[发明专利]基于可折叠采光镜面的立体太阳能跟踪收集系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能跟踪收集系统，特别涉及一种基于可折叠采光镜面的，通过多次反射实现太阳能收集的立体太阳能跟踪收集系统。

背景技术

随着社会经济的持续发展，各国对能源的需求越来越大，而以石油、煤炭为代表的传统能源却面临着资源枯竭、污染环境等诸多问题。大力发展洁净、高效的新能源已成为世界各国的共识。太阳能的研究和利用已经持续了一段时间，但是都或多或少的存在一定问题。

传统的对太阳能的收集系统分为塔式、碟式及槽式三大类。其中，传统的塔式太阳能收集系统主要存在对太阳能的利用效率较低、太阳能收集塔的高度较高、成本较高等问题。传统的塔式太阳能收集系统的采光镜面多为平面镜，聚光比较低、对太阳能的利用效率较低。传统的塔式太阳能收集系统仅通过平面镜的一次反射完成对太阳光线的收集，需要用到的太阳能收集塔的高度较高。会大大提高整体的制造成本。

传统的碟式太阳能收集系统虽然可以时刻对准太阳，但是每个镜面之间各自独立，自成体系，不利于同一控制和管理。另外其往往需要建设大量管道用以传输收集太阳光线，会极大提高系统建设成本。

传统的槽式太阳能收集系统则不具备对余弦损失的控制能力，而且其较长的反射镜面需要较高的加工精度以保证焦线的直线性。由于其结构特性使然，其焦线处还需要较长的集热管来收集太阳能。此外，较长的镜面及集热管还会对系统的抗风能力带来不良影响。

如上所述，在能源问题、环境问题日益突出的今天，对太阳能的开发利用愈发重要，但目前的传统的太阳能收集系统都有其不完善的一面，亟需改善。

发明内容

为了解决上述传统太阳能收集系统存在的各种问题，本发明尝试提供了一种可以高效收集太阳能的、管理方便、成本低廉的解决方案。系统呈独立的树形个体，主体结构均位于主立柱上。主立柱承载了整个系统的大部分重量，为了提高其结构强度及可靠性，特别设有防震结构。采光镜面通过支撑俯仰梁及旋转横梁安置于主立柱上。

本发明的技术方案是：一种基于可折叠采光镜面的立体太阳能跟踪收集系统，主要包括可折叠采光镜面以及以主立柱、旋转横梁、支撑俯仰梁为主体的旋转结构。

具体的，上述可折叠采光镜面分为上下两层、上下两层具有共同焦点。旋转横梁可通过水平旋转云台围绕主立柱做水平转动，俯仰梁可通过云台绕旋转横梁做竖直向旋转。通过两根梁的转动可实现采光镜面的对日跟踪对准，再通过各级反光镜面的反射完成对太阳光线的收集。太阳收集窗口位于主立柱上。主立柱下方设有防震滑台，四周及旋转横梁两端均设有拉线，保证系统结构的稳定。

作为优选，上述可折叠采光镜面分为上下两层，两层均由许多结构相似的可折叠镜面单元构成。上下两层的可折叠采光镜面单元均分别于各自中部的弯梁通过电动伸缩杆相连接，每层均呈羽状分布。通过上下两层镜面的构造，各可折叠采光镜面单元间均留出了空隙，提高了整体的抗风性能和抗升力能力。

作为优选，上述可折叠采光镜面由两个共焦点的方形碟式镜面切割制作而成。每个采光镜面模块均为原方形碟式镜面的一部分，他们共同构成了可折叠采光镜面的上下两层。该种形制的镜面具有聚光比高、相邻镜面间隙小等优点。

作为优选，上述可折叠采光镜面的所有镜面单元均以中部的弯梁作为支撑。整个镜面结构可通过支撑俯仰梁上的云台实现镜面角度的微调。

作为优选，在主立柱顶部及两根支撑俯仰梁的两端均设有避雷设施。主立柱顶部安装有固定的避雷针，支撑俯仰梁各端点的避雷针采用浮球结构以保证避雷针时刻竖直向上。

作为优选，在旋转横梁的两端设有拉线与主立柱上部相连。通过该拉线可以提高系统的整体结构强度，保证旋转横梁的平直。

作为优选，该太阳能收集系统设计有抗震结构。主立柱下方设有滑台、主立柱不直接与地面接触。地震来袭时，滑台下层固定于地面、随地面左右移动，滑台上层连接主立柱、不随下层进行移动，可以抵御地震纵波的侵袭。此外，主立柱四周设有拉线装置，拉线一端连接主立柱中部、一端连接收放线机构。地震来袭时，电路控制拉线定位装置取消对拉线的定位锁死。随着主立柱的上下移动棘轮式送线器可以随之调整拉线长度并保证拉线有一定的紧度。当地震结束后控制电路驱动电机，收线轮随之转动并带动上方的棘轮送线器进行转动收线。收线完成后拉线定位装置锁死拉线位置完成整个收放线工作。该抗震拉线装置可以一定程度的抵御地震横波的影响。

一种基于可折叠采光镜面的太阳能收集方法，具体步骤包括：