本發(fā)明涉及太陽能光熱系統(tǒng)工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種新型碟式太陽能光熱系統(tǒng)及其安裝方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)今世界上大多國家非常重視太陽能光熱的利用，我們國家十三五規(guī)劃中已經(jīng)列入重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)之一。目前太陽能光熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要有塔式、槽式、碟式和菲湼爾式，都是應(yīng)用了幾百年前已有的應(yīng)用光學(xué)原理，前面兩種方式應(yīng)用占最大量，尤以槽式最多，它們優(yōu)勢在于可以大規(guī)?；l(fā)熱發(fā)電，通過會聚陽光加熱導(dǎo)熱介質(zhì)傳輸?shù)絺鹘y(tǒng)發(fā)電設(shè)備發(fā)電，但是總的光效利用不高，也不適合小型化分布式利用。

碟式太陽能光熱系統(tǒng)光效利用最好，優(yōu)點(diǎn)是可以小型分布式利用且采用斯特林式發(fā)電機(jī)來發(fā)電。參看圖1，目前碟式太陽能光熱發(fā)電大多采用一次性反射聚光的方式，即釆用凹型拋物曲線面把太陽光反射會聚到焦點(diǎn)上，斯特林式發(fā)電機(jī)組100的集熱器正好處于焦點(diǎn)位置，斯特林式發(fā)電機(jī)組小的1000W有幾十公斤，大的幾十KW有幾百公斤以上，反射碟組件200直徑小的幾米幾百公斤重，大的有十幾米以上一百多噸重，一個(gè)龐大斯特林式發(fā)電機(jī)組100要靠支臂300固定在反光焦點(diǎn)位置上穩(wěn)定運(yùn)行，在結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)上也存在很多困難，并且能夠生產(chǎn)制造高品質(zhì)斯特林發(fā)電機(jī)組的廠家太少，大規(guī)模的采用碟式太陽能光熱系統(tǒng)建設(shè)發(fā)電站尚有許多技術(shù)難題；其次，斯特林式發(fā)電機(jī)組的集熱器內(nèi)部儲熱能介質(zhì)被聚焦后陽光照射升溫很高，可達(dá)上千度高溫，若是將集熱器固定安裝在反射碟組件200上，導(dǎo)熱管連接在集熱器上將隨時(shí)跟反射碟組件200轉(zhuǎn)動，沒有任何金屬管或高分子材料管能承載流動高溫介質(zhì)不停折彎擺動，這是十分危險(xiǎn)又不可靠的。

可見，當(dāng)前解決利用碟式太陽能光熱系統(tǒng)高效熱能大規(guī)模使用的方案還很困難，怎樣發(fā)明創(chuàng)造一種新型碟式太陽能光熱系統(tǒng)，其能夠具備各種優(yōu)點(diǎn)、淘汰缺點(diǎn)，更多利用太陽光能高效轉(zhuǎn)換成熱能，不僅能大型化發(fā)熱發(fā)電，又能小型化分布式使用，降低成本才是我們真正的研究方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有問題，本發(fā)明提供了一種新型碟式太陽能光熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)是集成了 當(dāng)前世界上應(yīng)用的工程塔式、槽式、碟式等幾種太陽能光熱系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)體系更好，發(fā)電、發(fā)熱成本更低。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種新型碟式太陽能光熱系統(tǒng)，包括主反射鏡總成、第二反射鏡、集熱器總成、雙軸太陽能跟蹤裝置、導(dǎo)熱管和穩(wěn)立于地面的支柱，所述支柱上端連接雙軸太陽能跟蹤裝置，所述集熱器總成和主反射鏡總成分別設(shè)置在雙軸太陽能跟蹤裝置上方，集熱器總成固定在主反射鏡總成中間凹底下方，所述第二反射鏡通過支桿與主反射鏡總成連接，主反射鏡總成在雙軸太陽能跟蹤裝置上時(shí)刻跟蹤太陽軌道運(yùn)行時(shí)所會聚的光全部反射到第二反射鏡凸面上，第二反射鏡匯聚反射的光斑全部落在集熱器總成的集熱頭上，所述導(dǎo)熱管一部分與所述集熱器總成內(nèi)部連接，所述導(dǎo)熱管另一部分向下穿過雙軸太陽能跟蹤裝置與集熱器總成連接的位置并穿過所述支柱的中心孔不隨主反射鏡總成的轉(zhuǎn)動而移動。

