[发明专利]菲涅尔式太阳能二次反射装置

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能利用设备技术领域，特别涉及太阳能反射装置技术领域，具体是指一种菲涅尔式太阳能二次反射装置，可用于光热发电。

背景技术

二次反射太阳能热发电系统是在传统的塔式太阳能热发电系统的基础上改进的，由于传统的塔式系统将吸热器安装在数十米高的塔顶，对流与辐射损失较大，而且吸热器安装与维护成本较大，因此可以通过在塔顶的位置安放一个双曲面型或者椭圆面型的二次反射装置，从而将吸热器改为地面安装，以降低热能损耗，并简化部分高空吸热器的配套设备，大幅削减系统造价和风险。其中二次反射系统的设计是整个太阳能热发电系统设计中的关键部分。

目前二次反射镜面型主要有双曲面型和椭圆面型，由于二次反射镜尺寸较大，一般工程上很难制造出具有一定曲面的二次反射镜，因此需要用许多小平面镜组合成具有上述面型功能的二次反射系统。现有的技术主要是采用离散化的平面镜拼接成具有上述面型形状的二次反射系统。由于这种离散化的二次反射系统是由整体具有一定弧度的许多平面镜拟合而成，其结构复杂，机械安装精度较难实现。

菲涅尔反射装置，是指由一系列不同倾角的不连续平面镜组合成具有任一面型功能的反射装置。目前在热发电系统中菲涅尔反射装置主要利用在槽式太阳能热发电系统中，相对于槽式太阳能热发电系统，具有结构简单，制作、运行成本低和抗风性能优良，更易于商业化等特点。而菲涅尔反射式装置在二次反射系统中的应用尚无报道过。

本发明将菲涅尔反射式装置应用于二次反射系统中，采用该种结构的菲涅尔式太阳能二次反射装置，结构简单、制造成本低，并且有效改善了风抗问题，同时提高了可靠性，未出现镜片单元间的阴影遮挡问题。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种菲涅尔式太阳能二次反射装置，该菲涅尔式太阳能二次反射装置设计独特，结构简单，制造成本低，并且有效改善了风抗问题，同时提高了可靠性，未出现镜片单元间的阴影遮挡问题，适于大规模推广应用。

为了实现上述的目的，本发明的菲涅尔式太阳能二次反射装置，其特点在于，包括蛛网状刚性结构和二维离散化的鱼鳞状反射镜阵，所述鱼鳞状反射镜阵嵌设在所述蛛网状刚性结构中。

较佳地，所述蛛网状刚性结构由沿圆弧方向的曲线或折线梁架结构和沿径向的直线、曲线或折线梁架结构交错而成，所述鱼鳞状反射镜阵嵌设在所述的沿圆弧方向的曲线或折线梁架结构和所述的沿径向的直线、曲线或折线梁架结构之间，所述的沿径向的直线、曲线或折线梁架结构与水平面的夹角不超过12°。

较佳地，所述二维离散化是指沿圆弧方向离散化和沿直径方向离散化。

较佳地，所述鱼鳞状反射镜阵由一系列共焦点但面型参数不同的不连续旋转曲面组成，各所述不连续旋转曲面由离散的鱼鳞状反射镜阵单元拟合而成，所述鱼鳞状反射镜阵具有普通曲面反射镜成像特性，所述鱼鳞状反射镜阵单元具有参差排列的鱼鳞形状。

更佳地，所述鱼鳞状反射镜阵单元由若干具有不同倾角的反射镜片单元组成，所述反射镜片单元接近其所在的所述不连续旋转曲面的圆心的一边比远离所述圆心的一边短。

更进一步地，所述反射镜片单元为梯形平面镜或矩形平面镜。

更佳地，所述不连续旋转曲面为旋转双曲面或旋转椭球面。

更佳地，所述蛛网状刚性结构由沿圆弧方向的曲线或折线梁架结构和沿径向的直线、曲线或折线梁架结构交错而成，所述鱼鳞状反射镜阵单元分别安装在两根所述的沿径向的直线、曲线或折线梁架结构之间，所述的沿径向的直线、曲线或折线梁架结构与水平面的夹角不超过12°。

更进一步地，所述鱼鳞状反射镜阵单元由若干具有不同倾角的反射镜片单元组成，所述反射镜片单元均位于同一曲面或平面上。

尤其更佳地，通过改变各个所述反射镜片单元的倾角大小来实现所述菲涅尔式太阳能二次反射装置的焦距的变化。

与现有技术相比，本发明的技术效果在于：本发明提供的一种菲涅尔式太阳能二次反射装置，包括蛛网状刚性结构和二维离散化的鱼鳞状反射镜阵，所述鱼鳞状反射镜阵嵌设在所述蛛网状刚性结构中，结构简单、制造成本低，并且有效改善了风抗问题，同时提高了可靠性，未出现镜片单元间的阴影遮挡问题，具有比常规离散化的二次反射镜系统更优异的性能。

附图说明

图1为本发明的菲涅尔式太阳能二次反射装置的一具体实施例的俯视示意图。

图2为图1所示的具体实施例的主视示意图。