專利名稱：一種太陽能線性多鏡變焦多向跟蹤系統(tǒng)及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能利用,特別是太陽能聚焦跟蹤焦點(diǎn)為直線的線性跟蹤以及組成 陣 列跟蹤及其利用。
背景技術(shù)：
太陽能跟蹤主要由槽式、塔式和蝶式三種，由于槽式系統(tǒng)為單向跟蹤相對(duì)技術(shù)難 度比較低，同時(shí)由于太陽能選擇涂層以及真空管技術(shù)在100-400度的溫度區(qū)間具備產(chǎn)業(yè)化 生產(chǎn)能力，因而可以迅速的被批量生產(chǎn),在國(guó)際上被最早的商業(yè)化應(yīng)用的就是槽式系統(tǒng)。國(guó)際上的槽式系統(tǒng)的主要的跟蹤方式采用將一個(gè)換熱管設(shè)置在槽式系統(tǒng)的焦線 位置，在換熱管內(nèi)充入導(dǎo)熱油，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)熱油流動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)熱能的采集。在跟蹤太陽能 的過程中導(dǎo)熱油在管道內(nèi)一起運(yùn)動(dòng)，在導(dǎo)熱油管道與流出端采用波紋管的方式實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的 管道與不運(yùn)動(dòng)的管之間的連接；由于波紋管需要耐高溫、可靠性高等要求，因而成為關(guān)鍵器 件，同時(shí)該種連接無法保證保溫性要求,因而系統(tǒng)的熱損非常高。中國(guó)專利200710176966提供了一種組合的跟蹤系統(tǒng),可以用于槽式、塔式結(jié)合的 跟蹤系統(tǒng)，其跟蹤的方式采用將焦點(diǎn)不動(dòng)而太陽能鏡系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的方式，主要是采用在 地面上設(shè)置兩個(gè)軌道進(jìn)行跟蹤，而槽式系統(tǒng)線聚焦系統(tǒng)，利用其線性軸與地球自傳軸平行 放置，因而可以采用一個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)跟蹤,但是該方案采用在地面上的轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)槽 式跟蹤,顯然不能實(shí)現(xiàn)跟蹤，因而發(fā)明者在方案中進(jìn)一步設(shè)置了俯仰跟蹤,使其成為雙向的 跟蹤，但這種跟蹤方式主要是沿著一個(gè)圓點(diǎn)的圓周運(yùn)功與俯仰運(yùn)動(dòng)形成的跟蹤系統(tǒng)，其局 限性大，不靈活，而且在地面上需要一定的運(yùn)動(dòng)軌道，占地面積也相對(duì)較多。本發(fā)明人在200610020352發(fā)明中公布了變焦跟蹤的太陽能利用系統(tǒng)，主要采用 盤式或十字型雙向跟蹤方式實(shí)現(xiàn)變焦跟蹤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種太陽能線性多鏡變焦多向跟蹤利用系統(tǒng)，采用多個(gè)反 射鏡、菲涅爾鏡、平面鏡組成的--組太陽能光學(xué)鏡,將每一個(gè)鏡的轉(zhuǎn)軸設(shè)置在一個(gè)可具有不 同形狀的太陽能鏡支架上，每一個(gè)太陽能光學(xué)鏡可以繞軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)太陽能鏡支架還 可以運(yùn)動(dòng)，這樣實(shí)現(xiàn)了太陽鏡繞起軸轉(zhuǎn)和跟隨太陽能鏡支架運(yùn)動(dòng)的多向跟蹤；由于多向跟 蹤減少了單軸跟蹤的難度，同時(shí)可以減少聚焦的圓柱區(qū)的范圍，提高聚焦的倍數(shù),提高使用 的溫度；由于太陽能利用設(shè)備被設(shè)置在一個(gè)圓柱體區(qū)間內(nèi)并且在地面或建筑物上,在太陽 能鏡運(yùn)動(dòng)時(shí)保持不動(dòng)，因而其焦距是變化的變焦跟跟蹤，太陽能利用設(shè)備設(shè)置在圓柱體內(nèi) 就實(shí)現(xiàn)了聚焦跟蹤的太陽能的多種利用。本發(fā)明采用焦線不運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使得熱管可以被應(yīng)用于系統(tǒng)傳熱，同時(shí)由于 焦線不動(dòng),可以在焦線上設(shè)置其他太陽能利用設(shè)備，如太陽能光伏發(fā)電設(shè)備、斯特林發(fā)電機(jī) 等重量比較大的設(shè)備，可以采用小的驅(qū)動(dòng)力就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能跟蹤和驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明提供了其陣列結(jié)構(gòu)，適合于不同規(guī)模的多種太陽能的綜合利用，同時(shí)也適合于大規(guī)模的利用太陽能,特別是太陽能的光伏發(fā)電、熱發(fā)電、高溫蒸汽、供暖、烹飪、制冷 等，可以在一個(gè)系統(tǒng)中同時(shí)提供不同功能的太陽能利用。