專利名稱：一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能光熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種用于在塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)中設(shè)置集熱器的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
作為一種化石燃料替代能源，太陽能目前受到越來越多的關(guān)注。其中太陽能光熱發(fā)電技術(shù)以其環(huán)境友好、易于跟現(xiàn)有電網(wǎng)對接等優(yōu)點，被認(rèn)為是未來人類能源需求的主要依賴之一。典型的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)包括一個鏡場，鏡場中設(shè)置若干定日鏡，用于將太陽光反射到鏡場的焦點位置。在鏡場中設(shè)置一支撐塔，用于支撐集熱器，使得集熱器位于鏡場焦點位置，以便接收定日鏡反射的太陽光，并把接收到的太陽光轉(zhuǎn)換為熱能，傳遞給工質(zhì)， 驅(qū)動發(fā)電裝置，產(chǎn)生電能。工業(yè)應(yīng)用級的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)一般包括幾百甚至上千組定日鏡，為了使這些定日鏡反射的太陽光能無阻擋地到達集熱器，一般需要將集熱器設(shè)置在鏡場中距離地面幾十米甚至上百米高的位置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在如此高的位置，加上集熱器本身復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以及眾多的輔助設(shè)備，集熱器的安裝和維護保養(yǎng)工作十分復(fù)雜。并且由于集熱器位于鏡場光學(xué)焦點位置，聚集的大量太陽能對維護人員的安全也構(gòu)成嚴(yán)重威脅。此外，在一天中不同的時間段，鏡場中集光效率最高的焦點位置不同。為了達到最高的集光效率，有人提出一種技術(shù)方案，在鏡場中設(shè)置多個由支撐塔支撐的集熱器，并且在不同的時段，分配鏡場中不同組定日鏡向不同的集熱器反射太陽光。此種方案不僅需要設(shè)置多個集熱器和集熱器塔，而且對鏡場中上千個定日鏡的控制也變得很復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種新穎的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，能夠使集熱器的安裝和維護工作變得容易，且提高對安裝維護人員的安全保障。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，包括用于反射和聚焦太陽光的定日鏡和用于吸收太陽光能量的集熱器，所述集熱器設(shè)置于支撐裝置上，并能夠相對于該支撐裝置移動和/或旋轉(zhuǎn)。所述集熱器能夠停留在任一可以轉(zhuǎn)動或\和移動到的位置吸收熱量。進一步的，所述支撐裝置具有懸掛結(jié)構(gòu)，所述集熱器通過懸掛方式設(shè)置于所述支撐裝置上，并能夠相對于支撐裝置移動和/或轉(zhuǎn)動，包括上下移動和沿橫梁方向移動。進一步的，在所述集熱器一旁安裝有可調(diào)角度和\或擋風(fēng)面積的擋風(fēng)板，用于減小空氣流動對所述集熱器吸熱的影響。作為一種優(yōu)選方案，所述支撐裝置包括支架和橫梁，所述橫梁相對于支架為懸臂梁或簡支梁，所述集熱器安裝于橫梁上。
進一步的，所述橫梁可相對于所述支架上下移動；所述支架上設(shè)置有帶動橫梁上下移動的裝置，及驅(qū)動所述裝置相對于支架移動的驅(qū)動器；所述帶動橫梁上下移動的裝置為套管或滑軌。進一步的，所述橫梁可相對于所述支架繞至少一個軸轉(zhuǎn)動；所述支架上設(shè)置有帶動橫梁轉(zhuǎn)動的裝置，及驅(qū)動所述裝置相對于支架轉(zhuǎn)動的驅(qū)動器；所述帶動橫梁轉(zhuǎn)動的裝置為套管或轉(zhuǎn)動平臺作為另一種優(yōu)選方案，所述支撐裝置可以為傾斜柱。進一步的，所述集熱器懸掛在所述傾斜柱上，能夠沿所述傾斜柱移動。進一步的，所述傾斜柱可繞至少一個軸旋轉(zhuǎn)。作為另一種優(yōu)選方案，所述支撐裝置為直立柱。特別的，帶動所述集熱器上下移動的裝置包括電機、由電機驅(qū)動的絞盤、與絞盤和所述集熱器連接的鋼絲繩以及滑輪單元。特別的，所述支撐裝置設(shè)置有斜拉梁或斜拉索，用以保持穩(wěn)定。特別的，在靠近集熱器的支撐裝置和\或其他裝置上設(shè)置耐高溫保護結(jié)構(gòu)。所述保護結(jié)構(gòu)為耐高溫涂層或耐高溫保護板。特別的，所述太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的管道系統(tǒng)設(shè)置有可以使管道轉(zhuǎn)向的裝置；所述可以使管道轉(zhuǎn)向的裝置為管道關(guān)節(jié)或波紋管。本發(fā)明所述的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)，采用支架和橫梁的組合方式，或是傾斜柱、或是直立柱的方式構(gòu)成支撐裝置，在集熱器的下方不存在支撐塔，從而在空出來的地面可以設(shè)置更多的定日鏡，從而提高鏡場中太陽能量的反射效率。通過使橫梁自身產(chǎn)生轉(zhuǎn)動或上下移動的方式或是使集熱器相對于橫梁移動和/ 或旋轉(zhuǎn)，使得集熱器在鏡場中的位置可以移動，從而使集熱器可以在一天中不同的時間段跟隨集光效率最高的空間位置移動，從而提高了太陽光采集效率，并且簡化了現(xiàn)有技術(shù)中的定日鏡控制方案。采用本發(fā)明的上述技術(shù)方案，通過集熱器相對于支撐裝置的上下運動，不僅可以克服現(xiàn)有技術(shù)中集熱器安裝維護作業(yè)困難的缺點，提高安裝維護作業(yè)的安全性。


