[发明专利]一种太阳能线性多镜变焦单向跟踪系统及应用

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能利用，特别是太阳能聚焦跟踪焦点为直线的线性跟踪以及组成阵列跟踪及其利用。

背景技术

太阳能跟踪主要由槽式、塔式和蝶式三种，由于槽式系统为单向跟踪相对技术难度比较低，同时由于太阳能选择涂层以及真空管技术在100-400度的温度区间具备产业化生产能力，因而可以迅速的被批量生产，在国际上被最早的商业化应用的就是槽式系统。

国际上的槽式系统的主要的跟踪方式采用将一个换热管设置在槽式系统的焦线位置，在换热管内充入导热油，由电机驱动导热油流动从而实现热能的采集。在跟踪太阳能的过程中导热油在管道内一起运动，在导热油管道与流出端采用波纹管的方式实现运动的管道与不运动的管之间的连接；由于波纹管需要耐高温、可靠性高等要求，因而成为关键器件，同时该种连接无法保证保温性要求，因而系统的热损非常高。

中国专利200710176966提供了一种组合的跟踪系统，可以用于槽式、塔式结合的跟踪系统，其跟踪的方式采用将焦点不动而太阳能镜系统进行运动的方式，主要是采用在地面上设置两个轨道进行跟踪，而槽式系统线聚焦系统，利用其线性轴与地球自传轴平行放置，因而可以采用一个方向的转动实现跟踪，但是该方案采用在地面上的转动来实现槽式跟踪，显然不能实现跟踪，因而发明者在方案中进一步设置了俯仰跟踪，这样槽式系统就不是单向跟踪，而成为双向的跟踪，因而发明者没有解决槽式单向跟踪时焦线不运动的跟踪问题。

本发明人在200610020352发明中公布了变焦跟踪的太阳能利用系统，主要采用盘式或十字型双向跟踪方式实现变焦跟踪，但是该系统不是采用单向跟踪。

发明内容

本发明的目的就是提供一种太阳能线性多镜变焦单向跟踪及利用系统及其多种的太阳能利用，采用多个反射镜、菲涅尔镜、平面镜组成的一组太阳能光学镜，将每一个镜的转轴设置在一个抛物线或弧形的器件上，每一个太阳能光学镜可以绕轴进行转动，由于太阳能利用设备被设置在一个圆柱体区间内并且在地面或建筑物上，在太阳能镜运动时保持不动，因而其焦距是变化的变焦跟跟踪，太阳能利用设备设置在圆柱体内就实现了聚焦跟踪的太阳能的多种利用。

本发明采用焦线不运动的结构设计，使得热管可以被应用于系统传热，同时由于焦线不动，可以在焦线上设置其他太阳能利用设备，如太阳能光伏发电设备、斯特林发电机、太阳能干燥设备等重量比较大的设备，可以采用小的驱动力就可以实现对太阳能跟踪和驱动。

本发明提供了其阵列结构，适合于不同规模的系统，同时也适合于大规模的利用太阳能，特别是太阳能的光伏发电、热发电、高温蒸汽、供暖、烹饪、制冷等。

具体发明内容如下：

太阳能线性多镜变焦单向跟踪及利用系统，包括至少一个太阳能利用设备、至少一组光学镜其中每组光学镜由多个太阳能线性聚焦光学镜组成、使太阳能线性聚焦光学镜能跟踪太阳运动的太阳能跟踪装置(4)、动力驱动装置、以及电子控制系统，每组光学镜共同聚焦于一个圆柱区域内，至少有一个太阳能利用设备设置在该圆柱区域内并保持不动，所述的跟踪装置包括由非直线型器件组成的太阳能镜支架、用于支撑整个系统的跟踪支架、以及动力传输机构，所述太阳能镜支架设置在跟踪支架上，每个太阳能线性聚焦光学镜上设置有至少一个转轴，每组的太阳能镜的转轴设置在一个太阳能镜支架上，通过动力驱动装置(6)驱动动力传输机构，使线性聚焦光学镜运动，从而实现使每组光学镜的焦线始终保持在太阳能利用设备所在的圆柱区域内。

由于采用非直线的太阳能镜支架可以为每组光学镜的运动提供更灵活和方便的支撑与运动轨迹，同时可以降低成本、提高跟踪效率，根据需要可以选择不同类型的支架系统，但是非直线型太阳能镜支架通常可以选择下列至少一种形状的器件：

A、抛物线型；

B、弧形；

C、或圆形器件；

D、多边形支架；

E、复合抛物线型。

为了实现动力驱动装置(6)驱动动力传输机构，实现光学镜对太阳能的跟踪，动力传输装置(10)的一端与驱动装置进行连接，至少另一端设置在转轴上、太阳能镜支架上或者太阳能镜的边框上。

任何通过动力驱动系统(6)驱动动力传输机构，都可以用于本发明的太阳能跟踪，所述的动力传输机构选择下列之一：齿轮机构(10)、链条机构、涡轮蜗杆机构、铰链机构。