[发明专利]一种太阳能聚光装置

说明书

本发明提供的一种太阳能聚光装置，包括太阳光平面反射装置、曲面聚焦装置和光能接收装置，曲面聚焦装置具有整体面型为旋转抛物面的反射面，所述的曲面聚焦装置的反射面的中心与太阳光平面反射装置的旋转中心的连线相对于太阳光平面反射装置的旋转中心所在的水平面的仰角为0～20度；光能接收装置可以沿曲面聚焦装置的反射面的旋转轴移动，实现光斑温度和能流调节；曲面聚焦装置包括主体支架、多个曲面反射镜单元和多个曲面反射镜单元支架，曲面聚焦装置的反射面由所述多个曲面反射镜单元拼接而成；曲面反射镜单元可以分别绕水平轴和竖直轴转动一定角度，实现其快速安装与聚光性能调试。

技术领域

本发明涉及太阳能热收集技术领域，具体涉及一种太阳能聚光装置。

背景技术

太阳能聚光装置是一种通过跟踪太阳轨迹并将太阳光实时汇聚到一点或一条线的装置。国内外商业化的太阳能光热发电站通常采用的聚光装置包括用于塔式太阳能发电站的定日镜、抛物面槽式聚光器和碟式聚光器。这些聚光装置通常可以获得几十到几百的聚光比，产生的温度可达到数百度或者上千度。另一种太阳能聚光装置——太阳炉能产生1000℃～3500℃的高温，可应用于太阳能制氢系统和极端环境条件下的高温材料性能研究。太阳炉由太阳光反光装置、太阳光聚焦装置和光能接收装置组成。

申请号为201310571365.5公开了一种输入太阳能功率可控的手动跟踪太阳炉。其中通过增加百叶窗来调节太阳光聚焦装置所接收太阳光反光装置所反射光线的多少，进而调节太阳光聚焦装置的会聚功率，实现不同温度的转变。但是增加百叶窗装置使得整个装置结构比较复杂。另外，现有的太阳炉的太阳光聚焦装置通常由若干反射镜单元拼接而成可聚焦的旋转抛物面，每个反射镜单元依靠三至四个螺栓安装固定。安装反射镜单元时，通过调节螺栓的高度使得每个反射镜单元获得合适的安装角度，实现反射镜单元将光线聚焦到焦点处。这种调整方法费时费力，而且反射镜单元调整角度有限，不能达到较高的调整精度，对聚光效果有很大影响。此外，现有太阳炉的太阳光反射装置和太阳能聚焦装置的中心一般位于同一水平高度，在阳光较好的夏季不能达到更佳的聚光效果。

发明内容

因此，本发明的目的是克服上述现有技术中的缺陷，提供一种结构简单、温度和能量密度方便可调、能够满足不同的高温需求、能充分利用夏季的阳光资源，获得较好的聚光性能的太阳能聚光装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供的太阳能聚光装置，包括：

太阳光平面反射装置；

曲面聚焦装置，具有整体面型为旋转抛物面的聚焦反射面，所述聚焦反射面的中心与太阳光平面反射装置的旋转中心的连线相对于所述太阳光平面反射装置的旋转中心所在的水平面仰角为α，所述α的取值范围为：0≤α≤20°；

光能接收装置，位于太阳光平面反射装置和曲面聚焦装置之间，可沿曲面聚焦装置的聚焦反射面的旋转轴线移动；

所述太阳光平面反射装置适于跟踪太阳轨迹，并将太阳光平行反射到所述曲面聚焦装置，然后所述太阳光被聚焦到光能接收装置上；

所述曲面聚焦装置包括：主体支架、曲面反射镜单元和曲面反射镜单元支架，所述曲面聚焦装置的聚焦反射面由多个所述曲面反射镜单元拼接而成，每个所述曲面反射镜单元通过一个所述曲面反射镜单元支架固定在所述主体支架；

所述曲面反射镜单元支架包括：支撑架、水平旋转轴、竖直旋转轴和支座，所述支撑架上设置有连接孔，所述连接孔用于连接所述曲面反射镜单元，所述支撑架可带动曲面反射镜单元分别绕所述水平旋转轴和所述竖直旋转轴相对转动；所述支座上设置有n个周向均匀分布的固定孔，所述n为大于1的自然数，所述曲面反射镜单元支架通过所述固定孔以螺栓连接的方式固定在所述主体支架上；

在聚光状态下，通过将所述曲面反射镜单元支架相对于所述主体支架旋转角度360°/n后再固定，可实现该曲面反射镜单元支架所对应的所述曲面反射镜单元的散焦功能。