[发明专利]一种太阳能集热聚焦跟踪驱动机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能集热聚焦跟踪驱动机械机构，尤其涉及的是一种槽式抛物面太阳能热发电聚焦跟踪控制的液压双直线驱动机构。

背景技术

太阳能是一种容易获取、取之不尽、洁净无污染的可再生能源，开发和利用太阳能等可再生能源，缓解能源供应与环境压力，促进经济可持续发展，具有重要的战略意义。太阳能光热利用方式主要有平板集热器、抛物面(线)聚焦集热器、塔式中央集热器、碟式聚焦器等。

槽式太阳能热发电技术是一项具有规模化能力、近期内可实现商业化应用的技术。抛物面聚光器将太阳光聚焦反射到线型中高温集热管上，通过管内热载体将水加热成蒸汽，推动汽轮机发电。为了提高槽式太阳能热发电系统的效率，涉及到抛物面聚光器的机械驱动机构以及太阳自动跟踪控制，通过该驱动机构控制抛物面聚光器时刻对准太阳，保证从源头上最大限度地吸收太阳能，据统计跟踪比非跟踪获得的能量要高出37.7％。机械驱动机构控制抛物面聚光器在一天之内自东向西旋转对太阳位置进行跟踪，并能够在第二天早上回到起点位置。驱动机构在满足抛物面聚光器机械负荷的要求下，还要有一定的抗风性能，在额定风载下系统正常工作，并且不影响跟踪精度，在极大风的情况下，能够自锁在保持位置，停机运行，避免聚光器受到损坏。

中国实用新型专利“槽式抛物面太阳能集热装置”，申请号：200920032819.0，提出了一种采用驱动电机以及齿轮传动的传动机构，电机作为动力装置，从动小齿轮分别与传动轴上的从动大齿轮和电机输出轴上的齿轮相啮合，电机通过传动部分带动聚光部分旋转进行太阳跟踪。这种结构的缺点是扭矩较小，不适合大规模抛物面聚焦装置应用，而且精度不高。

中国发明专利“可跟踪太阳光线的多光反射抛物面、同焦区的太阳能聚光装置”，申请号：200910301657.0，提出了一种采用步进电机与涡轮蜗杆相结合的驱动机构，同样的这种传动机构只适合于小型太阳能集热聚焦设备应用。

因此，提供一种结构简单、设计合理、安全可靠、适合大规模应用的槽式太阳能热发电驱动机构，成为该领域技术人员急待解决问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、设计合理、安全可靠、实用效果显著的槽式太阳能热发电驱动机构。

为实现上述目的本发明所采取的技术方案是：一种太阳能集热聚焦跟踪驱动机构，包括有驱动机构支撑架、抛物面聚光器、抛物面聚光器主轴支撑架，在抛物面聚光器主轴支撑架上连接有主轴，抛物面聚光器设在主轴上，其特征在于：主轴同心连接有法兰轴，在法兰轴的外围分别套有第一连杆、第二连杆；驱动机构支撑架上分别转动连接有第一液压缸、第二液压缸，第一液压缸、第二液压缸的上端分别与第一连杆、第二连杆轴连接；还包括有控制系统，其用于根据日地相对运动位置算法计算太阳所处的位置，得到抛物面聚光器需要旋转的角度θ，并分别对第一液压缸、第二液压缸发送指令，通过第一液压缸、第二液压缸的双直线运动转化为抛物面聚光器的旋转运动，使抛物面聚光器转动到预定角度。

所述第一连杆、第二连杆分别与法兰轴相焊接，其形成的中心线夹角为60度。

所述第一连杆、第二连杆分别与第一液压缸、第二液压缸通过销轴连接。

所述第一液压缸、第二液压缸为单活塞式液压缸，包括缸筒以及同轴设在缸筒内的单活塞杆，两个单活塞杆上端分别与第一连杆、第二连杆轴连接，下端分别与驱动机构支撑架轴连接。通过油泵压油或回油，缓缓地推动活塞杆从缸筒中伸长或回缩，推动连杆摆动，最后使法兰轴转动，从而驱动抛物面聚光器进行旋转。

上述第一液压缸和第二液压缸形成的液压驱动、以及由第一连杆、第二连杆形成的双摆动导杆的紧密结合构成运动转换装置。

抛物面聚光器的东西方向旋转角度至少为180度，最大旋转角度为220度。其中，抛物面聚光器在水平位置朝东/西方向旋转的最大角度为110度。

所述的驱动机构控制系统采用可编程控制器PLC作为控制单元，控制系统的运行具有手动控制和自动跟踪控制两种工作模式。自动跟踪控制模式下进行太阳跟踪，在手动模式下进行系统安装调试、维护等。

还包括一个用于转动角度位置测量的旋转编码器，其一端与抛物面聚光器转动轴同心刚性连接，信号输出端与控制系统测量板连接。