下面根據(jù)附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1為本發(fā)明所述實施例一中的集熱器及其支撐裝置；圖2為實施例一的集熱器支撐裝置的剖面圖；圖3為本發(fā)明所述實施例二的示意圖；圖4為本發(fā)明所述實施例三的示意圖；圖5為本發(fā)明所述實施例四的示意圖；圖6為本發(fā)明所述實施例五的示意圖；圖7為本發(fā)明所述實施例六的示意圖；圖8為本發(fā)明所述太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的具體應(yīng)用示意圖。圖中1、絞盤；2、工質(zhì)進口 ；3、工質(zhì)出口 ；4、法蘭；5、集熱器；6、橫梁；7、滑輪一 ；8、鋼絲繩一 ；9、鋼絲繩二 ；10、滑輪二 ；11、固定支架；12、銜接裝置；13、支架；14、法蘭；15、電機； 16、擋風(fēng)板；17、驅(qū)動裝置；18、輔助支架；19、突起平臺；20、傾斜柱；21、斜拉索；22、定日
鏡；23、管道關(guān)節(jié)；24、液壓缸；25、轉(zhuǎn)動平臺。
具體實施例方式實施例一如圖1、圖2所示，給出了本發(fā)明所述太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的一個實施例中的集熱器及其支撐裝置的結(jié)構(gòu)圖。在實際應(yīng)用中，支架13固定在地面上，而橫梁6安裝在支架13上，使得有一個或兩個臂從支架向著周圍的空間伸出形成懸臂梁。本實施例示出有兩個臂的情形，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，根據(jù)系統(tǒng)裝機容量以及其它參數(shù)的不同，也可以只有一個臂。圖2示出上述集熱器支撐裝置的一個剖面圖，用于說明該支撐裝置的工作原理。 集熱器13上面設(shè)置有銜接裝置12，以便與橫梁6銜接固定，集熱器13 —旁安裝有可調(diào)方向的擋風(fēng)板16，用于減小空氣流動對所述集熱器13吸熱的影響。橫梁6套裝于支架13上，可沿其上下運動，橫梁6與鋼絲繩一 8 一端相接，鋼絲繩一 8的另一端連接在設(shè)置于支架底部的絞盤1上，通過絞盤1驅(qū)動，可實現(xiàn)橫梁6的上下運動，在不運動時，可在其下方安裝固定支架11進行固定。集熱器13上連接有鋼絲繩二 9，鋼絲繩9的另一端連接在設(shè)置于支架底部的絞盤 1上，絞盤1由電機15驅(qū)動，可以控制電機15從而實現(xiàn)絞盤1的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，通過鋼絲繩二 9將集熱器5從地面吊裝到橫梁6上，或者從橫梁6下降到地面，方便進行安裝和維護。工質(zhì)進口 2和工質(zhì)出口 3用于連接集熱器5和外部的驅(qū)動裝置，可以將集熱器所吸收的能量傳遞給汽輪機發(fā)電。工作中，定日鏡發(fā)射太陽光至集熱器5，集熱器5吸收太陽光能量，加熱其中的工質(zhì)，工質(zhì)可以是用于驅(qū)動汽輪機的氣體，在集熱器5中被加熱后，順著工質(zhì)出口 3到達汽輪機，驅(qū)動汽輪機來做工，做工后的工質(zhì)沿工質(zhì)進口 2循環(huán)回集熱器重新加熱。圖2中還示出了用于鋼絲繩導(dǎo)向的滑輪7和10，用于管線連接的法蘭4和14。實施例二 如圖3所示，給出了本發(fā)明所述太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的第二個實施例，在該實施例中，橫梁6采用簡支梁形式，支于兩端的支架13上，通過在橫梁6上安裝相應(yīng)的驅(qū)動裝置 17，可以輕易的實現(xiàn)集熱器5沿著橫梁6縱向移動，從而當(dāng)橫梁6位置不動時，集熱器5在空間的位置可以沿橫梁6縱向調(diào)整，以跟隨鏡場中集光效率最高的點。實施例三如圖4所示，給出了本發(fā)明所述太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的第三個實施例，在該實施例中，支架13采用直立柱形式，橫梁6采用懸臂梁形式，能夠在驅(qū)動裝置17的作用下繞支架13轉(zhuǎn)動和上下移動，集熱器13懸掛安裝于橫梁6上，在卷揚機的作用下能相對于橫梁上下移動，能夠停留在任一可以轉(zhuǎn)動或\和移動到的位置吸收熱量；該太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的管道系統(tǒng)設(shè)置有可以使管道轉(zhuǎn)向的裝置，此實施例采用管道關(guān)節(jié)23，亦可根據(jù)現(xiàn)場情況采用波紋管實現(xiàn)。實施例四
