[发明专利]一种跟踪太阳的机构和其应用

说明书

技术领域

本发明是一种跟踪太阳的机构和其应用，属于太阳能利用技术领域。

背景技术

用低造价，简单的方法对太阳跟踪及聚光对太阳能利用来说至关重要，为此国内外许多人提出了许多种跟踪太阳的方法和机构，这些技术可归结为以下五大类：

一是用一套控制和传动系统控制一个太阳能接收器，这种方法最简单，但造价很贵；

二是用一套控制和传动系统控制多个柱面聚光镜聚光，是一种单轴跟踪聚光，此方法聚光区为一条焦线区，不能产生高温，造价中等；

三是用一套控制和传动系统控制多个聚光镜分散聚光，聚光镜总面积在数十平方米左右，这种多焦点的分散聚光应用成本高，总造价也较高；

四是用多套控制和传动系统控制多个聚光镜将太阳光聚焦到塔上一点，如塔式聚光和盘式聚光。这种方法可得到高聚光度，但造价很高；

五是用一套控制和传动系统控制多个接收器或聚光镜，分散或集中聚光，聚光面积可达数十至数千平方米，甚至更大面积，用这种方法成本最低，有许多人提出了许多方案，如：

中国专利CN1361397提出了一种由柱面聚光镜、导轨框架、传动和控制装置组成的聚光装置，由一套控制和传动系统控制多个聚光镜聚光，但这种聚光方式为单轴聚光，聚光度低，光、热损耗较多，造价中等。

中国专利CN101098113提到一种平面网架二维跟踪太阳的光伏发电装置，其方法是：多个光伏发电器一同装在倾斜面摇动支架的平面网架上，用驱动平面转动支架和垂直面转动支架的方法跟踪太阳，这种方法体积庞大，抗风压能力差，造价很高。

中国专利CN101504199提出了一种用一套控制和驱动系统驱动一个由多个太阳能接收器或反射镜组成的阵列的方案，但说明书中只提出了这种功能设想，实际方案无法实现其功能设想，如其在图1中提出了一个基本的驱动原理图实际上是不可能实现其功能设想的，因为按其图1根本不可能实现有效的转动，连一个方向的有效转动也不可能，在其后提出的方案中没有标明整个阵列如何与地面连结，其如何有效驱动无法看出来，另外在其后的方案中提出用螺杆连杆机构驱动，这样会造成靠近螺杆机构的接收器(或反光板)与远离螺杆机构的接收器或反光板的转动角度不一样，且差距很大，无法有效接收或聚光。

中国专利200810007285.6(申请号)和中国专利200810182738.9(申请号)，两者都提出了一种用一套控制和驱动系统驱动一个由多个太阳能接收器或反射镜组成的阵列的方案，其中提出了多种方案，这些方案中有如下严重问题，无法有效实现其提出的功能：

一是方案中的多套方案都没有标明整个阵列如何与地面连结，以及行列如何互动，不知其如何有效驱动；

二是方案中提出用螺杆连杆机构驱动，这样会造成靠近螺杆机构的接收器或反射镜与远离螺杆机构的接收器或反射镜的转动角度不一样，且差距很大，无法有效接收或聚光；

三是行驱动对列驱动相互间造成影响，其实际聚光效果不仅不是空间中的点聚光，就连线聚光都谈不上，而是一个很大的平面，原因是，行列相互影响，每块反射镜的上、下、左、右、前、后方向均有很大差异，每一行和每一列的连杆实际运行后都不在一个平面上，行、列连杆互相扭曲，既不能跟踪太阳，更不可能将太阳光聚焦到空间某点状区域；

四是专利说明书中没有说明行驱动和列驱动放在什么位置，按说明书的叙述理解应该两者放在一起或相互间很近距离，或至少在同一方向或同一边沿上，这样会造成阵列的驱动不对称，特别在有风压时和大的偏转角时，由于装置的自重等会引起装置的非对称扭转，造成各聚光反射镜的方向混乱；

五是其中之一方案提到用连杆控制行(或列)跟踪，扭动控制列(或行)跟踪，方案中仅用功能性语言描述了要达到的目的，而没有具体的实施方案和结构，即便如此，这一方案的功能实际上跟早已申请的美国专利US6302099几乎一样，其缺点如下述美国专利一样，不再叙述；

六是上述专利中提到用角平分线方法补偿达不到真正跟踪聚焦的目的；

七是没有考虑温度和应力伸缩的影响，实际上对一个大的阵列来说，温度和应力引起的装置的尺寸的伸长和缩短影响非常大，会产生较大的跟踪精度偏差；