所述雙軸太陽能跟蹤裝置為X、Y雙軸太陽能跟蹤裝置，所述集熱器總成設(shè)置在雙軸太陽能跟蹤裝置的X方向底座上方，主反射鏡設(shè)置在雙軸太陽能跟蹤裝置的Y方向底座上。

所述集熱器總成集熱頭為球型頭部，是一個(gè)能高效吸收熱能、表面低反光率的容器，其內(nèi)部有高溫傳導(dǎo)流動介質(zhì)，把熱能通過導(dǎo)熱管傳輸出去。

所述集熱器總成可以是斯特林式發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)，當(dāng)聚光熱能照射到其熱頭區(qū)域的集熱器總成，通過控制集熱器總成內(nèi)部導(dǎo)熱管內(nèi)導(dǎo)熱介質(zhì)的流動速度，控制溫度達(dá)到斯特林機(jī)發(fā)電需要的范圍，使斯特林發(fā)電機(jī)正常發(fā)電。

所述集熱器總成的集熱頭中心設(shè)計(jì)安裝在雙軸太陽能跟蹤裝置的Y方向軸線上，主反射鏡總成的準(zhǔn)線中軸垂直于雙軸太陽能跟蹤裝置的Y方向軸線并通過集熱器總成的集熱頭中心，當(dāng)主反射鏡總成任何時(shí)刻跟蹤太陽軌道運(yùn)行時(shí)，此設(shè)計(jì)保證了主反射鏡總成會聚的光全部反射到第二反射鏡凸面設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)，第二反射鏡會聚反射的光斑全部落在集熱器總成集熱頭表面設(shè)計(jì)區(qū)域位置上，更多的利用太陽光能。

所述集熱器總成與雙軸太陽能跟蹤裝置的X方向底座以及支柱三者通過螺栓連接為一整體，確保整體固定不動，以保證導(dǎo)熱管固定不隨主反射鏡總成的轉(zhuǎn)動而移動。

所述主反射鏡總成的反射面為凹型拋物線曲面或凹型球面曲面，其表面鍍有高反光率耐高溫硬膜，主反射鏡總成的反射面可以是一件反射鏡構(gòu)成或由多件單元反射鏡組成的反射曲面。

進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供了一種新型碟式太陽能光熱系統(tǒng)的安裝方法，包括以下步驟：

a、將設(shè)有X方向底座和Y方向底座的雙軸太陽能跟蹤裝置安裝在穩(wěn)定立于地面的支柱上端，集熱器總成通過螺栓連接在X方向底座上方，主反射鏡總成安裝在Y方向底座上，第二反射鏡通過支桿安裝在主反射鏡總成上方，第二反射鏡的凸面朝向主反射鏡總成；

b、集熱器總成的集熱頭其球型頭部球中心F設(shè)計(jì)安裝在雙軸太陽能跟蹤裝置的Y方向軸線上，主反射鏡總成的準(zhǔn)線中軸H垂直于雙軸太陽能跟蹤裝置的Y方向軸線并通過集熱器總成的球型頭部中心F，當(dāng)主反射鏡總成碟架任何時(shí)刻跟蹤太陽軌道運(yùn)行時(shí)，保證主反射鏡總成會聚的光全部反射到第二反射鏡凸面設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)，第二反射鏡會聚反射的光斑全部落在集熱器總成球型頭部的表面設(shè)計(jì)區(qū)域位置上；

c、將導(dǎo)熱管的一部分與集熱器總成連接，另一部分向下穿過雙軸太陽能跟蹤裝置的X方向底座和支柱的中心內(nèi)孔與外部固定連接，導(dǎo)熱管不因主反射鏡總成實(shí)時(shí)跟蹤太陽轉(zhuǎn)動而移動。

所述的集熱器總成與雙軸太陽能跟蹤裝置的X方向底座、與支柱三者通過螺栓連接為一整體。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明通過設(shè)計(jì)導(dǎo)熱管一部分與集熱器總成內(nèi)部連接，另一部分向下穿過雙軸太陽能跟蹤裝置與集熱器總成連接的位置并穿過支柱的中心孔不隨主反射鏡總成的轉(zhuǎn)動而移動，導(dǎo)熱管為固定式安裝，確保了導(dǎo)熱管的使用可靠性，使得碟式太陽能光熱系統(tǒng)整個(gè)結(jié)構(gòu)體系更安全；

