太阳能聚光集热及存储释放系统.pdf

本发明涉及太阳能聚光集热及存储释放系统，包括：太阳能采集装置，用于通过介质吸收太阳能并转化为热能；热存储和/或释放装置，用于吸收达到设定温度的介质中的热能；热能传输装置，用于在介质达到设定温度时将介质输送至热存储和/或释放装置，热存储和/或释放装置中的介质输送至太阳能采集装置；太阳位置跟踪装置，用于根据太阳的位置调整太阳能采集装置的位置，使太阳能采集装置朝向太阳的方向。本发明通过自动跟踪太阳从而使该系统相对于现有技术而言更有效率，可以减少煤炭、煤电、燃油、燃气等不可再生能源的燃烧和消耗，从而大幅度改善空气质量，净化人类生存环境，减缓温室效应和气候变化。

1.  太阳能聚光集热及存储释放系统，其特征在于，包括：
太阳能采集装置，用于通过介质吸收太阳能并转化为热能；
热存储和/或释放装置，用于吸收达到设定温度的介质中的热能；
热能传输装置，用于在介质达到设定温度时将介质输送至热存储和/或释放装置，热存储和/或释放装置中的介质输送至太阳能采集装置；
太阳位置跟踪装置，用于根据太阳的位置调整太阳能采集装置的位置，使太阳能采集装置朝向太阳的方向。

2.  如权利要求1所述的太阳能聚光集热及存储释放系统，其特征在于，太阳能采集装置包括：反射面和玻璃管；太阳光通过直射和通过反射面反射，射入玻璃管中；玻璃管中设置有金属内胆，金属内胆中装有介质；反射面反射的太阳光聚焦于玻璃管。

3.  如权利要求2所述的太阳能聚光集热及存储释放系统，其特征在于，太阳能聚光集热及存储释放系统还包括控制系统；
热能传输装置包括温度探测器、循环泵、上水管和下水管；
温度探测器在测得介质的温度达到设定温度时，控制系统控制循环泵将金属内胆中的介质通过下水管输送至热存储和/或释放装置；
控制系统还控制循环泵将热存储和/或释放装置中的介质输送至金属内胆中。

4.  如权利要求3所述的太阳能聚光集热及存储释放系统，其特征在于，太阳能采集装置中，反射面通过反射面固定支架和支撑平台固定在顶部设有齿轮和第二轴承的内轴上，内轴套入外支撑轴并由外支撑轴内壁下部的第一轴承承重。

5.  如权利要求4所述的太阳能聚光集热及存储释放系统，其特征在于，太阳位置跟踪装置包括跟踪传感器、俯仰电机跟踪装置和水平电机跟踪装置；
跟踪传感器，用于检测太阳的方位角和太阳的高度角；
俯仰电机跟踪装置，用于在控制系统的控制下根据太阳的高度角调整太阳能采集装置的高度角；
水平电机跟踪装置，用于在控制系统的控制下根据太阳的水平角调整太阳能采集装置的水平角。

6.  如权利要求5所述的太阳能聚光集热及存储释放系统，其特征在于，外支承轴与支撑块通过焊接或者螺栓固定，支撑块上部为第一轴承，第一轴承与内轴连接，内轴上边的第二轴承与支撑平台连接，反射面通过反射面固定支架和俯仰电机传动装置固定在支撑平台，通过改变内轴来改变反射面的俯仰方位；
水平电机和减速机固定在外轴上，内轴上的齿轮被减速机上装配的齿轮带动引起内轴转动以改变水平方位。

7.  如权利要求5所述的太阳能聚光集热及存储释放系统，其特征在于，太阳能聚光集热及存储释放系统还包括风速传感器，用于探测极限工作风速，在达到极限风速时控制系统启动安全模式，避免强风的破坏。

8.  如权利要求1所述的太阳能聚光集热及存储释放系统，其特征在于，太阳位置跟踪装置还包括限位装置，用于保护太阳能聚光集热及存储释放系统姿态在正确范围内。

9.  如权利要求1所述的太阳能聚光集热及存储释放系统，其特征在于，太阳位置跟踪装置还包括二次反射面，用于保护跟踪传感器不受非太阳光干扰，并反射部分散光至吸热管。

10.  如权利要求3所述的太阳能聚光集热及存储释放系统，其特征在于，还包括三通阀门和排空管，用于在介质未达到设定温度时，三通阀门在控制系统的控制下通过排空管排空上水管和下水管。

