本實(shí)用新型由太陽(yáng)能聚光器(CSP)構(gòu)成，所述太陽(yáng)能聚光器由一組在北-南方向上定向的長(zhǎng)的平面鏡(類(lèi)似菲涅耳鏡(Fresnel))構(gòu)成，每個(gè)平面鏡僅具有一條東-西向旋轉(zhuǎn)軸線，跟隨太陽(yáng)的高度，共同將一天中的光反射到一個(gè)拋物面槽式鏡(parabolic trough mirror)上，所述拋物面槽式鏡將太陽(yáng)輻射集中到拋物線焦線周?chē)囊恍∑瑓^(qū)域中，在所述區(qū)域中放置有加熱流體的吸收器。

背景技術(shù)：

已經(jīng)開(kāi)發(fā)出具有平面鏡的CSP，所述平面鏡放置成圓形劇場(chǎng)狀并聚焦到中央塔上，其中對(duì)于每個(gè)鏡子來(lái)說(shuō)需要在兩條軸線上的追蹤系統(tǒng)，然而本實(shí)用新型僅需要在一條軸線上追蹤。

也存在具有類(lèi)似菲涅爾鏡的平面鏡的CSP，其中這些平面鏡僅具有一條旋轉(zhuǎn)軸線以跟隨太陽(yáng)，但是利用南-北向的旋轉(zhuǎn)軸線。由于太陽(yáng)在冬季或中間季節(jié)的傾角較低，反射光也會(huì)落到拋物面槽式鏡上，但是在比本實(shí)用新型長(zhǎng)得多的距離上(以及小得多的入射角度上)實(shí)現(xiàn)的，因此對(duì)于該組鏡子來(lái)說(shuō)需要高得多的精度。在這些情況下，該組鏡子需要旋轉(zhuǎn)的追蹤角度也比本實(shí)用新型中的大，尤其是在相應(yīng)的輻射最大的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種太陽(yáng)能聚光器。

為此，本實(shí)用新型提供了一種太陽(yáng)能聚光器，其允許有效集中太陽(yáng)輻射，其特征在于，具有一組平面鏡，所述平面鏡具有東-西向旋轉(zhuǎn)軸線，所述平面鏡互相協(xié)作并跟隨太陽(yáng)的仰角，以便將輻射反射到北方(位于南半球)反射到東-西向水平軸線上的升高的、狹窄的且拉長(zhǎng)的區(qū)域，在所述區(qū)域中放置有吸收器，或者輻射在所述區(qū)域中進(jìn)一步集中。

所述區(qū)域?yàn)閽佄锩娌凼界R，所述拋物面槽式鏡將太陽(yáng)輻射進(jìn)一步集中到在拋物線的軸線周?chē)⑶乙云浣裹c(diǎn)為中心的橢圓帶內(nèi)，所述吸收器放置于所述橢圓帶，對(duì)此從最遠(yuǎn)的平面鏡(A)和最近的平面鏡(B)反射到拋物面槽的焦線上光束之間的角度不超過(guò)30°。

所述平面鏡的軸線具有齒輪以及由發(fā)動(dòng)機(jī)移動(dòng)的水平齒輪橫桿，從而使得，如本實(shí)用新型所提供的鏡子的幾何構(gòu)造所需要的，當(dāng)太陽(yáng)高度改變了Δα?xí)r，所述水平齒輪橫桿將所有的鏡子旋轉(zhuǎn)相同的角度Δγ＝Δα/2。

所述聚光器具有作為輻射吸收器的兩個(gè)平行帶的光伏板，所述兩個(gè)平行帶的光伏板以拋物面槽的焦線為中心，具有將每個(gè)指向入射輻射的對(duì)立的面，并且從其背部附接到具有流體的所述管或管道中，所述管或管道吸收并擴(kuò)散產(chǎn)生于發(fā)電面板上的熱量。

附圖說(shuō)明

為了更好地理解本實(shí)用新型，將會(huì)根據(jù)實(shí)施例來(lái)描述本實(shí)用新型，所述實(shí)施例示出在附圖中，所述附圖僅具有說(shuō)明性，而不限制本實(shí)用新型的目的、或其尺寸、所示出的元件的數(shù)量或支撐方式。

圖1是多排平面鏡(1)的側(cè)視圖，所述平面鏡反射從30°傾角照射來(lái)的太陽(yáng)光，所述平面鏡成角度地放置以使得將光反射到具有放置于塔上的拋物面槽(parabolic trough)的區(qū)域上。這種輻射在拋物線的軸線周?chē)膮^(qū)域(3)集中并被吸收，待加熱的液體在所述區(qū)域內(nèi)流通。

圖2是系統(tǒng)的另一個(gè)側(cè)視圖，但現(xiàn)在太陽(yáng)處于90°的傾角。平面鏡相對(duì)于圖1中的已經(jīng)被旋轉(zhuǎn)，每個(gè)旋轉(zhuǎn)一角度使得太陽(yáng)反射連續(xù)照在次極拋物面槽式鏡上。

圖3是多排平面鏡(1)的俯視圖，每個(gè)平面鏡都處于適當(dāng)?shù)慕嵌?，以使得光的反射照在拋物面槽式鏡(2)上(用于地球的南半球)。當(dāng)太陽(yáng)從東方移動(dòng)到西方，光以各種側(cè)向角度反射，但總是平行地照在次極拋物面槽式鏡上，以便隨后集中到吸收器上。

