專利名稱：一種固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能利用，特別是采用點聚焦的太陽能鏡實現(xiàn)太陽能采集，采用太陽能點聚焦實現(xiàn)太陽能的聚焦跟蹤斯特林發(fā)電系統(tǒng)，涉及太陽能的聚焦利用。
背景技術(shù)：
太陽能點聚焦利用技術(shù)主要是塔式和蝶式二種，碟式系統(tǒng)是采用太陽能鏡聚焦于一個斯特林發(fā)電機(jī)上。并且現(xiàn)有的碟式 斯特林發(fā)電技術(shù)的斯特林機(jī)是隨著太陽鏡的變化而運(yùn)動，由于大的斯特林機(jī)的重量將增加斯特林機(jī)的載荷，不利于跟蹤，因而現(xiàn)有的碟式斯特林機(jī)技術(shù)需要改進(jìn)。塔式系統(tǒng)是將一個太陽能鏡作為定日鏡，將多個太陽能反射鏡聚焦于一個斯特林發(fā)電機(jī)上的太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，由于塔式太陽能采集的特征，使得其在跟蹤太陽能過程部分太陽能鏡的利用時間僅為4-6小時，如塔東側(cè)的太陽能鏡在上午時基本無法利用，只有到了中午或者下午后才可以利用，因而太陽能采集效率低，該技術(shù)方案可以實現(xiàn)高溫的采集，但是通常其規(guī)模較大，不適合于小型或者家用系統(tǒng)。通常斯特林發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率僅為25KW，而塔式系統(tǒng)所產(chǎn)生的太陽能的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此功率，因而無法實現(xiàn)將斯特林機(jī)直接應(yīng)用于塔式發(fā)電系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是提供一種固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，采用太陽能鏡采集焦點成為點的各種太陽能光學(xué)鏡，在焦點的區(qū)域內(nèi)設(shè)置斯特林發(fā)電機(jī)，斯特林發(fā)電機(jī)不跟隨太陽能鏡一起運(yùn)動，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中，其焦距發(fā)生變化，因而稱為變焦跟蹤；跟蹤控制裝置控制太陽能鏡在太陽光變化時將太陽光聚焦到至少一個斯特林發(fā)電機(jī)上，在每天的太陽能跟蹤過程聚焦于至少一個斯特林發(fā)電機(jī)，實現(xiàn)太陽能的經(jīng)濟(jì)利用，在進(jìn)行跟蹤太陽的過程中，保持其焦距始終處于斯特林發(fā)電機(jī)的點的區(qū)域；斯特林發(fā)電機(jī)設(shè)置在太陽能鏡周圍，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中不跟隨太陽能鏡進(jìn)行運(yùn)動；在太陽能鏡上設(shè)置有跟蹤控制裝置，太陽能鏡設(shè)置在太陽能支架上，來實現(xiàn)的高溫高效采集及利用。由于采用點聚焦的太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，同時，采用變焦跟蹤的技術(shù)，因而稱為變焦固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。本實用新型采用至少一個或者一組太陽能鏡與至少一個斯特林發(fā)電機(jī)組合構(gòu)成整體的跟蹤斯特林發(fā)電系統(tǒng)，將至少一個或者一組太陽能鏡在多個斯特林發(fā)電機(jī)之間最優(yōu)的聚焦，從而實現(xiàn)了提高現(xiàn)有太陽能跟蹤系統(tǒng)的跟蹤效率，降低了跟蹤系統(tǒng)的成本，這樣克服了現(xiàn)有塔式太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)太陽能采集時間低的缺點，通過設(shè)置多個斯特林發(fā)電機(jī)的技術(shù)方法，實現(xiàn)了對現(xiàn)有太陽能鏡的利用時間和效率的提高，使得點聚焦的系統(tǒng)可以進(jìn)行分布式、小型化的適合不同的規(guī)模的要求，同時也適合于大規(guī)模系統(tǒng)。