具體發(fā)明內(nèi)容如下太陽能線性多鏡變焦多向跟蹤利用系統(tǒng),包括至少一個(gè)太陽能利用設(shè)備、至少一 組光學(xué)鏡其中每組光學(xué)鏡由多個(gè)太陽能線性聚焦光學(xué)鏡組成、用于支撐光學(xué)鏡組的太陽能 鏡支架，使太陽能線性聚焦光學(xué)鏡能跟蹤太陽運(yùn)動(dòng)的太陽能跟蹤裝置(4)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置、 以及電子控制系統(tǒng)，每組光學(xué)鏡共同聚焦于一個(gè)圓柱區(qū)域內(nèi)，至少有一個(gè)太陽能利用設(shè)備 設(shè)置在該圓柱區(qū)域內(nèi)并保持不動(dòng)，在每個(gè)太陽能線性聚焦光學(xué)鏡上固定設(shè)置有至少一個(gè)轉(zhuǎn) 軸，所述轉(zhuǎn)軸的兩端設(shè)置在太陽能鏡支架上,通過動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)線性聚焦光學(xué)鏡沿轉(zhuǎn) 軸轉(zhuǎn)動(dòng)和跟隨太陽能鏡支架運(yùn)動(dòng)，使每組線性聚焦光學(xué)鏡的焦線始終保持在太陽能利用設(shè) 備所在的區(qū)域內(nèi) 為了使太陽能鏡支架可以靈活的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，太陽能鏡支架的形狀可以選擇有利于 運(yùn)動(dòng)的形狀,也可以選擇下列至少一種形狀的器件A、拋物線型；B、弧形；C、圓形器件；D、多邊形支架；E、復(fù)合拋物線型；F、直線、斜線、曲線型。跟蹤裝置包括用于支撐整個(gè)系統(tǒng)的跟蹤支架、動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)力驅(qū)動(dòng) 裝置(6)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)光學(xué)鏡對(duì)太陽能的跟蹤,所述動(dòng)力傳輸裝置(10) —端與 驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行連接，至少另外一端設(shè)置在轉(zhuǎn)軸、太陽能鏡支架或者太陽能線性聚焦光學(xué)鏡 上，通過動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置(6)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能的跟蹤。跟蹤支架為太陽能利 用設(shè)備、太陽能光學(xué)鏡、跟蹤系統(tǒng)、太陽能線聚焦光學(xué)鏡支架全部組件提供支撐。跟蹤支架 可以設(shè)置在上述系統(tǒng)的任何部位，只要符合本發(fā)明的要求,可以任意的設(shè)置支架的位置與 結(jié)構(gòu)。任何通過動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(6)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)，都可以用于本發(fā)明的太陽能跟 蹤，所述的動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)選擇下列之一齒輪機(jī)構(gòu)(10)、鏈條機(jī)構(gòu)、渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)、鉸鏈機(jī)構(gòu)。其中當(dāng)動(dòng)力傳輸裝置(10)的另一端設(shè)置在太陽能線性聚焦光學(xué)鏡的轉(zhuǎn)軸上時(shí)， 轉(zhuǎn)軸與光學(xué)鏡固定連接,通過動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)傳輸裝置的齒輪或者鏈條或者絞鏈機(jī)構(gòu)， 使轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)太陽能線性聚焦光學(xué)鏡圍繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)動(dòng)力傳輸裝置設(shè)置在太陽 能鏡支架上時(shí)，可以驅(qū)動(dòng)太陽能鏡支架進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；當(dāng)動(dòng)力傳輸裝置直接設(shè)置在太陽能線性 聚焦光學(xué)鏡上時(shí)，可以直接驅(qū)動(dòng)太陽能線性聚焦光學(xué)鏡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。