[发明专利]一种槽式聚光太阳能二维跟踪装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种槽式聚光太阳能二维跟踪装置，属于新能源技术领域。

背景技术

环境问题日益严重，水污染、空气污染，尤其是近年来PM2.5对环境的污染更为严重。归其因，主要是由于我们大量使用化石能源造成的。

可再生能源是环境友好型的能源，特别是太阳能。太阳能利用技术主要包括光热利用和光伏利用。光热利用主要有塔式、碟式、槽式三种形式，其中，槽式由于其成本低、安装调试方便等优点，目前成为太阳能热利用技术商业化的典范。

槽式聚光太阳能最大的优点是成本低，但其系统一般采用太阳能一维跟踪技术，即太阳能方位角的跟踪，忽略了太阳能高度角的跟踪。有学者提出了进行季节性调节高度角，这样的方案不是很有效，因为槽式聚光太阳能利用技术的特点是一条很长槽式聚光线，一般长达50米，甚至100多米，对这样的系统进行高度角调节是行不通的。目前，国内外大部分槽式聚光线均采用水平布置。也有些采用一固定角安装形式，该固定角一般与当地的纬度相关，对于非常长的聚光线，这种布置方案也是不合理的，因为聚光线很长，本身的重量对聚光支架影响很大，使得聚光支架受力不均匀，导致聚光支架变形，降低跟踪精度。

中国专利CN202630453U公布了一种免跟踪二次聚光太阳能装置，利用透明玻璃柱聚光照射在槽式吸热扁管或光伏电池上，槽式太阳能抛物面反射聚光照射在槽式吸热扁管或光伏电池上，形成对槽式吸热扁管中的水加热或双面光伏电池板二次聚光。该专利跟踪方式也为一维跟踪方式，无法实现槽式聚光二维高精度跟踪。

发明内容

发明目的：针对上述现有槽式聚光太阳能利用技术中，目前实现方式为一维跟踪方式，且聚光利用效率低的问题与不足，本发明的目的是提供一种槽式聚光太阳能二维跟踪装置。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种槽式聚光太阳能二维跟踪装置，包括支架、反光镜、集热器、直线导轨、导轨滑块、导向轮、传动带、传动齿轮、传动电机。

所述反光镜将阳光反射到集热器上，集热器安装在导轨滑块上，导轨滑块安装在直线导轨下方，直线导轨安装在支架上，传动齿轮安装在直线导轨上方，传动带两头分别固定在导轨滑块上，传动带依次经过导向轮、传动齿轮、传动电机、传动齿轮、导向轮与另一端导轨滑块固定连接。

所述传动电机依次经过传动齿轮、导向轮分别与两个导轨滑块连接，传动电机正反转可以在水平方向实现集热器的移动。传动电机可通过程序控制或者光电传感器反馈控制。

所述支架是由刚才焊接而成，用于支撑反光镜和集热器等，与现有槽式聚光太阳能技术类似。

所述反光镜，由高反射率的镀银或者镀铝的抛物面镜，抛物面镜的焦线在集热器上。

所述集热器，由太阳能中温或者高温集热器构成，一般由真空集热管构成，流体可以用水，集热器进口为水，出口就可以得到高温高压的水蒸气。

所述直线导轨，由性能良好的钢材构成，并且导轨接触面光滑，直线导轨的长度要长于集热器的长度。

所述导轨滑块，安装在直线导轨上，可以自由滑动，集热器安装在导轨滑块上，随着导轨滑块一起滑动。

所述导向轮，安装在导轨滑块与传动齿轮之间，用于将传动带的转向，防止传动带与其他物体的摩擦，导致传动误差或者传动失败。

所述传动带，其两端分别与两导轨滑块固定连接，依次经过导向轮、传动齿轮、传动电机、传动齿轮、导向轮。

所述传动齿轮，固定安装在直线导轨上方，位于传动齿轮与导向轮之间，用于完成电机的精确传动任务。

所述传动电机，一般由交流电机或者直流电机构成，必须可实现正反转控制，控制方案可采用天文算法进行程序控制，也可采用高精度的太阳能跟踪传感器进行光电反馈控制，也可以采用天文与反馈复合控制。

本发明与现有技术相比，有益效果：

(1)实现槽式聚光太阳能高精度二维跟踪技术；

(2)利用电机自动控制集热器在水平方向移动，系统稳定、可靠；

(3)系统结构简单、成本低，可大规模推广。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为直线导轨结构示意图；

图3为集热器水平传动结构示意图；

图4为传动结构局部放大示意图；

图5为太阳能高度角为最大时，系统光线反射情况示意图；

图6为太阳能高度角为最小时，系统光线反射情况示意图；

附图标记：支架1、反光镜2、集热器3、直线导轨4、导轨滑块5、导向轮6、传动带7、传动齿轮8、传动电机9。