具體發(fā)明內(nèi)容如下一種固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，包括至少一個斯特林發(fā)電機(jī)(I)、可以采集太陽能的太陽能鏡(2)、支撐太陽能鏡的太陽能鏡支架裝置(4)、動力提供裝置、動力傳送裝置，以及電子控制系統(tǒng)，其特征是至少一個或者一組點聚焦的太陽能鏡以及至少一個斯特林發(fā)電機(jī)；斯特林發(fā)電機(jī)設(shè)置在太陽能鏡聚焦的點狀的區(qū)域內(nèi)，并設(shè)置在太陽能鏡的上方或者下方，斯特林發(fā)電機(jī)設(shè)置在斯特林發(fā)電機(jī)支架上(12)，太陽能鏡設(shè)置在太陽能鏡支架上，在太陽能鏡支架或/和太陽能鏡上設(shè)置有跟蹤控制裝置，跟蹤控制裝置控制太陽能鏡在太陽光變化時將太陽光聚焦到至少一個斯特林發(fā)電機(jī)上，在每天的太陽能跟蹤過程中聚焦于至少一個斯特林發(fā)電機(jī)上，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中斯特林發(fā)電機(jī)與太陽能鏡不一起運(yùn)動，斯特林發(fā)電機(jī)與地面保持相對靜止，實現(xiàn)太陽能的跟蹤聚焦利用。多個太陽能鏡或者多組太陽能鏡在跟蹤太陽能過程中將太陽光聚焦到至少一個斯特林發(fā)電機(jī)上，在每天的太陽能跟蹤過程，至少有一個或者一組太陽能鏡聚焦于至少二個斯特林發(fā)電機(jī)上，每個或者每組太陽能鏡選擇可以達(dá)到最高的太陽能利用效率的斯特林由多個太陽能鏡與多個斯特林發(fā)電機(jī)組成的太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，多個太陽能鏡根據(jù)太陽能采集效率進(jìn)行最優(yōu)的聚焦，每個太陽能鏡可以根據(jù)太陽能采集效率的原則選擇距離最近或者最優(yōu)的斯特林發(fā)電機(jī)的原則，最優(yōu)的進(jìn)行聚焦選擇。這這種選擇可以是多個太陽能鏡組成為一組太陽能鏡，共同選擇最優(yōu)的一個斯特林發(fā)電機(jī)，實現(xiàn)太陽能的采集和利用。多個太陽鏡中可以有太陽能鏡在跟蹤過程中聚焦于一個斯特林發(fā)電機(jī)，但是至少有一個或者一組聚焦于兩個以上的斯特林發(fā)電機(jī)，或者根據(jù)需要聚焦于多個斯特林發(fā)電機(jī)。所述太陽能鏡支架由連接部件和至少一個轉(zhuǎn)軸以及與地面或者安裝部位進(jìn)行連接的支撐件組成，由至少一個或者一組太陽能鏡與太陽能鏡支架組成太陽能采集系統(tǒng)，太陽能采集系統(tǒng)選擇至少下列一種A、每個太陽能鏡上設(shè)置有二個轉(zhuǎn)軸，一個稱為橫軸另一個稱為縱軸，橫軸和縱軸相互交叉，包括成90度夾角，太陽能鏡與含有此轉(zhuǎn)軸的太陽能鏡支架進(jìn)行連接組成太陽能米集系統(tǒng)；B、每個太陽能鏡分別與二個轉(zhuǎn)軸連接，一個稱為橫軸另一個稱為縱軸，橫軸和縱軸相互不交叉，一個轉(zhuǎn)軸與太陽能鏡上或者太陽能鏡邊框連接成為縱軸，另外一個與連接部件連接后再與太陽能鏡連接成為橫軸，太陽能鏡與含有橫軸與縱軸的太陽能支架進(jìn)行連接組成太陽能采集系統(tǒng)；C、多個太陽能鏡相互串聯(lián)在一個連接部件上組成一個串聯(lián)組，每個串聯(lián)組上的太陽能鏡與一個轉(zhuǎn)軸連接，此軸成為縱軸，多個串聯(lián)組相互并聯(lián)在一個連接部件上并與另外一個轉(zhuǎn)軸進(jìn)行連接，此軸成為橫軸，橫軸與縱軸相互交叉，包括成90度，太陽能鏡與含有橫軸與縱軸的太陽能支架進(jìn)行連接組成太陽能采集系統(tǒng)；D、多個太陽能鏡相互串聯(lián)在一個連接部件上組成一個串聯(lián)組，每個串聯(lián)組上的太陽能鏡都與一個轉(zhuǎn)軸連接，此軸成為縱軸，多個串聯(lián)組相互并聯(lián)在一個連接部件上并與另外一個轉(zhuǎn)軸進(jìn)行連接，此軸成為橫軸，橫軸與并縱軸不相互交叉，太陽能鏡與含有橫軸與縱軸的太陽能支架進(jìn)行連接組成太陽能采集系統(tǒng)；E、由一個點聚焦的太陽能鏡或者一組點聚焦的太陽能鏡，與一個含有與地球自轉(zhuǎn)軸平行或者組成小于90度夾角的轉(zhuǎn)軸的太陽能支架進(jìn)行連接。[0017]由于采用了多個斯特林發(fā)電機(jī)，因而可以實現(xiàn)最優(yōu)的太陽能鏡的采集，太陽能鏡可以根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)乃固亓职l(fā)電機(jī)進(jìn)行聚焦，同時由于采用了多個斯特林發(fā)電機(jī)，因而可以選取最優(yōu)的斯特林發(fā)電機(jī)聚焦，這樣降低了太陽能跟蹤的成本。為了實現(xiàn)最優(yōu)的跟蹤，連接部件或者轉(zhuǎn)軸可以采用不同的幾何形狀，以便于太陽能鏡的跟蹤適合于不同的干燥器，但是連接部件或者轉(zhuǎn)軸幾何形狀選擇自下列至少一種A、直線型的柱體，在柱體上設(shè)置有多個太陽能鏡，優(yōu)選直線與地球自轉(zhuǎn)軸平行；B、為曲線、拋物線型、復(fù)合拋物線型、雙曲拋物線型的一種或多種；C、為圓形、多邊形、弧形、矩形的一種或多種。每一個轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有一個集成跟蹤控制裝置或者/和多個轉(zhuǎn)軸共同采用成套跟蹤控制裝置實現(xiàn)對太陽能的跟蹤控制，跟蹤控制裝置由集成跟蹤控制裝置和/或成套跟蹤控制裝置組成。 