[发明专利]一种紧凑型聚光式太阳能收集装置

说明书

本发明涉及一种紧凑型聚光式太阳能收集装置，该装置包括镜元组及其固定框架(2)、镜元组驱动单元(4)，镜元组控制单元和光能接收单元(3)，所述的光能接收单元(3)安装在镜元组及其固定框架(2)上方用于收集镜元组汇聚的光能，所述的镜元组驱动单元(4)连接镜元组，所述的镜元组控制单元连接镜元组驱动单元(4)，所述的镜元组控制单元用于为镜元组驱动单元(4)提供驱动指令调整镜元组的角度使阳光聚集于光能接收单元(3)上。与现有技术相比，本发明具有焦距短、风阻小、可靠性高，易维护等特点，而且容易实现与建筑物的高度融合。

技术领域

本发明涉及一种民用高层建筑的太阳能利用装置，尤其是涉及一种紧凑型聚光式太阳能收集装置。

背景技术

随着我国城市化进程的飞速发展，城市人口高度集中。与此同时，在有限的城市居住面积下，居民住宅的建筑形式也随之发生快速变化，由原先的中低层建筑逐渐变为以高层建筑为主的居住环境。居住环境的快速变化，使得以真空管和平板式热水器为代表的传统太阳能利用技术出现了太阳能收集器安装位置受限、可用安装面积不足、太阳能利用效率低下、设备安全性和可靠性差等多项亟待改进的缺陷，难以适应新的应用环境，技术革新势在必行。

具备主动跟踪阳光功能的聚光式太阳能收集技术不仅能够有效地提高太阳能收集装置的利用率，同时也大幅减少了光热接收单元的数量，降低了系统成本。然而，在高层建筑外墙或楼顶安装的太阳能收集装置首先要解决安全性问题，即在高空安装环境下要具有较小的风阻载荷，不易遭受强风后坠落。这就要求聚光式太阳能收集器要有较为紧凑的结构，并易与建筑物牢固地结合。其次，由于高空环境不利于设备的维护操作，太阳能收集器需要具有较高的可靠性，同时也需要具有便于维护的结构设计。因此，为了能够与高层建筑紧密结合，采用聚光技术的太阳能收集装置需要具备紧凑的结构，且需具备风阻小、重量轻、可靠性好，易维护等特点。

本领域技术人员已逐步进行可与普通建筑相结合的小型聚光太阳能收集器的研究。然而，目前的聚光式太阳能收集器结构复杂、太阳能利用效率低、不易与建筑有效结合等问题仍是目前本领域亟待解决的技术难题。申请号为CN110943693A、CN108981200A、CN108768293A、CN105591607A及CN105227133A等中国发明专利公开了多种太阳能光伏光热一体化联用装置，但其结构多较为庞大或复杂，以致难以与普通建筑有效结合。总体而言，结构紧凑，且易与建筑有效结合的太阳能光伏光热一体化系统仍鲜有报道。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种紧凑型聚光式太阳能收集装置，其具有自动跟踪阳光、焦距短、风阻小、结构紧凑、易于维护、可与建筑物高度融合等优点，适用于建筑一体化的太阳能利用领域。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种紧凑型聚光式太阳能收集装置，该装置包括镜元组及其固定框架、镜元组驱动单元，镜元组控制单元和光能接收单元，所述的光能接收单元安装在镜元组及其固定框架上方用于收集镜元组汇聚的光能，所述的镜元组驱动单元连接镜元组，所述的镜元组控制单元连接镜元组驱动单元，所述的镜元组控制单元用于为镜元组驱动单元提供驱动指令调整镜元组的角度使阳光聚集于光能接收单元上。

优选地，所述的镜元组包括多个长条状高反射镜元，所述的镜元分别设置沿其长度方向的转动轴，每个镜元的转动轴相互平行；

所述的转动轴两端采用双轴承支撑结构固定于镜元组两端的固定框架上，所述的转动轴一端装有可调节镜元倾斜角度的调节轮，所述的转动轴另一端设有与镜元组驱动单元连接的联轴器；

所述的固定框架朝向镜元的内表面贴有反射膜，所述的固定框架外侧设有用于与建筑外墙结合的连接件。

优选地，所述的镜元为横截面为T型的长条状刚性结构。