[发明专利]一种镜面聚焦自动随转式太阳能热机发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及到一种镜面聚焦自动随转式太阳能热机发电系统。

背景技术

世界能源日趋枯竭，可再生能源的开发和利用前景广阔，全方位、高效率地利用太阳能是相关人士追求的目标。目前大多数的太阳能发电是以单晶硅和多晶硅作为载体，来进行光伏发电。但是，在单晶硅和多晶硅的提炼过程中会消耗大量的电能，并且排放大量污染物。而在光伏板的生产过程中消耗的电力和其使用的生命周期中发出的电力不相上下。这样，实际上并没有达到合理利用太阳能的目的。

而近年来产生的镜面聚焦式太阳能装置，大部分只是简单的利用光热来加热物体，这样并没有达到真正发电的效果，也不能实现对能源的异地传输，无法解决野外或其他不方便进行远距离输电的地方的用电问题。

为了有效利用镜面聚焦反射的太阳光热，理论上可以通过在镜面的聚焦点上加热设置的斯特林热机来实现能量的转换。斯特林热机是闭循环活塞式的外燃机，一般将其封闭气缸的一端设为热端，其中设置有连接连杆的热端活塞；另一端设为冷端，设置有连接连杆的冷端活塞，气体能在冷端和热端间流动，作为工作介质间接参与能量转换。斯特林热机中的封闭气体在冷端与热端不同的温度环境下转换，通过气体热胀冷缩的体积变换推动活塞做功，使两个活塞的往复运动分别带动与连杆连接的曲轴做循环旋转的运动，将太阳光热转化成机械旋转的运动。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种镜面聚焦自动随转式太阳能热机发电系统，通过应用该清洁能源技术，降低光电转换装置的生产过程中气体液体污染物的排放；同时能够充分利用太阳能发电，提高光电转换的效率，并适用于电力的远距离传输。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种镜面聚焦自动随转式太阳能热机发电系统，包括：反射镜聚焦单元5、驱动单元4及能量转换单元1，由驱动单元4控制反光聚焦单元5随太阳转动并收集太阳能，并通过能量转换单元1转换为电能。

反射镜聚焦单元5由多面圆形抛物面反射镜组成，成圆周状分布。在反射镜聚焦单元5的多个镜面背面还设置有支撑单元7的镜面支架3，用于固定相对位置使所有镜面的聚焦点统一。

上述支撑单元7的基座6，在地面的位置固定不变用来支撑整个系统。基座6的另一端与支撑单元7的支持桁架8的中部连接，该支持桁架8一端与反射镜聚焦单元5的镜面中心连接，另一端与能量转换单元1连接。

通过两个伺服电机的驱动，分别驱动极轴方向和俯仰方向，保证了镜面能在全年对阳光自动随转跟踪，以实现最大效率地收集和反射太阳光热。通过在多个镜面的统一聚焦点上设置启动发电一体的斯特林发电系统，减小支持桁架上布置能量转换单元所需的空间，通过斯特林热机将镜面反射的太阳光热转换成机械能，由连接的发电机转化成电能。反射镜聚焦单元采用自旋和俯仰双轴跟踪方式。

本系统具有成本低、设计合理、结构简单、工作效率高等优点；且没有废气排放，能替代石油，煤，具有不污染环境，低碳的特点。

附图说明

附图为本发明结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

本发明镜面聚焦自动随转式太阳能热机发电系统，包含反射镜聚焦单元5、驱动单元4及能量转换单元1，由驱动单元4控制反光聚焦单元5随太阳转动并收集太阳能，并通过能量转换单元1转换为电能。

反射镜聚焦单元5由多面圆形抛物面反射镜组成，成圆周状分布。在反射镜聚焦单元5的多个镜面2背面还设置有支撑单元的镜面支架，用于固定相对位置使所有镜面的聚焦点统一。

上述支撑单元7的基座6，在地面的位置固定不变用来支撑整个系统。基座6的另一端与支撑单元7的支持桁架8的中部连接，该支持桁架8一端与反射镜聚焦单元5的镜面2中心连接，另一端与能量转换单元1连接。

在基座6与支持桁架8的连接位置设置有驱动单元4，驱动反射镜聚焦单元5的镜面2沿基座6转动以跟踪太阳光。该驱动单元4包含两个伺服电机，分别驱动反射镜聚焦单元5在两个自由度的旋转，其中一个实现极轴旋转，另一个实现俯仰角的转动，通过自旋和俯仰双轴跟踪保证了反射镜聚焦单元5在全年对太阳光的跟踪，以实现最大效率的收集太阳光。

能量转换单元1具体是在启动和发电中采用同一电机的斯特林热机和发电机，在斯特林热机启动时，上述电机作为电动机工作来带动发动机启动；斯特林电机启动后，上述电机作为发电机工作。由于使用了上述启动发电一体化电机，能量转换单元1能在启动、发电两种工作状态间切换，同时减小了支持桁架8上布置能量转换单元1所需的空间。