跟蹤控制裝置由集成跟蹤控制裝置和/或成套跟蹤控制裝置組成。所述集成跟蹤控制裝置由動力提供部件、動力傳送部件、計算機(jī)控制部件組成為一個集成器件，集成器件設(shè)置在太陽能鏡支架上并與轉(zhuǎn)軸進(jìn)行連接，電子傳感器件設(shè)置在太陽能鏡上，在每一個轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有一個集成跟蹤控制裝置，電子傳感器件將控制信號傳送到集成器件中的計算機(jī)控制部件上，由集成控制裝置通過控制一個轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)對每一個太陽能鏡跟蹤控制；所述成套跟蹤控制裝置由動力提供部件、動力傳送部件、電子傳感部件、計算機(jī)控制部件組成，電子傳感器件設(shè)置在太陽能鏡上，動力傳送部件與轉(zhuǎn)軸連接，動力傳送部件設(shè)置在太陽能鏡支架上，動力提供部件和計算機(jī)控制部件設(shè)置在太陽能鏡支架上或者跟蹤支架或者地地面上，電子傳感器件將控制信號傳送計算機(jī)控制部件，控制動力傳送部件提供動力經(jīng)動力傳送部件傳送給轉(zhuǎn)軸，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)軸的控制同時帶動設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上的太陽能鏡進(jìn)行跟蹤，多個太陽鏡及轉(zhuǎn)軸共同采用成套跟蹤控制裝置實現(xiàn)對太陽能的跟蹤控制；所述電子傳感部件采用光學(xué)或者電子的傳感器，以光學(xué)信號、物理地理位置信號、電子傳感信號或者其組合，經(jīng)單芯片機(jī)或者計算機(jī)內(nèi)的軟件進(jìn)行計算，實現(xiàn)對太陽能的跟蹤以及太陽能鏡的驅(qū)動，光學(xué)信號、物理地理位置信號、電子傳感信號或者其組合設(shè)置在太陽能鏡上或者周圍并與計算機(jī)控制部件相連，計算機(jī)控制部件與動力提供部件相連，動力提供部件與動力傳送部件相連接。所述的動力提供部件，選自下列至少之一A、機(jī)械驅(qū)動器件；B、相變驅(qū)動裝置，采用密閉在一個空間的物質(zhì)，隨著溫度的增大使其壓力的增大，來推動運(yùn)動機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)跟蹤；C、利用電能帶動電機(jī)或液壓裝置驅(qū)動動力傳輸機(jī)構(gòu)(10)來實現(xiàn)跟蹤；D、利用氣體壓力提供動力的裝置。所述的動力傳送部件設(shè)置在連接部件或和支撐部件上，并與動力提供裝置相連接，動力傳送部件選擇自下列一種或者多種齒輪機(jī)構(gòu)(10)、鏈條機(jī)構(gòu)、渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)、鉸鏈機(jī)構(gòu)。所述斯特林機(jī)的太陽能吸熱部分與太陽能鏡相對，使得太陽光在跟蹤的過程中可以射入到斯特林機(jī)的太陽光吸收部位。[0034]在所述斯特林機(jī)上設(shè)置有一個熱管傳熱系統(tǒng)，熱管的蒸發(fā)端設(shè)置在太陽能鏡聚焦的點狀的區(qū)域內(nèi)將熱能傳遞到斯特林機(jī)的吸熱部分，熱管的外部殼體上設(shè)置有太陽能選擇涂層，熱管的外部設(shè)置有透光材料及保溫材料。透光材料包括透光塑料、玻璃、石英等可以將太陽能光透過的材料，保溫材料包括低溫及高溫的保溫材料，高溫材料可以達(dá)到1000度或更高，低溫保溫材料為聚氨酯或者聚苯材料。任何的點聚焦的太陽能鏡都有用于本實用新型專利的太陽能采集，太陽能點聚焦的光學(xué)鏡選擇自下列一種或其組合A、點聚焦的透鏡，包括玻璃、菲涅爾、非金屬或非金屬薄膜或薄鏡組成的透鏡；B、點聚焦的反射鏡，包括玻璃、菲涅爾、非金屬或非金屬薄膜或薄鏡組成的透鏡；C、復(fù)合曲面點聚焦鏡，包括復(fù)合拋物線、復(fù)合雙曲拋物線鏡；D、有由多個平面鏡或者曲面鏡組成的一組太陽能鏡，每組太陽能鏡有一個點聚焦 的焦點。由于聚焦的為一個點的區(qū)域，可以將任何的斯特林發(fā)電機(jī)設(shè)置在此區(qū)域內(nèi)，甚至可以將斯特林發(fā)電機(jī)與發(fā)電機(jī)組的設(shè)備一起設(shè)置在焦線區(qū)域，在焦線與太陽能鏡的焦距范圍內(nèi)，都可以設(shè)置斯特林發(fā)電機(jī)，根據(jù)溫度與空間等要求，可以選擇任何不大于焦距的范圍設(shè)置斯特林發(fā)電機(jī)。為了減少一次點聚焦太陽能鏡的聚焦誤差，在斯特林發(fā)電機(jī)組的吸熱部位周圍設(shè)置有二次聚焦太陽能鏡，對一次點聚焦之后的太陽能光進(jìn)行二次聚焦到斯特林發(fā)電機(jī)組的吸熱部位上。