[发明专利]新型跟踪太阳装置、特种抛物槽形聚光镜、及聚光发电管

说明书

技术领域

本发明属于新能源(太阳能)技术领域。 

技术背景

通过对聚光镜、跟踪装置及其发电系统的检索查新发现(查新资料见阳件)，现有的这种装置存在着以下缺陷：1、成本高；2、结构复杂笨重。其典型的代表是在美国加州的1uz聚光太阳能发电场，以及现有的聚光光伏发电装置。 

发明目的 

为了降低成本，减轻重量，简化结构，把太阳能发电的成本降到比常规能源(如煤炭、石油等)发电还低的水平，也为了使聚光利用太阳能的装置在更大的领域(如：热水、开水、空调、干燥、海水淡化等高、中、低温度)范围内得到普遍利用。需将抛物槽形聚光镜、跟踪装置、及其它配套设施进行更大的实质性改进。 

发明内容

改进后的该装置可分为：特种抛物槽形聚光镜、收集装置、跟踪系统、其它设施。用它可制成单台太阳能利用装置(如热水器、空调、聚光发电)，也可制成串并联排列的大面积太阳能利用系统(如热水、中高温利用、空调、发电)。 

一、特种抛物槽形聚光镜 

所谓特种就是指抛物槽形聚光镜在大小尺寸、结构原理、生产工艺、使用材料上同现有的抛物槽形聚光镜比较具有突出的独特性。首先，在大小尺寸上主要考虑人工操作的使利以及利用现有资源而进行设计和制造，以降低制造、安装及维修保养成本。其主要由骨架和反光板组成。(如图1)

1、骨架 

主要由机架、抛物形杆、连结器件(单台热水器)或跟踪杆(大面积并联系统)等组成。框架由一对横杆和一对侧杆组成，形状为长方形，横杆一般为1米左右，侧杆和集热管(或发电管)长度差不多，约1.8米左右。横杆下连结抛物形杆，构成聚光镜基架。 

连结器件是连接聚光镜横杆和支架的器件，分别安装在一对横杆的中部位置。如果用于单台热水器，集热管直接插入水箱的，连结器件可有两种结构：一个是集热管通过其中心的，叫管套型，另一个是集热管不通过其中心的，叫孔轴型。管套型的结构(如图2)，它由大于集热管直径的内圈套和大于内圈套直径的外圈环及卡在内圈上的卡环组成，一般内圈套安装在靠近水箱的支架上，外圈坏安装在靠近水箱的横杆上，内圈环是静止不动的，外圈环随聚光镜转动。孔轴型的结构(如图3)，该转动轴和聚光镜的横杆连为一体，在支架上打个比转动轴稍大些的孔，转动轴在孔内转动。该孔在远离水箱的支架上，转动轴安装在远离水箱的横杆上并随聚光镜转动。 

管套型连结器是非常关键的器件，也可叫简单独特的联轴器，它要求在一定角度范围内具有万向转动的余地，以便适应跟跟踪盒上的蜗轮转动轴和聚光镜转动中心不在同一直线上的阻力，因为只有这样才能使用很小的跟踪动力带动较大的聚光镜灵活转动，不至于发生故障。一般集热管直接插入水箱的，连结器应该至少有一个用管套型的。 

跟踪杆是聚光镜并联排列系统中，连接横杆和镜间连绳的器件。这时，聚光镜横杆和支架的连接都用孔轴型，无需用管套型。特别强调聚焦线和横杆相互垂直，但要有一定的距离，以便聚光镜转动时其转动角度能接近于180度。跟踪杆只固定在一侧的横杆和抛物形杆上。 

2、反光板：它是在0.3-0.5mm厚的材板(如彩钢板或中空板或泡沫板)上贴一层0.02-0.1mm厚的镀铝反光膜制成。注意镀铝层贴在外表面，而不是贴在和金属材板接触面。胶结剂选用压敏胶等，在镀铝的表面上还涂有纳米材料加以保护，以防灰尘污染，增加反光率，延长使用寿命护。由于板材具有一定的韧性，所以在用其制造反光镜时，只要用螺丝固定在抛物形杆的聚光镜基架上就可以制成抛物槽形反光镜了。 

抛物形杆可冲压制成或铸造而成，以保证其精度和提高生产效率。特别强调，在确定抛物槽形反光镜的大小尺寸时，必须以其转动轴为中心使聚光镜在上下、左右的重量上达到基本平衡，从而有利于以很小的动力带动聚光镜灵活转动。中心位置的确定是符合方程：G上×L上＝G下×L下，其中G上表示当聚 光镜开口垂直朝上时，以转动中心为水平线上方的重量；G下为下方的重量；L下为转动中心为水平线到聚光镜底部的距离；L上为转动中心到聚光镜上方的距离。一般来说，转动中心左右的重量是相等的。这样，使用很小的跟踪动力就可以带动较大的聚光镜灵活转动。(如图4)

此聚光镜和现有的聚光镜相比主要有以下优点：成本低、重量轻、制造工艺简单、运行可靠、寿命长、便于运输和安装、抗风抗冰雹能力强、能和较小动力的跟踪系统相配套，尤其适用于大面积供热跟踪系统。 

二、收集装置，