本發(fā)明涉及一種塔式太陽能熱發(fā)電站用定日鏡裝置。

背景技術(shù)：

定日鏡是一種用于塔式太陽能熱發(fā)電站中的聚光器裝置，它將太陽光反射后聚焦到固定于塔上某一高度處的吸熱裝置中。定日鏡一般由反射鏡、支撐結(jié)構(gòu)、傳動裝置和控制系統(tǒng)組成。定日鏡成本約占塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)總成本的40％以上，因此，為了降低系統(tǒng)發(fā)電成本，促進塔式太陽能發(fā)電系統(tǒng)的商業(yè)化進程，需要提高定日鏡場聚光效率，降低定日鏡材料成本、加工成本、運輸成本、組裝調(diào)試成本，以及維護成本等。為了達到降低成本的目的，國內(nèi)外定日鏡主要從支撐結(jié)構(gòu)的材料成本和加工成本方面進行了大力度研究并取得了一定成果，但在維護成本、組裝調(diào)試成本和提高鏡場聚光效率方面還有待研究。目前，得到廣泛應(yīng)用的定日鏡是方位俯仰跟蹤模式的T型定日鏡，比如專利CN101017033。另一種是自旋俯仰跟蹤模式的定日鏡，比如專利WO2015193523(A1)。這兩種類型的定日鏡存在的共同問題就是：當(dāng)定日鏡不需要工作或在大風(fēng)環(huán)境時常處于保護姿態(tài)，即定日鏡反射面水平向上，這樣灰塵極易堆積在反射鏡表面，使反射率大幅度降低影響聚光效率，或者需要增加反射鏡清洗頻率，從而增加了定日鏡維護成本；另外，反射鏡型面為長方形，在鏡場布置時，相鄰的前后排定日鏡很容易在長方形四個角的位置處發(fā)生擋光和陰影，從而降低鏡場聚光效率。在反射鏡組裝和整體光斑調(diào)試方面，目前多數(shù)的反射鏡結(jié)構(gòu)要求在有陽光的天氣進行組裝和調(diào)試，使光斑調(diào)試時間大大增加，同時增加了人力成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種近圓形可倒扣式定日鏡裝置，從而降低定日鏡的組裝和光斑調(diào)試成本、維護成本，提高定日鏡場聚光效率。

為達到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

本發(fā)明定日鏡由反射鏡、反射鏡支架、U形立柱和驅(qū)動傳動裝置構(gòu)成。驅(qū)動傳動裝置安裝在U形立柱上，并與反射鏡支架連接，反射鏡安裝在反射鏡支架上。所述的反射鏡整體面型由多個反射鏡單元拼接而成，反射鏡整體輪廓形狀為圓形或近圓形，反射鏡單元輪廓形狀可為長方形、圓形或正多邊形，反射鏡單元面型可為曲面或平面。

反射鏡安裝在反射鏡支架上，反射鏡和反射鏡支架構(gòu)成組合體。反射鏡和反射鏡支架組合體由U形立柱在兩端對稱支撐，能保證反射鏡及反射鏡支架在高度角方向旋轉(zhuǎn)至少180度，使反射鏡及反射鏡支架可呈倒扣姿態(tài)，即反射鏡的反射面一側(cè)朝向地面。

所述的驅(qū)動傳動裝置包括方位角傳動裝置和高度角傳動裝置，采用分體布置。方位角傳動裝置位于U形立柱底部中間，高度角傳動裝置位于U形立柱一側(cè)的頂部，高度角傳動裝置還與反射鏡支架連接，可驅(qū)動反射鏡支架及反射鏡在高度角方向旋轉(zhuǎn)。

所述的反射鏡支架由橫梁、多個支架模塊、多個水平軸線方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)和多個豎直軸線方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)構(gòu)成；橫梁為矩形管、工字鋼或其它型鋼，豎直軸線方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)通過螺栓安裝在橫梁上。支架模塊與豎直軸線方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)固定連接形成組合體，組合體可繞豎直軸線轉(zhuǎn)動一定角度；水平軸線方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)通過螺栓連接方式安裝在支架模塊上，并可繞水平軸線旋轉(zhuǎn)；反射鏡單元通過水平軸線方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)連接在支架模塊上，能實現(xiàn)快速準確的角度調(diào)整。

當(dāng)定日鏡尺寸較大時，在U形立柱中部設(shè)有中心立柱，構(gòu)成三點對稱式支撐，反射鏡在與中心立柱對應(yīng)的位置處設(shè)有開口，使反射鏡及反射鏡支架可旋轉(zhuǎn)至倒扣姿態(tài)。

本發(fā)明具有如下特點：

第一，定日鏡反射鏡整體面型為圓形或近圓形，可避免傳統(tǒng)的現(xiàn)有長方形布局四角造成的鏡場擋光或陰影問題，提高鏡場效率。第二，定日鏡在非工作狀態(tài)時反射鏡停放在倒扣姿態(tài)，減少灰塵在反射面上的堆積，降低清洗頻率，從而減少定日鏡維護成本。第三，分體式傳動裝置有利于降低傳動裝置成本。第四，反射鏡單元可實現(xiàn)方位角和高度角的快速調(diào)整，縮短安裝和光斑調(diào)試周期，降低定日鏡安裝和調(diào)試成本。

附圖說明

圖1是U形立柱對稱支撐式定日鏡結(jié)構(gòu)示意圖，圖中：1反射鏡、2U形立柱、3方位角傳動裝置、4高度角傳動裝置、10轉(zhuǎn)動支承、11反射鏡單元；