太陽能鏡支架設(shè)置在跟蹤支架上，并且通過動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置和動(dòng)力傳輸裝置太陽能 鏡支架可以在跟蹤支架上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，與太陽能鏡的延轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)共同組成了多向的運(yùn)動(dòng)， 主要達(dá)到跟蹤的目的和要求,太陽能鏡支架的運(yùn)動(dòng)方式可以采用任何可能的形式,但是優(yōu) 選的運(yùn)動(dòng)的軌跡可以選擇下列之一A、拋物線或弧形或圓形器件與地平面平行運(yùn)動(dòng)；
B、拋物線或弧形或圓形器件延兩個(gè)拋物線或弧形或圓形進(jìn)行拋物線或弧形或圓 形運(yùn)動(dòng)。C、沿直線、斜線、曲線的運(yùn)動(dòng)。由于線聚焦系統(tǒng)不動(dòng),可以將任何的太陽能利用設(shè)備設(shè)置在此區(qū)域內(nèi)，甚至可以 將大重量的設(shè)備設(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)置太陽能利 用設(shè)備，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)置太陽能利用設(shè)備，通 常太陽能利用設(shè)備可以選擇自下列至少一種A、太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能的太陽能設(shè)備；B、將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能的熱管；C、太陽灶；D、將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能并且通過熱能進(jìn)行發(fā)電的設(shè)備，優(yōu)選為斯特林發(fā)電機(jī)；E、太陽能干燥、裂解設(shè)備；F、將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能的換熱管。在同一個(gè)太陽能利用系統(tǒng)中，可以選擇不同的利用設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)多種的太陽能 利用，特別是針對(duì)家庭及區(qū)域的應(yīng)用，可以同時(shí)為區(qū)域提供發(fā)電、供暖、干燥、蒸汽、熱水等 多種應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)區(qū)域及部門的能源供應(yīng)。當(dāng)選擇熱管設(shè)備時(shí)實(shí)現(xiàn)將熱管技術(shù)完美的與光學(xué) 鏡系統(tǒng)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)利用熱管技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效的熱能采集及傳輸，減少了系統(tǒng)的采集及傳 輸熱損。線性跟蹤系統(tǒng)由南北方向與東西方向兩種跟蹤方式，主要采用與地平面平行放 置，根據(jù)在地球表面的不同的經(jīng)度與緯度,優(yōu)先選擇與太陽光照射垂直或夾角最小的方向 設(shè)置,太陽能線性聚焦光學(xué)鏡焦線、太陽能光學(xué)鏡的長(zhǎng)度方向的對(duì)稱軸線與地球自轉(zhuǎn)軸平 行，這樣使得集熱效率最高，太陽能線性聚焦光學(xué)鏡的焦線選擇下列方式之一進(jìn)行放置與 地球自轉(zhuǎn)軸平行、與地球自轉(zhuǎn)軸平行夾角最小、與地面平行、與水平面平行，優(yōu)選為與地球 自轉(zhuǎn)軸平行放置。任何的可以線聚焦的光學(xué)鏡都可以用于太陽能的采集,太陽能線性聚焦的光學(xué)鏡 選擇自下列一種A、線性復(fù)合拋物面反射鏡；B、線性菲涅爾透鏡或反射鏡；C、線性凹、凸透鏡；D、線性拋物面反射鏡；E、玻璃、金屬、非金屬的平面反射鏡。通過動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(6)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能的跟蹤,所采用的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)裝置,選自下列之一A、機(jī)械驅(qū)動(dòng)器件，優(yōu)選為機(jī)械發(fā)條、彈簧、跟蹤；B、相變驅(qū)動(dòng)裝置，采用密閉在一個(gè)空間的物質(zhì)，隨著溫度的增大使其壓力的增大， 來推動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)跟蹤；上述A、B兩種跟蹤不需要耗費(fèi)電能,成為無電驅(qū)動(dòng)；C、利用電能帶動(dòng)電機(jī)或液壓裝置驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)(10)來實(shí)現(xiàn)跟蹤；D、通過電或光的傳感器的信號(hào)，通過比較不同部位的太陽能轉(zhuǎn)化器件的電流、電壓值和/或光亮度值，由計(jì)算機(jī)或單片機(jī)來調(diào)整電機(jī)(6)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的跟蹤；上述C、D兩種跟蹤需要耗費(fèi)電能，成為耗電驅(qū)動(dòng)。