[发明专利]一种多平面反射镜太阳能聚光装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能聚光发电装置，特别是一种用于太阳能发电的多平面镜太阳能聚光装置，属于太阳能利用技术， 

背景技术

能源问题是社会经济发展的首要问题。近年来，伴随着经济的快速发展，我国对能源的需求呈现快速增长的趋势。目前，由于我国能源利用效率的低下和煤炭等化石能源使用比重过大导致了我国能源问题更加严峻和环境破坏日趋严重，极大地制约了我国经济的发展。太阳能因为其可再生以及对环境友好的优点，是重要的传统能源替代物。 

众所周知，太阳能光伏发电作为太阳能利用中的最具发展前景的技术已被广泛应用，然而光伏发电成本太高使其在整个能源结构中所占比例较低，如何降低光伏发电成本成为各国竞相研究重要课题。其中，聚光光伏CPV（Concentrator Photovoltaic）发电技术对降低光伏发电的成本具有巨大的潜力而引起世界各国科学家极大关注，近期已成为研究的热点并建立了多处示范。 

太阳能聚光技术是太阳能聚光发电的关键，太阳能聚光根据光线汇集方式可分为反射或折射；根据焦点类型又可分为点、线或非聚集；根据聚光器位置类型又分为固定聚光器和跟踪聚光器。带跟踪的反射式点聚光由于能够提供高倍聚光，大大降低发电所需电池面积，近年来被国内外很多学者所推崇。目前，反射式点聚光技术主要采用抛物型聚光反射面，据申请人检索，公开号为CN101980065A的中国专利提出了一种张力结构的太阳能反射镜，通过将太阳反射膜贴在面形定焦支架上而形成曲面来反射聚光。另外公开号为CN202049282的专利提出一种多平面镜抛物面反射聚焦装置，采用抛物面原理制作出所需要形状与尺寸的抛物面，在抛物面上镶嵌或固定大小尺寸相同的N个平面镜片，形成一个抛物面式反射镜。

对于传统抛物型反射式聚光，焦点区域的光强分布为高斯分布，这种不均匀的光强对光伏电池发电效率会产生极大影响。光伏电池表面由于受光照强度不一样，会因热斑效应而在电池内部消耗大量电能并发热，若此时热量散发不及时将会造成光伏电池永久性的损坏。另外，抛物型聚光反射面制作难度较大，尽管目前采用先进数字技术能够制作出较为理想的抛物面，但是成本较高，且在安装过程中的一系列误差仍是不容忽视的影响因素。除反射镜面 需制作成抛物型外，甚至支撑结构也需做成类似抛物型的复杂结构，制作和安装成本高。目前的聚光器基本都是制作之前就已经设计好固定的聚光比，一旦设备安装完成后，将无法变更聚光倍数，就算发现设计错误也将无法调节，灵活性和适应性较差。整体式的抛物镜面，面积大，灰尘容易堆积，且在工作时风阻影响巨大，抗风能力有限。因此，需要一种新的太阳能聚光装置，以克服上述中的诸多问题。 

发明内容

本发明的技术解决问题之一：克服现有技术的不足，提供一种用于太阳能发电的多平面反射镜太阳能聚光装置，能够获得最均匀的聚焦光斑，根本上解决光伏发电中聚光不均匀导致的效率下降问题，且结构简单，成本低廉。 

本发明技术解决问题之二是：提供一种聚集太阳辐射的方法。 

本发明技术解决问题之三是；提供一种调整多平面镜反射聚光装置聚光倍数的方法。 

本发明技术解决问题之四是：提供一种调整多平面镜反射聚光装置焦斑面积的方法。 

本发明技术解决方案之一，多平面反射镜太阳能聚光装置，包括：固定在地面上的基础部件、安装在该基础部件上能够驱动多平面反射镜阵列跟踪太阳的转动部件、与转动部件相连接的平面镜支撑结构，及连接在平面支撑结构上的多平面反射镜阵列；所述多平面反射镜阵列由多个独立的单块平面反射镜构成；所述平面支撑结构由“H”型主框架和固定在“H”型主框架上的若干平行支撑条构成；所述单块平面反射镜通过万向节支架与所述平行支撑条相连，排列在平行支撑条上；所述转动部件包括电动转盘和电动推杆；电动推杆顶部的伸缩端与平行支撑条相连，通过电动推杆的伸缩推动“H”型主框架的俯仰角度，从而使多平面反射镜阵列跟踪太阳高度角；电动转盘与“H”型主框架固定，通过电动转盘转动带动“H”型主框架在水面方向上作360度转动，从而使多平面反射镜阵列跟踪太阳方位角。 

所述万向节支架由上、中、下三段组成，各段之间靠螺杆连接；上段顶部有个圆台，底部有个‘凹’槽；中段顶部呈‘凸’形，突出部分正好与上段底部的‘凹’槽相啮合，啮合后的两段通过螺杆连接和固定，中段底部也有个‘凹’槽，但此‘凹’槽与顶部‘凸’起部分相垂直；下段顶部同样有‘凸’起，‘凸’起部分与中段底部的‘凹’槽相啮合，啮合后的两段也通过螺杆连接和固定，下段底面则设有一螺孔。