圖4是次極拋物面槽式鏡的更詳細(xì)的橫截面視圖，示出了來(lái)自兩個(gè)平面鏡(A離塔最遠(yuǎn)，B離塔最近)的輻射、以及吸收輻射能并盡可能地防止熱散失的管或面板的可能的分布。

圖5是平面鏡的橫截面視圖，利用這幅圖很容易證明，當(dāng)太陽(yáng)高度變化Δα?xí)r，所有這些鏡子移動(dòng)了相同角度Δγ＝-Δα/2，因此對(duì)于所有的鏡子僅需要一個(gè)共用的追蹤系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

平面鏡(1)安裝在框架上，所述框架能夠利用控制系統(tǒng)在一條軸線上旋轉(zhuǎn)，以便總是將光反射到東-西方向上的長(zhǎng)帶(2)上，在其中放置有安裝在塔上的次極拋物面槽式鏡，如圖1及圖2中可以看出的。假設(shè)所有這些排鏡子將光反射到從次級(jí)鏡的拋物線看約30°的角度內(nèi)，已示出成像應(yīng)集中在一狹窄區(qū)域上，所述狹窄區(qū)域包含于在拋物線軸線上的橢圓中(見(jiàn)日期為2009年2月2日的智利專(zhuān)利申請(qǐng)272-2009，以包圍吸收器的區(qū)域)，如圖4所示。如果早晨或午后的光線以相對(duì)于平面鏡的一側(cè)向角度到達(dá)，反射會(huì)僅平行地發(fā)生在沿拋物面槽更遠(yuǎn)的點(diǎn)上，如圖3中看出的，但位于圍繞該聚光鏡的拋物線焦點(diǎn)的相同的橢圓區(qū)域內(nèi)。

吸收器(3)安裝在該橢圓帶內(nèi)，所述吸收器有具有良好的太陽(yáng)輻射吸收性能和低散熱的管或管道組成。管包含有液體或氣體，一旦溫差適當(dāng)所述液體或氣體就會(huì)被泵入儲(chǔ)備庫(kù)，并且利用熱交換器使儲(chǔ)備庫(kù)中的熱能持續(xù)增加。

具有這種幾何結(jié)構(gòu)的平面鏡在白天和全年內(nèi)保持將光聚焦到拋物面槽上，而僅需一個(gè)對(duì)所有鏡子來(lái)說(shuō)共有的追蹤系統(tǒng)，雖然對(duì)于給定的太陽(yáng)高度，圖5中的初始角度γ_i由于到塔的距離增加(造成β不同)因而是不同的，但每個(gè)鏡子的旋轉(zhuǎn)改變相同的角度：

Δγ＝:γ_f-γ_i＝(90°-(β+α_f)/2)-(90°-(β+α_i)/2)＝(-α_f+α_i)/2＝:-Δα/2

例如，在圖1和圖2(其中太陽(yáng)分別來(lái)自30°和90°角)之間的平面鏡的旋轉(zhuǎn)，對(duì)于每個(gè)平面鏡是Δγ＝30°。

一個(gè)可行的追蹤太陽(yáng)的系統(tǒng)僅這樣構(gòu)成：在每個(gè)平面鏡的軸線上固定上齒輪，并且在所有這些齒輪上方，具有足夠長(zhǎng)度的水平齒形橫桿利用由單一計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)導(dǎo)向的精密發(fā)動(dòng)機(jī)和/或利用獲得太陽(yáng)位置的傳感器將所有鏡子旋轉(zhuǎn)相同的量。

利用這種簡(jiǎn)單的平面鏡系統(tǒng)所達(dá)到的太陽(yáng)能集中是僅利用拋物面槽可直接得到的直接輻射的多倍，這個(gè)量實(shí)質(zhì)上取決于塔的高度，所述塔的高度決定了可以被在前面提到的從塔開(kāi)始的30°范圍內(nèi)的鏡子所覆蓋的地域的量。

在理論上這是真實(shí)的，雖然為了將光束聚焦在次級(jí)鏡上，鏡子的精度和追蹤系統(tǒng)足夠優(yōu)良。(為了不損失輻射，可以設(shè)計(jì)次級(jí)鏡比來(lái)自平面鏡的原始光束略寬。)

在沿著拋物面槽式鏡的焦線的狹窄橢圓帶(3)內(nèi)，被該鏡和這組平光鏡反射的光得到集中。在這片區(qū)域中安裝有吸收器，所述吸收器由一系列具有選擇性涂層的管或真空管組成，以便吸收最大量的太陽(yáng)輻射以及防止熱能以紅外線形式散失。水、油或氣體可以在這些管中流通，所述水、油或氣體被輸送至具有熱交換器的儲(chǔ)蓄庫(kù)中。可選地，可以將其他類(lèi)型的吸收器或空腔置于高太陽(yáng)輻射的帶中。

這個(gè)熱量(thermal heat)可用于加熱大量的水，和/或用于發(fā)電(例如，利用蒸汽渦輪機(jī)或利用斯特林機(jī))，和/或用于生產(chǎn)蒸餾水(例如，從海水中)。