為了便于使用，可以將該系統(tǒng)設(shè)置在不同的區(qū)域，既可以設(shè)置在地面，也可以設(shè)置 在建筑物頂部,通常采用多個(gè)太陽能利用設(shè)備(1)設(shè)置為一個(gè)陣列，每個(gè)陣列可以設(shè)置在 --個(gè)共同的平臺(tái)上或設(shè)置在--個(gè)地面和/或建筑物的區(qū)域；對(duì)同一排和/或同一列的太陽能利用設(shè)備，可以共用一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)備(6)；在進(jìn)行對(duì)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太陽能利用設(shè)備之外的區(qū)域， 為了減少此部分的損失,采用了二次聚焦，即在太陽能利用設(shè)備上設(shè)置一個(gè)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太陽能利用設(shè)備—丨二， 通?？梢赃x擇至少下列一種二次聚焦光學(xué)鏡(8)A、線性復(fù)合拋物面反射鏡；B、線性菲涅爾透鏡或反射鏡；C、線性凹、凸透鏡；D、線性拋物面反射鏡；E、多棱鏡，由多個(gè)平面的反射或投射鏡組成的拋物面、復(fù)合拋物面或多個(gè)菲涅爾 透鏡或反射鏡組成的多棱鏡。可以將二次聚焦光學(xué)鏡設(shè)置在太陽能利用設(shè)備....匕與一次聚焦的太陽能鏡一起轉(zhuǎn) 動(dòng)，這個(gè)樣一次和二次聚焦的太陽能鏡可以采用同一個(gè)跟蹤設(shè)備和驅(qū)動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能 的二次聚焦，提高了太陽能利用的效率。由多個(gè)陣列組成一個(gè)系統(tǒng),在每個(gè)陣列上設(shè)置多排、列太陽能利用設(shè)備⑴’每一 個(gè)陣列上的每排或列太陽能利用設(shè)備(1)通過熱管系統(tǒng)(9)和/或強(qiáng)制循環(huán)流動(dòng)的流體進(jìn) 行換熱或者直接利用，多個(gè)陣列之間通過熱管系統(tǒng)(9)和/或強(qiáng)制循環(huán)的流體進(jìn)行換熱或 者直接利用。本發(fā)明選擇的方案是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的優(yōu)選方案,任何符合本發(fā)明的原理的方案 和技術(shù)、產(chǎn)品，都是本發(fā)明的保護(hù)范圍。采用本發(fā)明的技術(shù)方案可以達(dá)到下列有益效果1、可以減少器件的運(yùn)動(dòng)范圍，減少跟蹤的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分的能耗,實(shí)現(xiàn)高效、高可 靠、低成本的跟蹤以及太陽能的利用。2、可以實(shí)現(xiàn)多種的太陽能利用，太陽能的發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)、蒸汽、供暖、制冷、熱水、 烹飪等，包括對(duì)大重量的設(shè)備的應(yīng)用，極大的擴(kuò)展了槽式太陽能利用的技術(shù)與范圍，增強(qiáng)了 應(yīng)用的可靠性，提高了系統(tǒng)的載重量。3、可以便于實(shí)現(xiàn)陣列的太陽能的利用，實(shí)現(xiàn)不同的太陽能產(chǎn)品的高效的大規(guī)模的 利用。4、可以適合于小型區(qū)域及家庭的綜合利用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)供暖、發(fā)電、烹飪、等多種應(yīng) 用，實(shí)現(xiàn)區(qū)域能源供應(yīng)。


