[发明专利]一种基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统以及使用该系统的集热方法。

背景技术

目前太阳能集热系统主要分为槽式、塔式、碟式太阳能，其中塔式太阳能由成千上万面双轴太阳追踪系统的反射镜阵列将太阳光聚焦到中央接收器上，接收器将聚集的太阳辐射能转化为热能。其中定日镜是塔式太阳能系统中的关键设备，定日镜主要由平面反射镜与跟踪机构组成。目前国内外采用的定日镜一般都具有微小的弧度(16′)的平凹面镜，由于平凹面镜不是正对太阳，太阳光在塔上焦聚的光斑在一天之内呈现大幅度变化，导致聚光光强大幅度波动，再加上各个定日镜的不同余弦损失，塔式系统的光热转换效率较低。当定日镜距离接收塔越远时，余弦损失越大，所有不适合大规模使用。为了减少众多定日镜的余弦效应，中心塔必须建的足够高才行，这样大大增加了成本。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统，其定日镜采用多次反光结构，多次反光结构始终正对太阳，避免了传统塔式太阳能的余弦损失，且太阳光经过多次反射结构反射后在塔上焦聚的光斑不会有太大变化，聚光光强稳定，适合大规模使用。太阳光经过多次反射结构反射后，可将太阳光焦聚在较低的位置，降低了塔的高度，大大减少了成本。

本发明的技术方案是：一种基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集系统，包括多个阵列的基于槽形定日镜的多次反射模块、集热装置，其中基于槽形定日镜的多次反射模块包括机械跟踪系统、多次反光结构。其特征在于：所述机械跟踪装置包括一根南北向旋转轴和多根东西向旋转轴，多根东西向旋转轴采用机械装置联动。

作为优选，多次反光结构固定在东西向旋转轴两端。

作为优选，多次反光结构包括第一次槽形反射镜、第二次凸面反射镜、第三次平面反射镜、第四次两轴双面反射镜。

作为优选，第一次槽形反射镜可将太阳光反射到第二次凸面反射镜上。

作为优选，第二次凸面反射镜反射面为凸面，位于第一次槽形反射镜焦点下部，可将第一次槽形反射镜反射的太阳光变成成平行光反射到第三次平面反射镜上。

作为优选，第三次平面反射镜为固定在第一次槽形反射镜上的两组平面镜，其中两组平面镜有不同倾角，同一组平面镜由多个相同倾角的平面镜组成，两组平面镜相互交叉放置。可将第二次凸面反射镜反射的平行光反射成两组太阳光。

作为优选，第四次两轴双面反射镜为两组可任意方向旋转的双面镜，可将第三次平面反射镜反射的两组太阳光反射到集热装置上。

基于槽形定日镜的多次反光太阳能收集方法，具体步骤包括：

步骤A:安装多次反光结构，调整第一次槽形反射镜、第二次凸面反射镜、第三次平面反射镜、第四次两轴双面反射镜，使垂直于第一次槽形反射镜的太阳光经过多次反射后能照射到第四次平面反射镜上，安装机械跟踪系统和集热装置，并将多次反光结构安装在多根东西向旋转轴两端，调整多次反光结构位置，使每一个多次反光结构都能将太阳光反射到集热装置上；

步骤B:机械跟踪系统带动多次反射结构旋转，使第一次槽形反射镜从日出到日落，始终正对太阳，保证太阳光始终垂直照射到第一次槽形反射镜上，照射到第一次槽形反射镜上的太阳光，经槽形面反射、聚焦后，照射到第二次凸面反射镜，再由第二次凸面反射镜、第三次平面反射镜、第四次两轴双面反射镜反射后照射到集热装置上，被集热装置吸收。

本发明的有益效果是：多次反光结构固定在东西向旋转轴上，由机械跟踪系统联动控制，减少电机数量，降低结构成本。每个反光模块结构都相同，便于批量化生产、大规模运用，降低成本。接收塔高度较低，可以安装范围更广，比如房顶。可以将大面积太阳光集中到一点，光压缩比高。旋转点位于多次反光结构焦线处，结构轻，扭矩小，成本低。

本发明的机械跟踪系统带动多次反射结构旋转，使第一次槽形反射镜从日出到日落，始终正对太阳，保证太阳光始终垂直照射到第一次槽形反射镜上，照射到第一次槽形反射镜上的太阳光，经槽形面反射、聚焦后，照射到第二次凸面反射镜，再由第二次凸面反射镜、第三次平面反射镜、第四次两轴双面反射镜反射后照射到集热装置上，被集热装置吸收。槽形反光面始终正对太阳，避免了传统技术的余弦损失，提高了光线的利用率，可以大规模使用；光线经过多次反射后可以将光线反射到相对较低了位置，可以降低塔的高度，降低了塔的修建成本；光通过多次反射后集中到一点，光压缩比高，可以得到更高的温度。

附图说明

图1是本发明北半球整体结构示意图。