2、本發(fā)明把主反射鏡總成會聚光線反射到第二反射鏡凸面上，通過第二反射鏡凸面再次把光線會聚反射到主反射鏡總成反射碟架中心通孔下方固定安裝不變動位置的集熱器總成集熱頭上，第二反射鏡直徑不大、質(zhì)輕，它替代了一次反射原理結(jié)構(gòu)非常重的斯特林式發(fā)電機(jī)及帶有冷卻系統(tǒng)的安裝位置，結(jié)構(gòu)非常簡單，重量、應(yīng)力等方面設(shè)計(jì)完全簡化了；

3、集熱器總成固定在立于地面的支柱上端，集熱器總成集熱頭是處于主反射鏡總成運(yùn)動至任何位置時(shí)陽光會聚到第二反射鏡的光再次會聚反射的焦點(diǎn)上，不同于一次反射原理，由于集熱器總成不再是由巨大支臂固定在主反射鏡總成上，所以主反射鏡總成跟蹤運(yùn)動時(shí)有更好的穩(wěn)定性、安全性，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡化，集熱器總成的冷卻系統(tǒng)、電子系統(tǒng)的管道電線等安裝連接更為方便，日后檢測維護(hù)更容易，發(fā)電機(jī)系統(tǒng)發(fā)電時(shí)的振動對整體反射鏡跟蹤運(yùn)動時(shí)沒有任何影響。

4、光線經(jīng)過主反射鏡總成、匯聚反射到第二反射鏡表面、第二反射鏡再反射匯聚形成焦點(diǎn)，第二反射會聚焦點(diǎn)處放置集熱器總成，通過其內(nèi)部導(dǎo)熱流體介質(zhì)把熱能傳輸出去，可以單臺碟式太陽能發(fā)熱系統(tǒng)進(jìn)行熱能交換使用，進(jìn)入家居生活，民用市場；也可以多臺碟式太陽能光熱系統(tǒng)串聯(lián)并聯(lián)起來供應(yīng)高熱流應(yīng)用于大型發(fā)電站；使用我們新的發(fā)明創(chuàng)造完全改變了當(dāng)前世界上碟式太陽能光熱系統(tǒng)不便于建設(shè)大型發(fā)電站項(xiàng)目的狀況。

附圖說明

圖1為現(xiàn)在碟式太陽能光熱系統(tǒng)使用一次反射原理示意圖；

圖2為本發(fā)明新型碟式太陽能光熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2I部放大示意圖；

圖4為本發(fā)明新型碟式太陽能光熱系統(tǒng)熱能應(yīng)用示意圖；

圖5為本發(fā)明新型碟式太陽能光熱系統(tǒng)發(fā)電應(yīng)用示意圖；

圖6為本發(fā)明新型碟式太陽能光熱系統(tǒng)集群連接熱能應(yīng)用示意圖。

圖中，1、主反射鏡總成；2、第二反射鏡；3、集熱器總成；31、球形頭部；4、雙軸太陽能跟蹤裝置；41、X方向底座；42、Y方向底座；5、支柱；6、導(dǎo)熱管；7、支桿。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合，下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。

如圖2、圖3所示，一種新型碟式太陽能光熱系統(tǒng)，它包括有主反射鏡總成1，第二反射鏡2、集熱器總成3，雙軸太陽能跟蹤裝置4、支柱5和導(dǎo)熱管6，支柱5穩(wěn)立于地面上，支柱5上端連接雙軸太陽能跟蹤裝置4，集熱器總成3和主反射鏡總成1分別設(shè)置在雙軸太陽能跟蹤裝置4上方，第二反射鏡2通過支桿與主反射鏡總成1連接，導(dǎo)熱管6一部分與集熱器總成3內(nèi)部連接，另一部分向下穿過雙軸太陽能跟蹤裝置4與集熱器總成3連接的位置并穿過支柱5的中心孔不隨主反射鏡總成的轉(zhuǎn)動而移動。

主反射鏡總成1包括碟架及形成于碟架表面的反射面，反射面是拋物線繞著準(zhǔn)線中軸H旋轉(zhuǎn)形成的凹型曲面或凹型球面曲面，表面鍍有高反光率耐高溫硬膜，所形成的反射面可以是一件大型反射鏡構(gòu)成也可以是由多件單元反射鏡組成反射曲面，必須逐件調(diào)整每件單元主反射鏡使其組成的主反射鏡總成1反射面所反射的太陽光會聚到第二反射鏡2的凸表面。

