[发明专利]定日镜、定日镜跟踪驱动装置及塔式光热发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及定日镜、定日镜跟踪驱动装置及塔式光热发电系统。

背景技术

太阳能发电装置目前深受关注，常见的太阳能发电装置包括利用光伏板的光伏发电装置、利用碟式反射板的碟式太阳能热发电装置和利用定日镜的塔式光热发电系统。

其中利用定日镜的塔式光热发电系统的基本原理如图1所示，是利用定日镜群中的各定日镜101将太阳102发出的光反射集中到集热塔103顶部的聚热机构104上，由于太阳102在天空中的位置是不断移动的，阳光的照射角度也时刻都在变化，因此定日镜101需要通过反射镜的旋转对太阳进行跟踪，使阳光经过反射后能以一定的方向出射，这样就能实现太阳能的大量聚集，改变太阳辐射能流密度低的缺点。由于定日镜群是远距离的反射跟踪，因此，定日镜的任何微小偏移晃动都会影响定日镜效率，轻者造成聚集光斑边沿模糊而引起聚集损失增大，重者将使光斑晃动脱离把目标，最终导致聚集温度大幅度下降，严重时会造成太阳能采集工作无法进行，同时聚热机构的局部的温度会导致热膨胀差进而导致聚热机构老化，因此定日镜的跟踪传动必须达到高精密传动的精度要求。也正是由于上述原因，定日镜的成本往往占据整套塔式光热发电系统的50%以上，而定日镜的成本往往会成为投资方考虑的首要因素。

一般的定日镜是由反射镜、用于安装反射镜的镜架、用于安装镜架的基座、用于驱动镜架动作的跟踪驱动系统和用于控制跟踪驱动系统的定日镜控制单元等组成。例如申请公布号为CN 102575875 A的中国专利申请中公开的定日镜，包括柱体、设置在柱体上的支撑框架和设置在支撑框架上设有反射镜，其中支撑框架构成镜架。跟踪驱动系统包括用于使镜架绕竖直轴线转动的方位角调节装置和用于使镜架绕水平轴线翻转的高度角调节装置（即俯仰角调节装置）。柱体包括上部柱体和下部柱体，方位角调节装置包括与上部柱体的下端连接的蜗杆、设置在下部柱体上的马达和与马达的输出轴连接的蜗杆，工作时马达驱动蜗杆旋转，蜗杆通过蜗杆带动上部柱体和镜架绕竖直轴线旋转，上部柱体构成转台，下部柱体构成基座。俯仰角调节装置包括铰接在镜架与上部柱体之间的伸缩缸，伸缩缸伸缩时能够带动铰接在上部柱体上的镜架绕水平轴线翻转。

使用时，方位角调节装置和俯仰角调节装置在控制系统的控制下驱动镜架和反射镜转动。但是，为了保证镜架的俯仰范围，上述专利中的伸缩缸的尺寸需要设置得较长，伸缩缸的输出端铰接在镜架上，而伸缩缸的缸体前端铰接在上部柱体上；同时，上述专利中的马达设置在凸出柱体外部的动力盒上，为了避免方位角调节过程中伸缩缸的缸体与下部柱体上的动力盒干涉，上部柱体上还设有悬伸形式的伸缩缸底座，这样会导致定日镜的重心偏移，并且为了保证系统稳定性，上述结构对伸缩缸底座的刚度要求很高，增加了制造成本。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种定日镜跟踪驱动装置，以解决现有的跟踪驱动装置为了避免俯仰角调节装置与方位角调节装置的干涉导致的重心偏移、成本高的问题。本发明的另外目的是提供一种使用上述跟踪驱动装置的定日镜及使用上述跟踪驱动装置的塔式光热发电系统。

为实现上述目的，本发明中定日镜跟踪驱动装置采用的技术方案是：

方案1. 定日镜跟踪驱动装置，包括供镜架绕水平轴线转动装配的转台、用于驱动镜架绕竖直轴线转动的方位角调节装置，转台上设有供伸缩缸的缸体前端铰接的伸缩缸铰接座，所述方位角调节装置包括转动设置在转台上的齿圈或蜗轮，齿圈或蜗轮上设有用于与定日镜的基座固定连接的连接部，转台上还设有用于与所述齿圈啮合的驱动齿轮或与所述蜗轮啮合的蜗杆。

有益效果：本发明采用上述技术方案，齿圈或蜗轮使用时与定日镜的基座连接，而驱动齿轮或蜗杆设置在转台上能够与转台同步动作，因此方位角调节装置与伸缩缸在运动时不会出现干涉的情况，与现有技术相比，不需要为伸缩缸另外设置伸缩缸底座，能够避免定日镜的重心偏移，容易满足结构刚度的要求，结构紧凑，成本低，并且能够实现模块化。

方案2. 根据方案1所述的定日镜跟踪驱动装置，所述方位角调节装置还包括液压马达，所述驱动齿轮或蜗杆由液压马达驱动。

有益效果：采用液压形式驱动结构紧凑，便于灵活布置，并且容易实现过载保护和减缓磨损。

方案3. 根据方案2所述的定日镜跟踪驱动装置，所述转台上设有用于驱动液压马达动作的液压站。

有益效果：将液压系统的液压站直接设置在转台上能够避免液压管路跨过相对转动的部件，能够便于管路布设，同时也便于实现模块化装配。