如圖5所示，給出了本發(fā)明所述太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的第四個實施例，在該實施例中，橫梁6能夠繞支架13轉(zhuǎn)動，還有一輔助支架18，在輔助支架18對應(yīng)于橫梁6工作高度的位置設(shè)置一突起平臺19 ；橫梁6的一端套裝在支架13上，另一端可支撐在突起平臺19 上。至于實現(xiàn)橫梁6上下移動的具體方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的原理，可以有很多種實現(xiàn)方式。例如，可以在支架13的外側(cè)設(shè)置可以上下移動的套管，橫梁6與套管連接。 這樣當(dāng)采用一定的方式驅(qū)動套管上下移動時，橫梁也便可以隨套管一起上下移動。在此情況下，結(jié)合集熱器5沿橫梁縱向的移動，可以在兩個維度上調(diào)整集熱器在鏡場中的位置，從而更精確跟蹤集光效率最高的點，提高整體集光效率。實施例五如圖6所示，給出了本發(fā)明所述太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的第五個實施例，此實施例可以看做是一種變形的塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其中直立的支撐塔被具有兩個傾斜柱20 的支架所代替，整個支架采用斜拉索21進行固定，用以保持穩(wěn)定。采用此種方案，當(dāng)集熱器 5需要安裝或維修時，可以直接從傾斜柱20上的工作位置豎直下降到維修位置，也可以沿著傾斜柱20傾斜移動到維修位置，待安裝或維修結(jié)束后，再移動回到工作位置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，該方案同樣有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中集熱器安裝維修不便的缺陷，并且提高了鏡場中的太陽能采集效率。實施例六如圖7所示，給出了本發(fā)明所述太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的第六個實施例，在該實施例中，采用一個傾斜柱20，與轉(zhuǎn)動平臺25鉸接，采用液壓缸M進行支撐，并通過液壓缸M 伸出長度調(diào)節(jié)傾斜柱20的傾角，結(jié)合集熱器5自身的卷揚升降，最終實現(xiàn)集熱器5位置變換。圖8為本發(fā)明所述太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的具體應(yīng)用示意圖。在該應(yīng)用實例中，設(shè)置有多個定日鏡22和集熱器5。通過采用本發(fā)明所述的支架13配合橫梁6的安裝結(jié)構(gòu)，使得不再需要在鏡場中設(shè)置集熱器塔，從而使得集熱器下方可以設(shè)置定日鏡，從而提高鏡場的總體集光效率。當(dāng)需要對某個或某些集熱器5進行維修維護時，可以將集熱器5從橫梁6上降下來，從而使維修和裝配工作變得容易。也可以使集熱器5沿橫梁6縱向移動，從而可以更加自由地設(shè)置集熱器維修和裝配作業(yè)位置，從而使維修和裝配工作進一步變得容易。在該應(yīng)用中，可以使集熱器5沿橫梁6縱向移動，并結(jié)合橫梁6繞支架13的轉(zhuǎn)動， 可以使集熱器5位置更精確地跟蹤鏡場中集光效率最高的位置，從而提高集光效率。在前述任一實施例中，為了使支架穩(wěn)固，避免在發(fā)生大風(fēng)等意外情況時倒下，可以設(shè)置加固結(jié)構(gòu)，如在支架與地面之間的斜拉索、斜拉梁等。另外，為了保護橫梁上靠近集熱器的部分免受聚集的高能量太陽光束以及集熱器高溫的損壞，可以在橫梁上靠近集熱器的部分設(shè)置保護層，例如耐高溫陶瓷等。在第四實施例中，集熱器懸掛在支架的傾斜柱上，所以耐高溫陶瓷也應(yīng)相應(yīng)地設(shè)置在該傾斜柱上，以保護塔臂免受高溫損壞。當(dāng)然，還可以包括其它部件。例如，在橫梁采用簡支梁的實施例中，當(dāng)橫梁降到地面后，支架缺少支撐結(jié)構(gòu)，可能變得不太穩(wěn)固。那么可以在兩個支架之間設(shè)置固定的橫梁， 用于在活動的橫梁降下后支撐所述支架。這些對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，屬于根據(jù)上述描述容易聯(lián)想到的技術(shù)方案，此處不再贅述。 以上結(jié)合具體實施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護范圍的限制?；诖颂幍慕忉專绢I(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實施方式