圖一是多拋物線反射鏡太陽能線跟蹤及利用系統(tǒng)(側(cè)視圖)圖二是多菲涅爾反射鏡跟蹤及利用系統(tǒng)圖；圖三是多菲涅爾反射鏡跟蹤陣列跟蹤及利用系統(tǒng)圖。圖中具體標(biāo)號(hào)的含義如下1 太陽能利用設(shè)備,2 太陽能線聚焦光學(xué)鏡,3 太陽鏡支架，4 跟蹤支架,5 ；轉(zhuǎn) 軸,6 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置(電機(jī))，7 齒輪,8 二次太陽能反射鏡,9 動(dòng)力傳輸系統(tǒng),10 熱管傳 熱系統(tǒng)，11、轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，12、太陽能鏡支架驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例--多拋物線反射鏡太陽能線跟蹤及利用系統(tǒng)本圖為一個(gè)側(cè)視圖，太陽能鏡為四個(gè)拋物面反射鏡(2)，太陽能利用設(shè)備(1)為一 個(gè)熱管，拋物面鏡設(shè)置在一個(gè)拋物線型的器件上，在每一個(gè)拋物線鏡上設(shè)置有一個(gè)軸，太陽 能鏡可以沿著軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，多個(gè)太陽能鏡通過不同的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能的跟蹤，同時(shí)將太 陽能光聚焦到熱管上，四個(gè)拋物線鏡采用同一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),傳遞機(jī)構(gòu)為齒輪組,不同的太陽 能鏡的齒輪齒數(shù)不同，從而可以采用不同的轉(zhuǎn)速有驅(qū)動(dòng)不同的太陽能鏡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，在 地面上還設(shè)置有軸承可以沿著地面進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，沿著軸的運(yùn)動(dòng)以及沿著地面的運(yùn)動(dòng)采用不同 的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)備設(shè)備(11、12)，這樣整個(gè)系統(tǒng)由地面的運(yùn)動(dòng)與每一個(gè)太陽能拋物鏡的沿著 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)共同組成的多向運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能跟蹤及利用。實(shí)施例二 多菲涅爾反射鏡跟蹤及利用系統(tǒng)如圖2所示，本例采用雙組菲涅爾反射鏡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)太陽能跟蹤，其中每一組太陽 能鏡為2個(gè)菲涅爾反射鏡,兩組太陽能鏡跟蹤系統(tǒng)串聯(lián)；太陽能利用設(shè)備(1)為一個(gè)太陽能 光伏與光熱綜合利用系統(tǒng)，單晶硅的太陽能電池板設(shè)置在真空管的內(nèi)部，同時(shí)還設(shè)置有--個(gè)水冷裝置為太陽能電池板提供散熱裝置，這樣既可以實(shí)現(xiàn)聚焦光伏發(fā)電又可以實(shí)現(xiàn)熱水 的利用；四個(gè)菲涅爾反射鏡固定在二個(gè)半圓環(huán)型器件上,動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置為一個(gè)電機(jī)(6)，動(dòng) 力傳輸裝置為設(shè)置在圓環(huán)上的齒輪機(jī)構(gòu)，電機(jī)通過齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)設(shè)置在圓環(huán)上的齒輪,使 得太陽能鏡在圓環(huán)上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，此部分的電機(jī)以及傳動(dòng)部分與半圓環(huán)進(jìn)行固定連接；同時(shí) 在半圓器件—丨二還設(shè)置另外一個(gè)電機(jī)及齒輪組，其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一端設(shè)置在半圓型的器件上，另 一端連接在齒輪上,通過齒輪機(jī)組實(shí)現(xiàn)對(duì)半圓型器件的運(yùn)動(dòng)，此部分的電機(jī)與地面進(jìn)行連 接，在跟蹤過程中保持不運(yùn)動(dòng)；這樣通過兩個(gè)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了太陽能鏡沿著其轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn) 動(dòng)以及跟隨半圓器件的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了太陽能的跟蹤與利用。