在進(jìn)行對太陽能的跟蹤過程中，可能出現(xiàn)跟蹤的誤差，或者部分的太陽光由于散射等原因，經(jīng)過第一次的太陽能光學(xué)鏡線聚焦后太陽光處于斯特林發(fā)電機(jī)之外的區(qū)域，為了減少此部分的損失，采用了二次聚焦，即在斯特林發(fā)電機(jī)上設(shè)置一個二次聚焦的太陽能鏡，將一次聚焦損失的太陽能光經(jīng)二次聚焦后將太陽能光聚焦到斯特林發(fā)電機(jī)的吸熱部位上?？梢詫⒍尉劢构鈱W(xué)鏡設(shè)置在斯特林發(fā)電機(jī)上，與一次聚焦的太陽能鏡一起轉(zhuǎn)動，這樣一次和二次聚焦的太陽能鏡可以采用同一個跟蹤設(shè)備和驅(qū)動設(shè)備實現(xiàn)對太陽能的二次聚焦，提高了太陽能利用的效率。本實用新型選擇的方案是實現(xiàn)本實用新型目的部分優(yōu)選方案，任何符合本實用新型的原理的方案和技術(shù)、產(chǎn)品，都是本實用新型的保護(hù)范圍。此種跟蹤系統(tǒng)的優(yōu)點為I、采用本實用新型公布的太陽能的跟蹤斯特林發(fā)電系統(tǒng)，充分發(fā)揮了塔式與碟式采集的優(yōu)點，同時采用變焦跟蹤技術(shù)，實現(xiàn)了低成本的利用，因而結(jié)合了碟式、塔式的優(yōu)點，從而可以低成本的經(jīng)濟(jì)利用。2、可以便于實現(xiàn)陣列的太陽能的利用，實現(xiàn)不同的太陽能產(chǎn)品的高效的大規(guī)模的利用；既可以小規(guī)模的家庭企業(yè)應(yīng)用，也可以進(jìn)行大規(guī)模的利用。3、本實用新型可以實現(xiàn)多種的太陽能利用，包括對大重量的設(shè)備的應(yīng)用，克服了現(xiàn)有的碟式系統(tǒng)的載重小、可靠性差、應(yīng)用范圍有限的缺點，極大的擴(kuò)展了碟式太陽能利用的技術(shù)與范圍。4、將現(xiàn)有的碟式系統(tǒng)的跟蹤與轉(zhuǎn)換進(jìn)行有效的分離，改變了現(xiàn)有的碟式系統(tǒng)定焦跟蹤的缺點，在太陽能跟蹤的過程中，斯特林發(fā)電機(jī)保持不動，可以使碟式采集系統(tǒng)，發(fā)揮最大的優(yōu)勢，由于采用相對靜止的太陽能轉(zhuǎn)換利用設(shè)備的設(shè)計，因而可以使點聚焦系統(tǒng)具備多種的應(yīng)用領(lǐng)域，極大的提供了碟式應(yīng)用領(lǐng)域和方式。本采集系統(tǒng)提高了塔式太陽能鏡的采集時間和效率，同時采用單軸跟實現(xiàn)對點聚焦太陽能系統(tǒng)的利用。

圖I :四個太陽能鏡三個斯特林發(fā)電機(jī)上午的太陽能采集圖；圖2 :四個太陽能鏡三個斯特林發(fā)電機(jī)中午的太陽能采集圖；圖3 :四個太陽能鏡三個斯特林發(fā)電機(jī)下午的太陽能采集圖；圖4 :12個太陽能鏡6個斯特林發(fā)電機(jī)太陽能采集圖；圖5 :1*3固定點陣列太陽能跟蹤斯特林發(fā)電系統(tǒng)；圖6 :2*2固定點陣列跟蹤斯特林發(fā)電系統(tǒng)；圖7 :2*4菲涅爾透鏡固定點陣列跟蹤斯特林發(fā)電系統(tǒng)；圖8 :2*2*4固定點陣列跟蹤斯特林發(fā)電系統(tǒng)。附圖中的標(biāo)號具體含義如下I :斯特林發(fā)電機(jī)(點聚焦區(qū)域)，2 :點聚焦太陽能鏡，3 :二次反射鏡，4 :太陽能鏡支架，5 :集成跟蹤控制裝置，6 :動力提供裝置(電機(jī))，7 :動力傳輸裝置，8 :電子控制裝置，9 :太陽，10 :斯特林發(fā)電機(jī)的太陽能光熱轉(zhuǎn)換器，11 :蓄熱器；12 :斯特林發(fā)電機(jī)支架，13 太陽能鏡橫軸，14 :太陽能鏡縱軸，15 :太陽能鏡系統(tǒng)軸，16 :連接部件，17 :聯(lián)動機(jī)構(gòu)。
具體實施方式
實施例一 4個太陽能鏡3個斯特林發(fā)電機(jī)組成的固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)如附圖I、2、3所示的由4個太陽能鏡3個斯特林發(fā)電機(jī)組成的固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，圖1、2、3分別是在上午、中午、下午的太陽能采集以及利用情況，圖I中上午，太陽由東方升起，1，2，3號太陽能鏡分別將太陽能聚焦于1，2，3號斯特林發(fā)電機(jī)上，實現(xiàn)太陽能的跟蹤聚焦；圖2為中午，太陽位于天空中央?yún)^(qū)域，1，4號太陽能鏡分別將太陽能聚焦于1，3號斯特林發(fā)電機(jī)上，2，3號太陽鏡聚焦于2號太陽能留設(shè)備上，實現(xiàn)太陽能的跟蹤聚焦；圖3為下午，太陽位于西方降落，1，2，3號太陽能鏡分別將太陽能聚焦于2，3，4號斯特林發(fā)電機(jī)上，實現(xiàn)太陽能的跟蹤聚焦。