成机械能；再由连接的发电机将机械能转换成电能，并在变压整流后异地输送作为工厂或居民的直接用电。 

由于本发明涉及的发电系统的所有零部件在生产过程中均为机械加工，耗电量小，因而能做到在生产过程中碳气体和液体污染物的低排放，是能适合于大规模应用的清洁能源系统。 

附图说明