[发明专利]一种新型塔式太阳能定日镜及其聚光方法

说明书

本发明涉及一种新型塔式太阳能定日镜，属于太阳能光热发电应用技术领域；本发明提供的新型定日镜包括反射镜、正面金属层、侧面支撑架、背面支撑盘、塑形柱、支撑结构、驱动装置、控制系统、小型真空泵、控制阀、连接管道等设备；通过对反射面后的腔体抽真空的方法调节定日镜反射光斑的尺寸，在接收器遇到过热情况的时候，可通过打开控制阀，使得空气进入腔室，在极短时间内将反射面由抛物面变成平面，迅速降低接收器上的辐射能流密度，从而保护接收器不发生过热烧毁，避免了电站因接收器损坏而瘫痪，大大提高了系统运行的经济性，进而推动塔式太阳能发电的商业化进程。

技术领域

本发明涉及一种塔式太阳能定日镜及其聚光方法，属于太阳能光热发电应用技术领域，具体用于塔式太阳能系统中汇聚太阳光。

背景技术

目前，塔式太阳能发电是重要的光热发电模式，也是最有大规模商业化应用前景的模式之一。塔式太阳能电站的接收器位于接收塔顶部，通过泵将低温介质输送至接收器，加热后流下来。在系统运行过程中，泵有可能会发生意外故障，加上传输路程较远，也可能发生爆管，介质外泄的情况，只要这两种情况之一出现，都有可能使得低温介质供不到接收器上，造成接收器无法带走热量而发生过热烧毁。由于定日镜驱动系统启动和运行需要一定时间，才能将反射光斑移走，由于接收器承受的瞬时辐射能量巨大，没有低温介质通过的这段时间里，即便很短的时间也可能使得接收器因过热而发生爆裂或扭曲，使得整个电站瘫痪，因此这段反应时间显得格外重要。针对定日镜转向速度慢的缺点，需要寻找一种可以迅速减小接收器上辐射能流密度的方法。

综上所述，目前还没有一种工艺简单，便捷迅速的可靠方法可以使得接收器发生过热时候能迅速降低接收器上能流密度的方法。

发明内容

本发明提供了一种新型塔式太阳能定日镜，属于太阳能光热发电应用技术领域。是一种工艺简单，便捷迅速的可靠方法可以使得塔式太阳能接收器在发生过热时候能迅速降低接收器上能流密度的方法；本发明提供的新型定日镜通过对反射面后的腔体抽真空的方法调节定日镜反射光斑的尺寸，在接收器遇到过热情况的时候，可通过打开控制阀，使得空气进入腔室，在极短时间内将反射面由抛物面变成平面，迅速降低接收器上的辐射能流密度，从而保护接收器不发生过热烧毁，避免了电站因接收器损坏而瘫痪，挽回了巨大的经济损失，大大提高了系统运行的经济性，进而推动塔式太阳能发电的商业化进程。

本发明原理简单，制作方便，成本经济的定日镜，并通过改变真空度使得散焦的方法，极短时间内将反射面由抛物面变成平面，迅速地降低接收器上辐射密度。此外，本发明提供的定日镜还容易获得较大弧度的曲面，使得每个定日镜的光斑比较小，且方便实现不同距离定日镜不同的焦距。

本发明所述系统中的新型塔式太阳能定日镜结构包括反射镜、正面金属层、侧面支撑架、背面支撑盘、塑形柱、支撑结构、驱动装置、控制系统、小型真空泵、控制阀、连接管道等设备。本发明所述塔式太阳能定日镜，其特征在于：背面支撑盘、侧面支撑架与正面金属层之间形成一个密闭空间，背面支撑盘预留有抽真空口，通过连接管道连接到小型真空泵，并通过控制阀调节控制。真空泵对密闭空间抽真空，由于压差，正面金属层小幅内凹，形成一个接近于抛物面的微凹的曲面，待达到预期状况时候，关闭控制阀，并关上真空泵。反射镜是贴合在金属层上的，反射镜面也形成一个微凹的曲面，使得反射光得以汇聚到数百米之外塔式接收器上。背面支撑盘上固定有若干根塑形柱。塑形柱一端固定在背面支撑盘，另一端粘贴小垫片，尽量使得若干块小垫片在预设的抛物面上。塑性柱尽量均匀地分散排布，使得正面金属层在贴合时候受力均匀。抽到一定真空度，正面金属层贴合塑形柱的时候，塑形柱起着支撑作用，防止正面金属层形变过大而损坏。根据实际需求，决定抽的真空度，既可贴合塑形柱，也可不贴合，调节到最佳弧度即可。在月光较好的夜晚，令某一定日镜将月光反射到塔顶接收器或者接收器附近某制定区域上，逐渐提高真空度，达到预期的光斑尺寸时候，关闭控制阀，并关上真空泵。随后将这个定日镜的光斑移开，逐个调节每个定日镜的真空度。因为较低的真空度即可使得正面金属层内凹塑性，抽一次真空即可维持较长时间。隔段时间在夜间通过月光校核一下，不合预期的调节一下真空度。