四個太陽能鏡分別聚焦于三個不同的斯特林發(fā)電機(jī)上，其中I號太陽能鏡利用率為上午至中午，4號太陽能鏡利用時間為中午以及下午，2，3太陽能鏡利用時間為全天，這樣提高了 2，3號太陽能鏡的利用時間，由于2，3號鏡可以根據(jù)需要聚焦于2，3號斯特林發(fā)電機(jī)上，因而在一天的跟蹤過程中，可以優(yōu)選2，3號斯特林發(fā)電機(jī)，以太陽能利用效率為目標(biāo)，最優(yōu)的選取2，3號利用設(shè)備，根據(jù)實際獲得的太陽能采集效率，將太陽能鏡聚焦于2，3號斯特林發(fā)電機(jī)上。實施例二 12個太陽能鏡6個斯特林發(fā)電機(jī)組成的固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)本實施例如圖4所示由12個太陽能鏡2個斯特林發(fā)電機(jī)組成的固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，12個太陽能鏡分按照三行四列的陣列進(jìn)行布置，2個斯特林發(fā)電機(jī)按照2列的陣列進(jìn)行布置，每一列共同應(yīng)用一個斯特林發(fā)電機(jī)組，斯特林發(fā)電機(jī)通過熱管進(jìn)行傳熱，每個列共同采用一個整體熱管，每一個整體熱管具有三個蒸發(fā)端和一個冷凝端，冷凝端分別設(shè)置在三行太陽能鏡的中間區(qū)域，太陽能鏡聚焦于此區(qū)域內(nèi)，在熱管的蒸發(fā)端的外部涂有太陽能轉(zhuǎn)換涂層，將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，冷凝端與斯特機(jī)組進(jìn)行連接，并將熱能給是斯特林機(jī)組。在上午、中午、下午不同的時間段內(nèi)，1-12號太陽能鏡可以選擇1-6號不同的1-6號熱管蒸端進(jìn)行聚焦，根據(jù)實際獲得的太陽能采集效率，選擇不同的聚焦點進(jìn)行聚焦，處于不同位置的1-12號太陽能鏡，可以聚焦的熱管蒸發(fā)端也不同，對于處于兩側(cè)的1，5，9，4，8，12號太陽能鏡，可以有2個熱管蒸發(fā)端可以選擇進(jìn)行聚焦，對于處于兩側(cè)中間的2，3，10，11號太陽能鏡，可以選擇三個熱管蒸發(fā)端聚焦，處于中央?yún)^(qū)域的6，7號太陽能鏡，可以選擇1-6號共六個熱管蒸發(fā)端進(jìn)行聚焦，因而每個太陽能鏡，根據(jù)其位置的不同，可以分別選擇2，3，6個熱管蒸發(fā)端，實現(xiàn)太陽能的聚焦利用。本實用新型的的固定點陣列采集系統(tǒng)，每個太陽能鏡可以根據(jù)聚焦的情況優(yōu)選不同的斯特林發(fā)電機(jī)實現(xiàn)不同的聚焦，這樣大大的提高了太陽能鏡的利用效率，降低了太陽能鏡的成本，增加了系統(tǒng)可靠性。實施例三1*3拋物線固定點陣列太陽能跟蹤斯特林發(fā)電系統(tǒng)如附圖5所示，本實施例例采用三個拋物線碟式太陽能鏡(2)，設(shè)置在一個拋物線型連接部件上，在每個太陽能鏡上都設(shè)置有兩個轉(zhuǎn)軸，即橫軸與縱軸，所述橫軸與縱軸相互垂直交叉組成系統(tǒng)軸，每一個太陽能鏡通過一個系統(tǒng)軸與拋物線型連接部件進(jìn)行連接，該實施例為三個設(shè)置在連接部件上的系統(tǒng)軸以及與地面連接的支撐件構(gòu)成的太陽能鏡支架，連接部件不運(yùn)動，而三個系統(tǒng)軸運(yùn)動，太陽能跟蹤控制裝置設(shè)置與每一個系統(tǒng)軸相互連接，在每個太陽能鏡(2)上設(shè)置物理及光學(xué)傳感器，太陽能跟蹤控制裝置是由電機(jī)、傳動齒輪及電子控制部分組成的集成電子控制裝置，采用物理與光學(xué)跟蹤互補(bǔ)的跟蹤系統(tǒng)，實現(xiàn)對太陽能的跟蹤，在太陽從東方升起西方降落的過程中，三個碟式采集系統(tǒng)通過太陽能跟蹤系統(tǒng)的控制，完成對太陽能系統(tǒng)的跟蹤，每個太陽能鏡圍繞每個系統(tǒng)軸進(jìn)行運(yùn)動。實施例四2*2陣列復(fù)合拋物線固定點陣列太陽能跟蹤斯特林發(fā)電系統(tǒng)如附圖6所示，本實施例通過2*2陣列的復(fù)合拋物線碟式太陽能鏡實現(xiàn)太陽能的采集，每個太陽能鏡通過一個直線型連接部件(16)與直線型橫軸(13)進(jìn)行連接，太陽能鏡與連接部件連接后再與橫軸連接，四個太陽能鏡設(shè)置在一個直線柱體橫軸(13)上，四個太陽能鏡分別設(shè)置在橫軸的兩端，呈對稱布局，橫軸與地球自轉(zhuǎn)軸平行，每一個太陽能鏡設(shè)置一個縱軸，左面的兩個太陽能鏡的縱軸與橫軸的夾角為30度，右面的兩個太陽能鏡的縱軸與橫軸的夾角為60度，每個太陽能鏡與縱軸相互連接，在橫軸上設(shè)置由一個動力提供裝置以及動力傳輸裝置、電子控制裝置集成的跟蹤控制裝置，在每個縱軸上設(shè)置由一個動力提供裝置以及動力傳輸裝置、電子控制裝置集成的跟蹤控制裝置，在每個太陽能鏡上設(shè)置有光學(xué)傳感器和物理傳感器，每個太陽鏡上的光學(xué)傳感器和物理傳感器將采集的信號傳輸給電子控制裝置，電子控制裝置根據(jù)軟件程序發(fā)出信號給五個動力提供裝置，通過動力傳輸裝置實現(xiàn)對五個軸的驅(qū)動，實現(xiàn)太陽能跟蹤控制(5)，此實施例是由一個橫軸以及四個縱軸組成的太陽能支架，橫軸與縱軸不相互交叉，五個軸都是相互獨立的運(yùn)行，斯特林發(fā)電機(jī)(I)設(shè)置在太陽能鏡陣列的上方，在太陽能焦點區(qū)域，設(shè)置有二次聚焦裝置(3)。