實(shí)施例三、多菲涅爾反射鏡跟蹤陣列跟蹤及利用系統(tǒng)本案例為多鏡陣列跟蹤系統(tǒng),采用四個(gè)菲涅爾反射鏡,其轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定設(shè)置在四個(gè) 圓環(huán)上,每個(gè)菲涅爾反射鏡可以沿著軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置為一個(gè)電機(jī)，電機(jī)通過鏈條 的動(dòng)力傳輸設(shè)備驅(qū)動(dòng)兩個(gè)設(shè)置在焦線轉(zhuǎn)軸上的齒輪,實(shí)現(xiàn)對(duì)2*2陣列的太陽能跟蹤，電機(jī) 以及傳動(dòng)部分設(shè)置在與圓環(huán)的軸進(jìn)行連接部位，并可以隨軸進(jìn)行跟蹤運(yùn)動(dòng)；同時(shí)還設(shè)置有 第二個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分,該部分電機(jī)直接與地面進(jìn)行連接，并可以驅(qū)動(dòng)圓環(huán)的軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；太 陽能利用設(shè)備為熱管系統(tǒng),熱管系統(tǒng)將熱能傳輸?shù)较到y(tǒng)外部,實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽能的采集以及 利用。
權(quán)利要求
一種太陽能線性多鏡變焦多向跟蹤系統(tǒng)及應(yīng)用，包括至少一個(gè)太陽能利用設(shè)備、至少一組光學(xué)鏡其中每組光學(xué)鏡由多個(gè)太陽能線性聚焦光學(xué)鏡組成、用于支撐光學(xué)鏡組的太陽能鏡支架，使太陽能線性聚焦光學(xué)鏡能跟蹤太陽運(yùn)動(dòng)的太陽能跟蹤裝置、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置、以及電子控制系統(tǒng)，每組光學(xué)鏡共同聚焦于一個(gè)圓柱區(qū)域內(nèi)，至少有一個(gè)太陽能利用設(shè)備設(shè)置在該圓柱區(qū)域內(nèi)并保持不動(dòng)，其特征是每個(gè)太陽能線性聚焦光學(xué)鏡上固定設(shè)置有至少一個(gè)轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸的兩端設(shè)置在太陽能鏡支架上，通過動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)線性聚焦光學(xué)鏡沿轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)和跟隨太陽能鏡支架運(yùn)動(dòng)，使每組線性聚焦光學(xué)鏡的焦線始終保持在太陽能利用設(shè)備所在的區(qū)域內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能線性多鏡變焦多向跟蹤系統(tǒng)，其特征是所述太陽能 鏡支架選擇下列至少一種形狀的器件A、拋物線型；B、弧形；C、圓形器件；D、多邊形支架；E、復(fù)合拋物線型；F、直線、斜線、曲線型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的太陽能線性多鏡變焦多向跟蹤系統(tǒng),其特征是所述跟蹤 裝置包括用于支撐整個(gè)系統(tǒng)的跟蹤支架、動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力傳輸裝置一端與驅(qū)動(dòng)裝 置進(jìn)行連接，至少另外一端設(shè)置在轉(zhuǎn)軸、太陽能鏡支架、太陽能線性聚焦光學(xué)鏡—匕通過動(dòng) 力驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能的跟蹤。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能線性多鏡變焦多向跟蹤系統(tǒng),其特征是所述動(dòng)力傳 輸機(jī)構(gòu)選擇下列之一齒輪機(jī)構(gòu)、鏈條機(jī)構(gòu)、渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)、絞鏈機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能線性多鏡變焦多向跟蹤系統(tǒng)，其特征是所述太陽能 鏡支架設(shè)置在跟蹤支架上，太陽能鏡支架進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的軌跡可以選擇下列之一A、拋物線或弧形或圓形器件與地平面平行運(yùn)動(dòng)；B、拋物線或弧形或圓形器件延兩個(gè)拋物線或弧形或圓形進(jìn)行拋物線或弧形或圓形運(yùn)C、沿直線、斜線、曲線的運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的太陽能線性多鏡變焦多向跟蹤系統(tǒng),其特征是太陽能利 用設(shè)備選擇下列至少--種A、太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能的太陽能設(shè)備；B、將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能的熱管,或者在熱管外部設(shè)置有真空管系統(tǒng)并且與熱管進(jìn)行密 閉連接的熱管真空管系統(tǒng)；C、將太陽能轉(zhuǎn)化為流體的熱能流體換熱器；或者在流體換熱器外部設(shè)置有真空管系統(tǒng) 并且與流體換熱器進(jìn)行密閉連接的流體換熱器真空管系統(tǒng)。