[发明专利]一种太阳能聚光系统

说明书

技术领域

本发明属于太阳能热利用技术领域，更具体地，涉及一种太阳能聚光系统。

背景技术

能源是经济社会发展的重要基础，传统化石能源因其不可再生性，其大规模消耗会导致人类可利用的化石能源日益枯竭，而且化石能源利用过程中所引起的环境问题严重威胁着人类的生存与发展。发展可再生的清洁能源成为解决能源危机的必由之路。太阳能因其分布广泛、蕴量巨大、免费使用及不污染环境等优点，与其他可再生能源相比具有巨大 的发展前途，是未来能源利用的重要发展方向。

太阳能集热利用的一个主要方向是太阳能热发电。太阳能热发电较光伏发电具有效率高、成本低、生产过程对环境影响小等优点。根据不同的热机工作原理，发电系统可以采用的热力循环有：朗肯循环(蒸汽轮机)、布雷顿循环(燃气轮机)和斯特林循环(斯特林发 动机)。根据不同的聚光方式，当前的太阳能热发电系统主要可分为槽式、塔式和碟式。碟式太阳能热发电系统中主要采用的是斯特林循环。碟式斯特林发电系统工作过程中几乎不需要水，发电效率可达30％以上。相较于其他类型的太阳能热发电系统，碟式太阳能热发电具有应用灵活、占地面积小、较高的聚光比、效率高、便于模块化组装和组成混合发电系统等优点。

碟式太阳能热发电系统的主要组成部分为：碟式聚光器、太阳能集热器、热能转换 利用装置及太阳跟踪控制系统。其工作原理为：碟式的聚光器将低密度的太阳光聚集在其焦点处，设置于焦点处的太阳能集热器吸收高能量密度的太阳光能量并将热量传递给斯特林发动机，进而驱动发电机发电。

在传统的碟式太阳能热发电系统中，聚光器都是一块块玻璃组建撑得，玻璃比较重且易碎，需要高强度的支撑结构，造价比较高且要做到很好的防风比较难，另外焦点处于环境中，容易被风吹散导致热量流失，聚光器整日暴露于环境中，容易老化；太阳能集热器、聚光器与立柱支架荷载大，支撑结构复杂、成本增加；热能转换利用装置对入射阳光干扰强等。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中成本耗材大，效率较低，运行成本较高的技术缺陷。

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种太阳能聚光系统，包括太阳能聚光器、太阳能聚光器支撑结构、太阳能跟踪装置；所述太阳能聚光器包括太阳能聚光球体，位于聚光球体内部的太阳能反射膜、聚热装置；所述太阳能反射膜将太阳能聚光球体分割成上下两个独立密封的空间，分别为上半球和下半球，上半球和下半球均冲入一定量的气体，将太阳能聚光球体上半球和下半球膨胀成一个球体，中间的太阳能反射膜膨胀出一个向太阳能聚光球体下半球凸起的球缺，使球缺的焦点位于太阳能聚光球体的球心；所述聚热装置位于太阳能聚光球体的球心；所述太阳能支撑结构包括底座、安装于底座的支撑架和径向分布于太阳能聚光球体的刚性肋板和加强筋；径向分布肋板和加强筋汇聚于太阳能聚光球体的两极，太阳能聚光球体的两极各设有一个转轴，太阳能聚光球体通过两极的转轴固定在支撑架上；这样透过所述上半球透明膜的入射光经反射膜反射到聚热装置，加热聚热装置内的传热工质产生高温高压蒸汽或者气体，驱动发电机进行发电。

以上所述太阳能聚光球体上半球膜是有柔性和张力的透光性较好透明膜。

以上所述太阳能聚光球体上半球膜是乙烯-四氟乙烯共聚物。

以上所述太阳能聚光球体的两极的转轴平面与聚光球赤道所在平面平行，转轴可以实现双向转动。

以上所述太阳能支撑结构的底座上还设有转动装置，可以实现360°的旋转。

以上所述太阳能跟踪装置安装于太阳能支撑结构的底座上，控制所有的转动与旋转，来保证太阳能反射膜都处于最优的工作状态

以上所述反射膜是具有反光镀层的弹性膜，包括基材，在所述基材的平滑面上镀有反射材料或粘有反射膜，在所述反射材料或反射膜上涂覆有透明保护膜层。

以上所述反射材料为铝或银，所述反射膜为镀铝薄膜或镀银薄膜。

以上所述透明保护膜层为聚四氟乙烯、液态玻璃或聚氟乙烯。

本发明与现有技术具有以下优势：