第二反射鏡2是凸面對應(yīng)朝向主反射鏡總成1反射面，用至少3根支桿7固定在主反射鏡總成1碟架上，并且同主反射鏡總成1準(zhǔn)線中軸H同軸放置，第二反射鏡2表面鍍高反射率耐高溫硬膜；放在設(shè)計(jì)位置上延主反射鏡準(zhǔn)線中軸H軸線相對主反射鏡總成1前后移動調(diào)整第二反射鏡2，使會聚光斑始終落到設(shè)計(jì)位置集熱器總成3的集熱頭。主反射鏡總成在雙 軸太陽能跟蹤裝置上時(shí)刻跟蹤太陽軌道運(yùn)行時(shí)所會聚的光全部反射到第二反射鏡上，第二反射鏡匯聚反射的光斑全部落在集熱器總成的集熱頭上。

雙軸太陽能跟蹤裝置4包括一體連接的X方向底座41和Y方向底座42，支柱5上端連接X方向底座，集熱器總成3是用螺栓安裝固定在X方向底座上方，主反射鏡總成1的碟架是連接在Y方向底座上；具體地，集熱器總成3與X方向底座41以及支柱5三者經(jīng)過螺栓連接為一整體，確保了集熱器總成3以及導(dǎo)熱管6的安裝穩(wěn)定性，集熱器總成3固定安裝在主反射鏡總成碟架中心孔凹底下方。

集熱器總成的集熱頭為球型頭部31，其是一個(gè)能高效吸收熱能，表面低反光率的容器，其內(nèi)部有高溫傳導(dǎo)流動介質(zhì)，熱量通過導(dǎo)熱管6傳輸出去；集熱器總成3的球型頭部31中心F設(shè)計(jì)安裝在X、Y雙軸跟蹤器組件4的Y方向運(yùn)動軸線上。主反射鏡總成1的準(zhǔn)線中軸H垂直于X、Y雙軸跟蹤器組件4的Y方向運(yùn)動軸線并通過集熱器總成3的球型頭部31中心F；當(dāng)主反射鏡總成1碟架任何時(shí)刻跟蹤太陽軌道運(yùn)行時(shí)，保證它會聚的光全部反射到第二反射鏡2凸面設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)，第二反射鏡2會聚反射的光斑落在集熱器總成3的球型頭部31表面設(shè)計(jì)區(qū)域位置上。

本發(fā)明新型碟式太陽能光熱系統(tǒng)的熱能應(yīng)用如圖4所示，集熱器總成3受高溫加熱，內(nèi)部循環(huán)導(dǎo)熱流體介質(zhì)吸熱后通過導(dǎo)熱管導(dǎo)流出至儲熱塔/儲水塔/烘干爐等，利用導(dǎo)出的高溫，用于發(fā)電、用于家庭熱水、烘干箱等等。

本發(fā)明新型碟式太陽能光熱系統(tǒng)的電能應(yīng)用如圖5所示，當(dāng)聚光熱能照射到其集熱頭區(qū)域，通過控制內(nèi)部導(dǎo)熱管內(nèi)導(dǎo)熱介質(zhì)的流動速度，控制溫度達(dá)到斯特林機(jī)發(fā)電需要的范圍，使斯特林發(fā)電機(jī)正常發(fā)電；輸入輸出的導(dǎo)熱管6和斯特林發(fā)電機(jī)身上的所有管線，包括冷卻水管，高壓輸入輸出電線、溫度控制電線等，都是向下穿過過X、Y雙軸跟蹤器組件的X方向底座和支柱的中心內(nèi)孔，與外部任何連接和固定不會因?yàn)榉瓷溏R總成1實(shí)時(shí)跟蹤太陽轉(zhuǎn)動而移動。

本發(fā)明新型太陽能光熱系統(tǒng)集群連接熱能應(yīng)用如圖6所示，按照圖4所述方式把每個(gè)新型碟式太陽能光熱系統(tǒng)通過導(dǎo)熱管串聯(lián)/并聯(lián)后，大量足夠熱能通過高溫?zé)釋?dǎo)流介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)熱管傳輸?shù)桨l(fā)電站或其它供熱設(shè)備使用，可以達(dá)到大規(guī)模化供熱發(fā)電。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同替換和改進(jìn)，均應(yīng)包含在本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。