[实用新型]基于双抛物面的太阳光自动跟踪聚光装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能利用、传感采集和太阳跟踪技术等领域，具体是涉及发电和热利用的一种太阳能发电供热系统。

背景技术

新能源是二十一世纪世界经济发展最具决定力的技术领域之一，太阳能发电不产生任何废弃物，无污染，无噪声，对环境无不良影响，是理想的清洁能源，2007年11月厦门大学的许志龙硕士在硕士论文《蝶式光伏发电聚光器研制》中提到安装1kW太阳能光伏发电系统，与化石燃料发电相比，每年可以减少CO₂排放量6002300kg，NO₂排放量16kg，SO₂排放量9kg和微粒0.6kg，聚光发电的推广，大大减轻了环境的污染。

各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容，光伏发电具有广阔的应用前景。但太阳辐射密度低、光伏电池昂贵等导致光伏发电系统的成本居高不下，聚光光伏发电以廉价的聚光材料替代昂贵的光伏电板，是解决该问题的一种有效方法。

现有的聚光太阳能光伏发电大多直接通过凸透镜或菲涅耳透镜以及反折射镜来聚光，会聚的太阳光不均匀地投射到光伏电板上，很容易使光伏电板局部受热损坏，当聚光比较高时，光伏电板产热非常严重，很大程度上制约着聚光光伏发电产业的发展，目前也有一些新型的聚光技术，但也有一些不足，如专利申请号为200620070287.6的“蝶形反射聚光光伏发电系统”采用碟式聚光可以让会聚的太阳光均匀的射到光伏电板上，但此种方法聚光比受到很大限制，其聚光比为2-18倍。

可产生光伏效应的太阳辐射波长范围在0.4-1.1 um，其它波长的太阳辐射照射在太阳能电池板上只转化为热能，使光伏电板的温度升高，降低光电转换效率，缩短了光伏电板的寿命。专利申请号为200610088176.2的“可自散热的太阳能聚集型光伏发电装置”虽然滤去了红外线，但滤光片的形状为抛物面形，加工比较困难，用量大，经济成本较高。

大部分聚光发电装置需要跟踪太阳，而太阳跟踪技术始终是一大难题，现有的光检测跟踪技术主要有位置传感检测器PSD技术、CCD技术，普遍较复杂，易受阴云、灰尘等外界环境的影响，而且成本较高，《2008年中国太阳能光伏发电产业分析及投资咨询报告》指出每个千瓦的聚光发电系统的跟踪成本约为1.6万元。

  发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构合理，工作性能好，光电板使用寿命长的基于双抛物面的太阳光自动跟踪聚光装置。

本实用新型的技术解决方案是：

一种基于双抛物面的太阳光自动跟踪聚光装置，其特征是：包括大抛物反射面和小抛物反射面，上述两个抛物面凹面相对且法向轴线在同一直线上，焦点或焦线重合；在大抛物反射面和小抛物反射面的凹面侧均安装除尘刷；红外滤光片放置在两抛物面的焦点上或焦点附近；光伏电板固定在大抛物反射面的凹面底部；光伏电板和金属导热片相连，冷却金属细管紧贴在金属导热片上；光伏电板通过机械支承机构与东西向转轴及南北向转轴连接；在小抛物反射面前设置一个迎光探测器，其球心轴线与抛物面法向轴线平行，迎光探测器与控制器连接，控制器与控制东西向转轴和南北向转轴转动的执行电机连接。

大抛物反射面和小抛物反射面为金属抛光面或涂反射层的面。

除尘刷采用伺服电动机驱动，伺服电动机与控制器连接。

冷却金属细管的进水端与冷却水进水管连接，冷却水进水管与浮子水箱连接；冷却金属细管的出水端与热水出管连接，热水出管与储热水箱连接，在冷却金属细管的出水端设置温控阀门。

迎光探测器为不透明球体或半球体，其球心轴线与所述两抛物面的法向轴线平行，在其球心轴线与球面相交点上开一个小孔，为光线入口，在小孔对侧的内部表面均匀地放置光照度传感器阵列；迎光探测器光线入口用硬质不亲水的透明材料覆盖，光线入口旁侧设有电动刮雨刷；所述光照度传感器阵列包括位于迎光探测器球心轴线上的迎光对准检测光照度传感器阵列和位于偏离迎光探测器轴线的位置上的光偏差检测光照度传感器阵列。

红外滤光片为反射型滤光片，其形状为矩形，面积大于焦点、小于小抛物面，保证经大抛物面反射的光都能通过滤光片。

大、小抛物面为槽式抛物面或盘式抛物面。