實施例五9個菲涅爾鏡固定點陣列太陽能跟蹤斯特林發(fā)電系統(tǒng)如附圖7所示，9個菲涅爾鏡設(shè)置在一個矩形六面體的連接部件上，頂部設(shè)置有6個，側(cè)面設(shè)置有2個，后側(cè)設(shè)置有一個，頂部和側(cè)部為透射鏡，后側(cè)為反射鏡，連接部件為六面體，連接部件與地球自轉(zhuǎn)平行的轉(zhuǎn)軸(13)進(jìn)行連接，在每個菲涅爾鏡上設(shè)置有電子控制傳感器裝置(8)，通過跟蹤控制裝置設(shè)置對太陽能的控制，在轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有集成的電子控制裝置，通過設(shè)置在每個菲涅爾鏡上的傳感器提供信號給集成控制器，實現(xiàn)對太陽能鏡的跟蹤控制。在轉(zhuǎn)軸的跟蹤控制裝置上設(shè)置有聯(lián)動機(jī)構(gòu)(17)，在跟蹤控制機(jī)構(gòu)實現(xiàn)對轉(zhuǎn)軸的控制過程中，利用聯(lián)動機(jī)構(gòu)直接控制后側(cè)設(shè)置的菲涅爾鏡。本實施例為一個與地球自轉(zhuǎn)平行的軸與一個聯(lián)動機(jī)構(gòu)組成的太陽能支架，其連接部件的形狀為六面體。斯特林發(fā)電機(jī)與一個太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組相互相互連接，并設(shè)置在菲涅爾鏡的下面，太陽光(9)通過透鏡聚焦到斯特林發(fā)電機(jī)上，實現(xiàn)了太陽能的利用。斯特林發(fā)電機(jī)有一個斯特林發(fā)電機(jī)支架支撐，在菲涅爾鏡跟蹤太陽能的過程中始終保持與地面相對靜止。實施例六2*2*4陣列固定點陣列太陽能跟蹤斯特林發(fā)電系統(tǒng)如圖8所示，本實施例采用16個太陽能鏡，按照上下兩排進(jìn)行排列布局，每排采用2*4的結(jié)構(gòu)，在上排的2*4結(jié)構(gòu)中采用8個太陽能鏡為點聚焦的反射鏡，每4個反射鏡相互串聯(lián)在一個直線柱體連接部件上組成一個串聯(lián)組，兩個串聯(lián)組通過所述的直線柱體連接部件與一個可運(yùn)動的橫軸進(jìn)行連接，在每個反射鏡上還設(shè)置有一個縱軸，每個縱軸與橫軸垂直但不相互交叉，在橫軸上設(shè)置有跟蹤驅(qū)動系統(tǒng)，在每個縱軸上設(shè)置有集成跟蹤控制器件。在每個菲涅爾鏡上設(shè)置有傳感器，將信號提供給電子控制部件，電子控制部件提供控制信號給一個橫軸以及8個縱軸的動力提供部件，動力提供部件提供動力給動力傳輸部件，電子控制部件設(shè)置在地面上，動力提供部件、動力傳輸部件設(shè)置在太陽能鏡支架上，動力傳輸部件與橫軸和縱軸進(jìn)行連接，實現(xiàn)對太陽能的跟蹤，將太陽能光反射到太陽能利用部件上；此部分有一個橫軸和八個縱軸組成太陽能支架，橫軸和縱軸不相互接觸交叉。在下排的2*4結(jié)構(gòu)中所采用8個太陽能鏡為拋物線反射鏡，為超薄玻璃制造的拋物線反射鏡，每4個反射鏡相互串聯(lián)在一個拋物線型連接部件(16)上組成一個串聯(lián)組，兩個串聯(lián)組通過所述的拋物線型連接部件與一個轉(zhuǎn)軸進(jìn)行連接，所述轉(zhuǎn)軸與地球自轉(zhuǎn)軸夾角為5度，在轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有跟蹤控制系統(tǒng)，每個反射鏡上安裝有物理和光學(xué)傳感器，傳感器提供信號給橫軸的跟蹤控制裝置，實現(xiàn)對太陽能的跟蹤。此部分僅設(shè)置有一個轉(zhuǎn)軸。同時利用拋物線型連接部件，將每4個太陽能鏡組成為一個槽型跟蹤系統(tǒng)。從而可以采用單個轉(zhuǎn)軸實現(xiàn)對太陽能的跟蹤。