，這些方式都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，包括用于反射和聚焦太陽光的定日鏡和用于吸收太陽光能量的集熱器，其特征在于，所述集熱器設(shè)置于支撐裝置上，并能夠相對于該支撐裝置移動和/或旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述支撐裝置具有懸掛結(jié)構(gòu)，所述集熱器通過懸掛方式設(shè)置于所述支撐裝置上，并能夠相對于支撐裝置移動和/ 或轉(zhuǎn)動，包括上下移動和沿橫梁方向移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于在所述集熱器一旁安裝有可調(diào)角度和\或擋風(fēng)面積的擋風(fēng)板，用于減小空氣流動對所述集熱器吸熱的影響。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述支撐裝置包括支架和橫梁，所述橫梁相對于支架為懸臂梁或簡支梁，所述集熱器安裝于橫梁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述支撐裝置為傾斜柱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述支撐裝置為直立柱。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述橫梁可相對于所述支架上下移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述橫梁可相對于所述支架繞至少一個軸轉(zhuǎn)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述集熱器懸掛在所述傾斜柱上，能夠沿所述傾斜柱移動。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述傾斜柱可繞至少一個軸旋轉(zhuǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的任一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述集熱器能夠停留在任一可以轉(zhuǎn)動或\和移動到的位置吸收熱量。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述支架上設(shè)置有帶動橫梁上下移動的裝置，及驅(qū)動所述裝置相對于支架移動的驅(qū)動器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述帶動橫梁上下移動的裝置為套管或滑軌。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述支架上設(shè)置有帶動橫梁轉(zhuǎn)動的裝置，及驅(qū)動所述裝置相對于支架轉(zhuǎn)動的驅(qū)動器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述帶動橫梁轉(zhuǎn)動的裝置為套管或轉(zhuǎn)動平臺。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15所述的任一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于帶動所述集熱器上下移動的裝置包括電機、由電機驅(qū)動的絞盤、與絞盤和所述集熱器連接的鋼絲繩以及滑輪單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至15所述的任一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述支撐裝置設(shè)置有斜拉梁或斜拉索，用以保持穩(wěn)定。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至15所述的任一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于在靠近集熱器的支撐裝置和\或其他裝置上設(shè)置耐高溫保護結(jié)構(gòu)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述保護結(jié)構(gòu)為耐高溫涂層或耐高溫保護板。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至15所述的任一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的管道系統(tǒng)設(shè)置有可以使管道轉(zhuǎn)向的裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述可以使管道轉(zhuǎn)向的裝置為管道關(guān)節(jié)或波紋管。
全文摘要
本發(fā)明提出一種新穎的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，包括用于反射和聚焦太陽光的定日鏡和用于吸收太陽光能量的集熱器，所述集熱器設(shè)置于支撐裝置上，并能夠相對于該支撐裝置移動和/或旋轉(zhuǎn)，其中的支撐裝置可以采用支架-橫梁結(jié)構(gòu)或是傾斜柱、或是直立柱的方式構(gòu)成。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，不僅可以通過移動集熱器來提高陽光采集效率；還可以通過上下移動和/或旋轉(zhuǎn)集熱器，使裝配或維修更加便捷；并且集熱器下方可以設(shè)置定日鏡，從而提高了整個鏡場的總體發(fā)電效率。
文檔編號H02N6/00GK102437222SQ20111040042
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者劉泉, 劉詩涵, 孫天啟, 孫海翔, 朱亮, 王威, 竇新國, 許迪, 鐘強 申請人:深圳市聯(lián)訊創(chuàng)新工場科技開發(fā)有限公司