D、太陽灶；E、將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能并且通過熱能進(jìn)行發(fā)電的設(shè)備；F、太陽能干燥、裂解設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的太陽能線性多鏡變焦多向跟蹤系統(tǒng)，其特征是太陽能線性聚焦光學(xué)鏡的焦線選擇下列方式之--進(jìn)行放置與地球自轉(zhuǎn)軸平行、與地球自轉(zhuǎn)軸平行夾角最小、與地面平行、與水平面平行，優(yōu)選為與地球自轉(zhuǎn)軸平行放置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的太陽能線性多鏡變焦多向跟蹤系統(tǒng)，其特征是所述的動(dòng) 力驅(qū)動(dòng)裝置，選自下列之一A、機(jī)械驅(qū)動(dòng)器件,優(yōu)選為機(jī)械發(fā)條、彈簧、跟蹤；B、相變驅(qū)動(dòng)裝置，采用密閉在一個(gè)空間的物質(zhì)，隨著溫度的增大使其壓力的增大，來推 動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)跟蹤；C、利用電能帶動(dòng)電機(jī)或液壓裝置驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)跟蹤；D、通過電或光的傳感器的信號(hào),通過比較不同部位的太陽能轉(zhuǎn)化器件的電流、電壓值 和/或光亮度值，由計(jì)算機(jī)或單片機(jī)來調(diào)整電機(jī)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的跟蹤。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的太陽能線性多鏡變焦多向跟蹤系統(tǒng)，其特征是在太陽能 利用設(shè)備的周圍,還設(shè)置有二次反射鏡,太陽能線性聚焦的光學(xué)鏡以及二次反射鏡選擇自 下列至少--種A、線性復(fù)合拋物面反射鏡；B、線性菲涅爾透鏡或反射鏡；C、線性凹、凸透鏡；D、線性拋物面反射鏡；E、玻璃、金屬、非金屬的平面反射鏡。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9所述的任一太陽能線性多鏡變焦多向跟蹤利用系統(tǒng)，其特征是 至少有多個(gè)太陽能利用設(shè)備設(shè)置為一個(gè)陣列，每個(gè)陣列由多組太陽能鏡、跟蹤系統(tǒng)、支架系 統(tǒng)、太陽能利用設(shè)備組成,對(duì)同一排和/或同--列的太陽能利用設(shè)備,共用一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè) 備，每陣列可以設(shè)置在一個(gè)共同的平臺(tái)—丨二或設(shè)置在一個(gè)地面和/或建筑物的區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述太陽能線性多鏡變焦多向跟蹤利用系統(tǒng)，其特征是由多個(gè) 陣列組成一個(gè)系統(tǒng),在每個(gè)陣列上設(shè)置多排、列太陽能利用設(shè)備,每一個(gè)陣列上的每排或列 太陽能利用設(shè)備通過熱管系統(tǒng)和/或強(qiáng)制循環(huán)流動(dòng)的流體進(jìn)行換熱或者直接利用，多個(gè)陣 列之間通過熱管系統(tǒng)和/或強(qiáng)制循環(huán)的流體進(jìn)行換熱或者直接利用。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種太陽能線性多鏡變焦多向跟蹤系統(tǒng)及應(yīng)用，采用多個(gè)反射鏡、菲涅爾鏡、平面鏡組成的一組太陽能光學(xué)鏡，將每一個(gè)鏡的轉(zhuǎn)軸設(shè)置在一個(gè)拋物線或弧形的器件上，每一個(gè)太陽能光學(xué)鏡可以繞軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)拋物線或弧型器件還可以運(yùn)動(dòng)，這樣實(shí)現(xiàn)了太陽鏡繞起軸轉(zhuǎn)到與拋物線或弧型器件運(yùn)動(dòng)的多向跟蹤；本發(fā)明適合于不同規(guī)模的多種太陽能的綜合利用，特別是太陽能的光伏發(fā)電、熱發(fā)電、高溫蒸汽、供暖、烹飪、制冷等，可以在一個(gè)系統(tǒng)中同時(shí)提供不同功能的太陽能利用。
文檔編號(hào)G05D3/00GK101840050SQ20091030104
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月22日
發(fā)明者李建民 申請(qǐng)人:北京智慧劍科技發(fā)展有限責(zé)任公司