權(quán)利要求1.ー種固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，包括至少ー個斯特林發(fā)電機(jī)(I)、可以采集太陽能的太陽能鏡(2)、支撐太陽能鏡的太陽能鏡支架裝置(4)、動カ提供裝置、動カ傳送裝置，以及電子控制系統(tǒng)，其特征是至少ー個或者一組點聚焦的太陽能鏡以及至少ー個斯特林發(fā)電機(jī)；斯特林發(fā)電機(jī)設(shè)置在太陽能鏡聚焦的點狀的區(qū)域內(nèi)，并設(shè)置在太陽能鏡的上方或者下方，斯特林發(fā)電機(jī)設(shè)置在斯特林發(fā)電機(jī)支架上(12)，太陽能鏡設(shè)置在太陽能鏡支架上，在太陽能鏡支架或/和太陽能鏡上設(shè)置有跟蹤控制裝置，跟蹤控制裝置控制太陽能鏡在太陽光變化時將太陽光聚焦到至少ー個斯特林發(fā)電機(jī)上，在每天的太陽能跟蹤過程中聚焦于至少ー個斯特林發(fā)電機(jī)上，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中斯特林發(fā)電機(jī)與太陽能鏡不一起運(yùn)動，斯特林發(fā)電機(jī)與地面保持相對靜止，實現(xiàn)太陽能的跟蹤聚焦利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是多個太陽能鏡或者多組太陽能鏡在跟蹤太陽能過程中將太陽光聚焦到至少ー個斯特林發(fā)電機(jī)上，在每天的太陽能跟蹤過程，至少有ー個或者一組太陽能鏡聚焦于至少ニ個斯特林發(fā)電機(jī)上，每個或者每組太陽能鏡選擇可以達(dá)到最高的太陽能利用效率的斯特林發(fā)電機(jī)進(jìn)行聚焦。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述太陽能鏡支架由連接部件和至少ー個轉(zhuǎn)軸以及與地面或者安裝部位進(jìn)行連接的支撐件組成，由至少ー個或者ー組太陽能鏡與太陽能鏡支架組成太陽能采集系統(tǒng)，太陽能采集系統(tǒng)選擇至少下列ー種 A、每個太陽能鏡上設(shè)置有ニ個轉(zhuǎn)軸，一個稱為橫軸另ー個稱為縱軸，橫軸和縱軸相互交叉，包括成90度夾角，太陽能鏡與含有此轉(zhuǎn)軸的太陽能鏡支架進(jìn)行連接組成太陽能采集系統(tǒng)； B、每個太陽能鏡分別與ニ個轉(zhuǎn)軸連接，一個稱為橫軸另ー個稱為縱軸，橫軸和縱軸相互不交叉，一個轉(zhuǎn)軸與太陽能鏡上或者太陽能鏡邊框連接成為縱軸，另外一個與連接部件連接后再與太陽能鏡連接成為橫軸，太陽能鏡與含有橫軸與縱軸的太陽能支架進(jìn)行連接組成太陽能米集系統(tǒng)； C、多個太陽能鏡相互串聯(lián)在ー個連接部件上組成ー個串聯(lián)組，每個串聯(lián)組上的太陽能鏡與ー個轉(zhuǎn)軸連接，此軸成為縱軸，多個串聯(lián)組相互并聯(lián)在一個連接部件上并與另外ー個轉(zhuǎn)軸進(jìn)行連接，此軸成為橫軸，橫軸與縱軸相互交叉，包括成90度，太陽能鏡與含有橫軸與縱軸的太陽能支架進(jìn)行連接組成太陽能采集系統(tǒng)； D、多個太陽能鏡相互串聯(lián)在ー個連接部件上組成ー個串聯(lián)組，每個串聯(lián)組上的太陽能鏡都與ー個轉(zhuǎn)軸連接，此軸成為縱軸，多個串聯(lián)組相互并聯(lián)在一個連接部件上并與另外一個轉(zhuǎn)軸進(jìn)行連接，此軸成為橫軸，橫軸與并縱軸不相互交叉，太陽能鏡與含有橫軸與縱軸的太陽能支架進(jìn)行連接組成太陽能采集系統(tǒng)； E、由一個點聚焦的太陽能鏡或者一組點聚焦的太陽能鏡，與ー個含有與地球自轉(zhuǎn)軸平行或者組成小于90度夾角的轉(zhuǎn)軸的太陽能支架進(jìn)行連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是連接部件或者轉(zhuǎn)軸的幾何形狀選擇自下列至少ー種 直線型的柱體，在柱體上設(shè)置有多個太陽能鏡，優(yōu)選直線與地球自轉(zhuǎn)軸平行； 為曲線、拋物線型、復(fù)合拋物線型、雙曲拋物線型的ー種或多種；C、為圓形、多邊形、弧形、矩形的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述跟蹤控制裝置由集成跟蹤控制裝置和/或成套跟蹤控制裝置組成 所述集成跟蹤控制裝置由動力提供部件、動力傳送部件、計算機(jī)控制部件組成為一個集成器件，集成器件設(shè)置在太陽能鏡支架上并與轉(zhuǎn)軸進(jìn)行連接，電子傳感器件設(shè)置在太陽能鏡上，在每一個轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有一個集成跟蹤控制裝置，電子傳感器件將控制信號傳送到集成器件中的計算機(jī)控制部件上，由集成控制裝置通過控制一個轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)對每一個太陽能鏡跟蹤控制； 所述成套跟蹤控制裝置由動力提供部件、動力傳送部件、電子傳感部件、計算機(jī)控制部件組成，電子傳感器件設(shè)置在太陽能鏡上，動力傳送部件與轉(zhuǎn)軸連接，動力傳送部件設(shè)置在太陽能鏡支架上，動力提供部件和計算機(jī)控制部件設(shè)置在太陽能鏡支架上或者跟蹤支架或者地地面上，電子傳感器件將控制信號傳送計算機(jī)控制部件，控制動力傳送部件提供動力經(jīng)動力傳送部件傳送給轉(zhuǎn)軸，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)軸的控制同時帶動設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上的太陽能鏡進(jìn)行跟蹤，多個太陽鏡及轉(zhuǎn)軸共同采用成套跟蹤控制裝置實現(xiàn)對太陽能的跟蹤控制； 