[实用新型]菲涅尔中高温太阳能集热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能集热装置，具体是指一种菲涅尔中高温太阳能集热装置。

背景技术

能源短缺以及环境问题已经逐步成为制约我国与世界经济和社会长期发展的重大瓶颈。为了解决这一问题，除大力开展节能与科学用能和努力发展化石燃料外，必须加速可再生能源的开发和利用。开发利用可再生能源，对优化能源结构、保护环境、减排温室气体、应对气候变化具有十分重要的作用，在这方面太阳能有着特别重要的作用。太阳能是一种清洁、丰富和可再生的资源，太阳能在我国以及在全世界都是最丰富和可广泛获取的可再生能源形式。它的大量使用，将改变我国不合理的能源结构，使能源供应多样化。太阳能无疑是目前地球上可以开发的最大可再生能源。根据对到达地球上的太阳辐射能量进行转化形式的不同，太阳能的利用可以分为光热和光伏两大类别。

太阳能热利用主要分为低温热利用、中温热利用和高温热利用。太阳能热水器只是低温的太阳能利用，是太阳能热利用的很小部分。实际上太阳能还有很多可利用领域，尤其是在中高温的领域。在中国，工业用能约占70%的能耗，因此工业中高温用热已经成为目前高能耗的主要来源。在太阳能的中高温应用领域方面，如太阳能热发电、取暖、制冷、海水淡化、啤酒发酵等，我国目前基本上还是一片空白。

现有的太阳能中高温集热技术大多采用槽式（复合曲面）反射集热装置。传统槽式集热装置的缺点在于系统比较笨重庞大、迎风面较大，因此在系统安装时必须增加抗风性设计，而且在太阳跟踪时所需动力功率也较大，制造成本较高。

菲涅尔线聚焦集热技术大大地减轻了集热装置的重量，因此在太阳能中高温集热应用方面较槽式集热方式制造成本更低。菲涅尔线聚焦集热技术又分为透镜集热和反射集热两种结构。其中透镜集热的安装方式为透镜高位安装、接收器低位安装；缺点在于透镜面积较大，高位安装导致迎风面较大，降低系统稳定性并增加成本。而反射式集热反射镜采用低位安装，风阻减少，相比增加系统稳定性并降低成本。通常的菲涅尔反射镜是用齿纹面作为向光面，缺点是长期在户外环境容易沉积尘埃影响反射效果。现有的解决技术是在反射镜上增加一套透光平板防护罩；这样做的缺点是增加成本、减少反光效能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种菲涅尔中高温太阳能集热装置，该菲涅尔中高温太阳能集热装置可实现太阳能中高温集热，提高了系统集热效率，系统结构轻巧，降低了制造成本和维护成本。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：菲涅尔中高温太阳能集热装置，主要由安装座、以及设置在安装座上端的接收器构成，所述接收器的下方设置有菲涅尔线聚焦反射镜构成主反射镜，且该主反射镜的齿纹面为镀膜层，其另一面为向阳面。

所述主反射镜主要由至少两个菲涅尔线聚焦反射镜拼装而成，且所有菲涅尔线聚焦反射镜均位于同一平面内。

所述安装座的上端设置有旋转轴，旋转轴上套装有旋转套筒，接收器沿旋转轴的轴线贯穿设置在旋转轴上；所述主反射镜通过主支架连接在旋转套筒上。

所述主支架主要由开口向上的圆环形支架构成，且该圆环形支架两端通过横向支架连接在旋转套筒上；所述主反射镜设置在圆环形支架的内圆面上。

本实用新型还包括跟踪系统，所述跟踪系统主要由步进电机、与步进电机相连的齿轮、以及与齿轮相啮合的齿圈构成，所述齿圈安装在圆环形支架的内圆面上。

所述接收器的上方设置菲涅尔线聚焦反射镜构成次反射镜，且次反射镜的齿纹面为镀膜层，且齿纹面为反射面。

所述安装座的上端设置有旋转轴，旋转轴上套装有旋转套筒，接收器沿旋转轴的轴线贯穿设置在旋转轴上；所述次反射镜通过次支架连接在旋转套筒上。

所述次支架主要由V形支架构成，且V形支架的下端连接在在旋转套筒上；所述次反射镜安装在V形支架的上端。

所述主反射镜和次反射镜的材质为透明聚甲基丙烯酸甲酯或者玻璃，但不局限于此，也可根据实际需要另行选择。

所述接收器为CSP真空金属直通管，采用CSP真空金属直通管作为接收器，一方面能够达到有效集热保温，另一方面便于集热器之间的串接，组成有效阵列，提供工业和商业应用。

综上所述，本实用新型的有益效果是：

（1）采用菲涅尔反射镜线聚焦集热方式，可实现太阳能中高温集热，系统结构轻巧，成本比曲面线聚焦更低；

（2）主反射镜用光面面向太阳光，有效克服了用齿纹面面向太阳光导致的积尘问题，提高了系统集热效率，降低了维护成本；

（3）采用菲涅尔二次反射结构，有效提高太阳光的收集效率，同时保持系统结构的轻巧型，性价比较高；