[发明专利]一种固定点阵列太阳能冶炼系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能利用，特别是采用点聚焦的太阳能镜实现太阳能采集，采用点聚焦的转换器实现太阳能的聚焦跟踪冶炼系统，涉及太阳能的聚焦利用。

背景技术

太阳能冶炼，就是利用太阳能实现冶炼的设备。

１９４７年，法国科学家特朗比尝试把军用探照灯的反射镜用在太阳熔炼炉上，１９５２年，在蒙特路易的比利牛斯山上，特朗比建造了世界上第一台功率为７５千瓦的大型太阳能冶炼炉，其干燥温度可以达到３０００℃以上。　　特朗比希望建立更大的太阳炉。在７０年代建成了一座功率为１０００千瓦的巨型太阳炉，通过把一束束阳光反射到太阳能炉的一个直径５０米的抛物面聚光镜上，这个聚光镜经过再聚焦，可以把聚集起来的阳光的温度加热到３５００℃。用这座太阳炉每天可以生产２.５吨锆。其纯度比用一般电弧炉中熔炼的锆还高。

太阳能冶炼系统是采用太阳能聚焦跟踪技术实现太阳能的高温热采集，再通过将热能传送给冶炼设备，实现对产品的冶炼。

现有的太阳能聚焦热发电分为槽式、塔式、碟式三种，其太阳能采集部分可以用于冶炼。通常塔式、碟式可以达到800-2000度的采集温度，利用次热能可以实现太阳能的冶炼。

太阳能点聚焦利用技术主要是塔式和蝶式二种，碟式系统是采用太阳能镜聚焦于一个冶炼装置上。    

塔式系统是将一个太阳能镜作为定日镜，将多个太阳能反射镜聚焦于一个冶炼装置上的太阳能冶炼系统，由于塔式太阳能采集的特征，使得其在跟踪太阳能过程部分太阳能镜的利用时间仅为4-6小时，如塔东侧的太阳能镜在上午时基本无法利用，只有到了中午或者下午后才可以利用，因而太阳能采集效率低，该技术方案可以实现高温的采集，但是通常其规模较大，不适合于小型或者家用系统。

发明内容

本发明的目的就是提供一种固定点阵列太阳能冶炼系统，采用太阳能镜采集焦点成为点的各种太阳能光学镜，在焦点的区域内设置冶炼装置，冶炼装置不跟随太阳能镜一起运动，在太阳能镜跟踪太阳能过程中，其焦距发生变化，因而称为变焦跟踪；跟踪控制装置控制太阳能镜在太阳光变化时将太阳光聚焦到至少一个冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器上，在每天的太阳能跟踪过程聚焦于至少一个冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器上，实现太阳能的经济利用，在进行跟踪太阳的过程中，保持其焦距始终处于冶炼装置的点的区域；冶炼装置设置在太阳能镜周围，在太阳能镜跟踪太阳能过程中不跟随太阳能镜进行运动；在太阳能镜上设置有跟踪控制装置，太阳能镜设置在太阳能支架上，来实现的高温高效采集及利用。由于采用点聚焦的太阳能冶炼系统，同时，采用变焦跟踪的技术，因而称为变焦固定点阵列太阳能冶炼系统。

本发明采用至少一个或者一组太阳能镜与至少一个冶炼装置组合构成整体的跟踪冶炼系统，将至少一个或者一组太阳能镜在多个冶炼装置之间最优的聚焦，从而实现了提高现有太阳能跟踪系统的跟踪效率，降低了跟踪系统的成本，这样克服了现有塔式太阳能冶炼系统太阳能采集时间低的缺点，通过设置多个冶炼装置的技术方法，实现了对现有太阳能镜的利用时间和效率的提高，使得点聚焦的系统可以进行分布式、小型化的适合不同的规模的要求，同时也适合于大规模系统。

 

具体发明内容如下：

一种固定点阵列太阳能冶炼系统，包括冶炼装置（1）、可以采集太阳能的光学镜(2)、支撑太阳能镜的太阳能支架装置(4)、动力提供装置、动力传送装置，以及电子控制系统，其特征是：至少一个或者一组点聚焦的太阳能镜以及至少一个冶炼装置；冶炼装置设置在太阳能镜聚焦的点状的区域内，并设置在太阳能镜的上方或者下方，冶炼装置设置在冶炼装置支架上（12）；太阳能镜设置在太阳能镜支架上，在太阳能镜支架或/和太阳能镜上设置有跟踪控制装置，跟踪控制装置控制太阳能镜在太阳光变化时将太阳光聚焦到至少一个冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器上，在每天的太阳能跟踪过程聚焦于至少一个冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器上，在太阳镜跟踪太阳能过程冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器与太阳能镜不一起运动，冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器与地面保持相对静止，实现太阳能的跟踪聚焦冶炼利用。

冶炼装置由太阳能光热转换器、冶炼床、冶炼流体、冶炼室组成，冶炼床设置在冶炼室内，太阳能光热转换器将太阳能转换为热能直接加热被冶炼物质或与冶炼流体换热，冶炼流体与设置在冶炼床上的被冶炼物进行换热将被冶炼物进行冶炼。冶炼装置或者冶炼装置的太阳能光热转换器设置在太阳能镜采集区域。