所述電子傳感部件采用光學(xué)或者電子的傳感器，以光學(xué)信號、物理地理位置信號、電子傳感信號或者其組合，經(jīng)單芯片機(jī)或者計算機(jī)內(nèi)的軟件進(jìn)行計算，實現(xiàn)對太陽能的跟蹤以及太陽能鏡的驅(qū)動，光學(xué)信號、物理地理位置信號、電子傳感信號或者其組合設(shè)置在太陽能鏡上或者周圍并與計算機(jī)控制部件相連，計算機(jī)控制部件與動力提供部件相連，動力提供部件與動力傳送部件相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述的動力提供部件，選自下列至少之一 A、機(jī)械驅(qū)動器件； B、相變驅(qū)動裝置，采用密閉在一個空間的物質(zhì)，隨著溫度的增大使其壓力的增大，來推動運(yùn)動機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)跟蹤； C、利用電能帶動電機(jī)或液壓裝置驅(qū)動動力傳輸機(jī)構(gòu)(10)來實現(xiàn)跟蹤； D、利用氣體壓力提供動力的裝置； 所述的動力傳送部件設(shè)置在連接部件或和支撐部件上，并與動力提供裝置相連接，動力傳送部件選擇自下列一種或者多種齒輪機(jī)構(gòu)(10)、鏈條機(jī)構(gòu)、渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)、鉸鏈機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述斯特林機(jī)的太陽能吸熱部分與太陽能鏡相對，使得太陽光在跟蹤的過程中可以射入到斯特林機(jī)的太陽光吸收部位。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是在所述斯特林機(jī)上設(shè)置有一個熱管傳熱系統(tǒng)，熱管的蒸發(fā)端設(shè)置在太陽能鏡聚焦的點狀的區(qū)域內(nèi)將熱能傳遞到斯特林機(jī)的吸熱部分，熱管的外部殼體上設(shè)置有太陽能選擇涂層，熱管的外部設(shè)置有透光材料及保溫材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是太陽能點聚焦的光學(xué)鏡選擇自下列一種或其組合 A、點聚焦的透鏡，包括玻璃、菲涅爾、非金屬或非金屬薄膜或薄鏡組成的透鏡；B、點聚焦的反射鏡，包括玻璃、菲涅爾、非金屬或非金屬薄膜或薄鏡組成的透鏡； C、復(fù)合曲面點聚焦鏡，包括復(fù)合拋物線、復(fù)合雙曲拋物線鏡； D、有由多個平面鏡或者曲面鏡組成的ー組太陽能鏡，每組太陽能鏡有一個點聚焦的焦點。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是為了減少一次點聚焦太陽能鏡的聚焦誤差，在斯特林發(fā)電機(jī)組的吸熱部位周圍設(shè)置有二次聚焦太陽能鏡，對一次點聚焦之后的太陽能光進(jìn)行二次聚焦到斯特林發(fā)電機(jī)組的吸熱部位上。
專利摘要本實用新型涉及太陽能的聚焦利用，特別是采用點聚焦的太陽能鏡實現(xiàn)太陽能采集，并應(yīng)用于一種固定點陣列太陽能斯特林機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。本實用新型包括至少一個或者一組點聚焦的太陽能鏡、至少一個斯特林發(fā)電機(jī)以及跟蹤控制裝置，太陽能鏡設(shè)置在太陽能鏡支架上，斯特林發(fā)電機(jī)設(shè)置在太陽能鏡聚焦的點狀的區(qū)域內(nèi)，并設(shè)置在太陽能鏡的上方或者下方，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中其焦距發(fā)生變化，保持其焦距始終處于斯特林發(fā)電機(jī)的點狀的區(qū)域；跟蹤控制裝置控制太陽能鏡在太陽光變化時將太陽光聚焦到至少一個斯特林發(fā)電機(jī)上，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中斯特林發(fā)電機(jī)與太陽能鏡不一起運(yùn)動，斯特林發(fā)電機(jī)與地面保持相對靜止，實現(xiàn)太陽能的跟蹤聚焦利用。
文檔編號F02G1/043GK202545147SQ20122010120
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月17日
發(fā)明者李建民 申請人:成都奧能普科技有限公司