圖2是U形立柱對稱支撐式定日鏡背部結(jié)構(gòu)示意圖，圖中：5反射鏡支架、51橫梁；

圖3是反射鏡支架整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中：51橫梁、52支架模塊、53水平軸線方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)、54豎直軸線方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)；

圖4是三點對稱立柱支撐式定日鏡結(jié)構(gòu)示意圖，圖中：1反射鏡、3方位角傳動裝置、4高度角傳動裝置、10轉(zhuǎn)動支承、20轉(zhuǎn)動支承、21中心立柱、51橫梁。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步說明。

實施例一

本發(fā)明實施例一是U形立柱對稱支撐式近圓形定日鏡。

本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。圖1為該定日鏡結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖，圖2為該結(jié)構(gòu)的后視圖。該定日鏡包括反射鏡1、U形立柱2、方位角傳動裝置3、高度角傳動裝置4和反射鏡支架5。反射鏡1由若干反射鏡單元11通過線性陣列或圓周陣列方式拼接而成，拼接成的反射鏡1的輪廓形狀為圓形或近圓形，即反射鏡1的四角處不布置反射鏡單元。當(dāng)若干排所述的定日鏡構(gòu)成定日鏡場時，相鄰的前后兩排定日鏡之間可以減少太陽光遮擋和陰影現(xiàn)象，使定日鏡行間距減小，提高鏡場的聚光效率，并減少鏡場占地面積。根據(jù)定日鏡聚光特性和結(jié)構(gòu)力學(xué)性能分析，定日鏡四角處如果有反射鏡單元，則四角處的反射鏡單元在載荷作用下位移量較大，聚光效果較差，增加了不必要的成本。本發(fā)明的定日鏡不在四角處布置反射鏡單元，可提高性價比。反射鏡單元11的面型可以為平面，也可以是曲面。反射鏡1由反射鏡支架5支撐，反射鏡支架5通過橫梁51的兩端與轉(zhuǎn)動支承10和高度角傳動裝置4連接。高度角傳動裝置4的輸出軸和轉(zhuǎn)動支承10的回轉(zhuǎn)中心重合，構(gòu)成高度角旋轉(zhuǎn)軸線。反射鏡1和反射鏡支架5構(gòu)成的組合體為一個整體，在高度角傳動裝置4的驅(qū)動力作用下，可繞高度角旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)高度角方向?qū)θ崭?。本發(fā)明定日鏡高度角轉(zhuǎn)動角度大于180度，可實現(xiàn)反射鏡1的反射面朝向地面，即倒扣姿態(tài)，有效防止灰塵在反射面上的堆積。高度角傳動裝置4和轉(zhuǎn)動支承10分別固連在U形立柱2的兩側(cè)頂部，在U形立柱2的底部中間處布置方位角傳動裝置3，方位角傳動裝置3的輸出軸線為方位角旋轉(zhuǎn)軸線，該軸線垂直于地面，并與高度角旋轉(zhuǎn)軸線相交。反射鏡1、反射鏡支架5、高度角傳動裝置4、轉(zhuǎn)動支承10和U形立柱2作為一個整體，在方位角傳動裝置3的驅(qū)動力作用下，繞方位角旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)方位角方向?qū)θ崭櫋?/p>

圖3所示為反射鏡支架5的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，反射鏡支架5由橫梁51、多個支架模塊52、多個水平軸線方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)53和多個豎直軸線方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)54構(gòu)成。橫梁51為矩形管，豎直軸線方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)54通過螺栓安裝在橫梁51矩形管的上下兩個表面上，多個豎直軸線方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)54沿橫梁51軸線方向間隔布置。每個支架模塊52底部與每個豎直軸線方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)54固定連接形成組合體，組合體可繞豎直軸線轉(zhuǎn)動一定角度。水平軸線方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)53可繞水平軸線旋轉(zhuǎn)，通過螺栓連接方式安裝在支架模塊52上，多個水平軸線方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)53根據(jù)結(jié)構(gòu)需要在支架模塊52上均勻或不均勻間隔布置。反射鏡單元11通過水平軸線方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)53連接在支架模塊52上，由此，水平軸線方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)53和豎直軸線方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)54可完成反射鏡單元11的快速和準確地光斑調(diào)試，極大提高定日鏡的調(diào)試效率，降低調(diào)試成本。

實施例二

本發(fā)明實施例二是三點對稱支撐式定日鏡，如圖4所示。當(dāng)定日鏡尺寸較大，水平方向跨度較大時，可采用三點對稱支撐式定日鏡。即在U形立柱2的中間增加中心立柱21，中心立柱21的軸線與方位角傳動裝置3的輸出軸線重合，即為方位角旋轉(zhuǎn)軸線。高度角傳動裝置4固定在中心立柱21的頂部，高度角傳動裝置4為水平雙輸出軸，水平雙輸出軸線即為定日鏡高度角旋轉(zhuǎn)軸線，雙輸出軸與橫梁51軸線重合。轉(zhuǎn)動支承10和20作為輔助支承，固定在U形立柱2的兩側(cè)頂部，可減少橫梁51的變形，使反射鏡1的反射面型控制在所需的精度范圍內(nèi)。反射鏡1為豁口式，即在中心立柱21位置處不設(shè)置反射鏡單元，以便使反射鏡1可以呈倒扣姿態(tài)。