[发明专利]一种方位跟踪利用太阳光集热系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能跟踪利用技术，具体的说是一种方位跟踪利用太阳光集热系统。

背景技术

我国幅员广大，有着十分丰富的太阳能资源，据估算，我国陆地表面每年接收的太阳辐射能约为50×10¹⁸KJ，全国各地太阳年辐射总量达335～837KJ/cm²·A，中值为586KJ/cm²·A。从全国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大，大气层薄而清洁，透明度好，纬度低，日照时间长。

太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源，这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。尽管相继研究出一系列的太阳能装置如太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能电池等，但太阳能的利用还远远不够，究其原因，主要是利用率不高。就目前的太阳能装置而言，如何最大限度的提高太阳能的利用率，仍为国内外学者的研究热点。解决这一问题应从两个方面入手，一是提高太阳能装置的能量转换率，二是提高太阳能的接收效率，前者属于能量转换领域，还有待研究，而后者利用现有的技术则可解决，而太阳跟踪系统为解决这一问题提供了可能。不管哪种太阳能利用设备，如果它的集热装置能始终保持与太阳光垂直，并且收集更多方向上的太阳光，那么，它就可以在有限的使用面积内收集更多的太阳能。但是太阳每时每刻都是在运动着，集热装置若想收集更多方向上的太阳光，那就必须要跟踪太阳。香港大学建筑系的教授研究了太阳光照角度与太阳能接收率的关系，理论分析表明：太阳的跟踪与非跟踪，能量的接收率相差37.7%，精确的跟踪太阳可使接收器的接收效率大大提高，进而提高了太阳能装置的太阳能利用率。申请号为200910206030.7的发明专利公开了一种自动跟踪太阳能发电装置，该装置通过挡板和东西方向设置的感光器产生电压差输出信号，控制电机工作实现太阳能电池支架及太阳能电池板水平角度的调整，该装置仅仅实现了小范围的太阳能俯仰跟踪发电，难以满足集成式全方位跟踪；现有的自动跟踪太阳灶和五象限法太阳自动跟踪仪，结构复杂。

发明内容

本发明的目的为提高太阳能装置的太阳能利用率，克服现有技术中因跟踪不到位而导致太阳能接受率低的问题，提供一种方位跟踪利用太阳光集热系统，扩宽了太阳能的利用领域。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：一种方位跟踪利用太阳光集热系统，包括同心设置且半径不同的多个转盘、驱动各转盘同步转动的电机、铰接在转盘上的多组反射装置以及设在各转盘内部空间中的真空管组，每个真空管组由依次竖直排列呈圆形的真空管组成，真空管的开口端密封，且真空管的密封腔室中盛放有水介质，每个转盘内圈中位于首端排列的真空管中设有伸入到其内部腔室底部的进水管，不同转盘内圈的进水管集结后与水泵连接，每个转盘内圈中位于末端排列的真空管中设有用于输出热水或蒸汽的输出管，不同转盘内圈的输出管集结后与储能箱连接，且每个转盘内圈中相邻设置的两个真空管之间通过设有逆止阀的U型管连通；各转盘通过交叉设置的连接杆相互连接，各连接杆交叉集于一点后固定在位于最内侧转盘中心设置的基座上，各转盘的下端面上均设有轨道以及安装在轨道中的支撑轮，支撑轮固定在固定座中。

本发明中，位于最外侧转盘上的每组反射装置由一个端部铰接在转盘上的反射镜组成，反射镜的迎光面朝向转盘内圈，其背光面上设有固定在转盘上且用于调整反射镜的迎光面与地平面之间夹角的调节支杆；为了收集更多方向上的太阳光，设在相邻两个真空管组之间的转盘上的每组反射装置由端部通过合页铰接的两个反射镜组成，两个反射镜的另一端部均铰接设置在固定在转盘上的伸缩杆上，且每组反射装置中的两个反射镜的迎光面相互背向设置。

其中，所述的伸缩杆由中空结构的外直杆以及套设在外直杆中的内直杆组成，外直杆的周面上设有穿过其周面用于固定内直杆的紧固螺钉，通过调整伸缩杆的长度，可调整每组反射镜中的铰接设置的两个反射镜之间的夹角，进而调整反射镜的反射角度。

本发明中，转盘是由多个结构相同的方钢固定连接而成的圆形轨道，可根据不同半径的转盘的需要，将数量不同的方钢固定在一起，实现反射面积的扩展或缩小。