太阳能聚光集热及存储释放系统
技术领域
本发明涉及太阳能领域，尤其涉及太阳能聚光集热及存储释放系统。
背景技术
太阳能集热领域通常可分为聚光和非聚光两大类。在非聚光应用中(比如太阳能热水工程)，由于管路连接和集热管(板)本身性质，决定了其与阳光入射角度很难保持一致，造成效率偏低；其管路连接复杂，造成热量损失严重，到冬天就演变到必须有复杂、耗能的防冻设施才能保持本身运行，且产出热量的温度品质很难提高，对于制冷空调等中高温应用基本无效。在聚光应用中(比如太阳灶)，要么手动跟踪非常麻烦，要么高成本的计算机介入跟踪很难让一般单位或个人接受，而灶具不能做保温又造成环境温度越低装置就越低效甚至抵消热量。
发明内容
为了解决上述的技术问题，提供了太阳能聚光集热及存储释放系统，其目的在于，大幅度降低煤炭、煤电、燃油、燃气等不可再生能源的燃烧和消耗，进而大幅度降低各种有害污染物质每年以亿吨计地向大气中的排放，从而大幅度改善空气质量，净化人类生存环境，减缓温室效应和气候变化，保护人类自身。
本发明提供了太阳能聚光集热及存储释放系统，包括：
太阳能采集装置，用于通过介质吸收太阳能并转化为热能；
热存储和/或释放装置，用于吸收达到设定温度的介质中的热能；
热能传输装置，用于在介质达到设定温度时将介质输送至热存储和/或释放装置，热存储和/或释放装置中的介质输送至太阳能采集装置；
太阳位置跟踪装置，用于根据太阳的位置调整太阳能采集装置的位置，使太阳能采集装置朝向太阳的方向。
太阳能采集装置包括：反射面和玻璃管；太阳光通过直射和通过反射面反射，射入玻璃管中；玻璃管中设置有金属内胆，金属内胆中装有介质；反射面反射的太阳光聚焦于玻璃管。
太阳能聚光集热及存储释放系统还包括控制系统；
热能传输装置包括温度探测器、循环泵、上水管和下水管；
温度探测器在测得介质的温度达到设定温度时，控制系统控制循环泵将金属内胆中的介质通过下水管输送至热存储和/或释放装置；
控制系统还控制循环泵将热存储和/或释放装置中的介质输送至金属内胆中。
太阳能采集装置中，反射面通过反射面固定支架和支撑平台固定在顶部设有齿轮和第二轴承的内轴上，内轴套入外支撑轴并由外支撑轴内壁下部的第一轴承承重。
太阳位置跟踪装置包括跟踪传感器、俯仰电机跟踪装置和水平电机跟踪装置；
跟踪传感器，用于检测太阳的方位角和太阳的高度角；
俯仰电机跟踪装置，用于在控制系统的控制下根据太阳的高度角调整太阳能采集装置的高度角；
水平电机跟踪装置，用于在控制系统的控制下根据太阳的水平角调整太阳能采集装置的水平角。
外支承轴与支撑块通过焊接或者螺栓固定，支撑块上部为第一轴承，第一轴承与内轴连接，内轴上边的第二轴承与支撑平台连接，反射面通过反射面固定支架和俯仰电机传动装置固定在支撑平台，通过改变内轴来改变反射面的俯仰方位；
水平电机和减速机固定在外轴上，内轴上的齿轮被减速机上装配的齿轮带动引起内轴转动以改变水平方位。
太阳能聚光集热及存储释放系统还包括风速传感器，用于探测极限工作风速，在达到极限风速时控制系统启动安全模式，避免强风的破坏。
太阳位置跟踪装置还包括限位装置，用于保护太阳能聚光集热及存储释放系统姿态在正确范围内。
太阳位置跟踪装置还包括二次反射面，用于保护跟踪传感器不受非太阳光干扰，并反射部分散光至吸热管。
还包括三通阀门和排空管，用于在介质未达到设定温度时，三通阀门在控制系统的控制下通过排空管排空上水管和下水管。
本发明通过自动跟踪太阳从而使该系统相对于现有技术而言更有效率，可以减少煤炭、煤电、燃油、燃气等不可再生能源的燃烧和消耗，从而大幅度改善空气质量，净化人类生存环境，减缓温室效应和气候变化。
附图说明
图1为本发明提供的系统的后视图；
图2为本发明提供的系统的右视图；
图3为本发明提供的系统的侧视图。
图1-图3中，各附图标记的指代的部件如下：蓄热箱或散热板或二者结合1，循环泵2，固定轴3，三通阀门4，排空管5，下水口6，上水口7，反射面固定支架8，真空层或空气层9，反射面背部10，支撑块11，轴承12，内轴13，支撑平台14，固定在内轴顶部的齿轮15，外支撑轴16，风速传感器17，水平电机跟踪装置18，俯仰电机跟踪装置20，二次反射面23，跟踪传感器24，温度探测器25，玻璃管壁26，金属内胆27，多功能管28，下水管29，上水管30，金属内胆口31。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步的详细描述。
太阳光通过直射和通过反射面反射，射入玻璃管壁26中的金属内胆27，金属内胆27中的水或传热快的其他介质通过吸收太阳能变热，当温度探测器测得温度为设定温度时，通过循环泵2将金属内胆27中水通过下水管29，流入蓄热箱或散热装置或两者结合的装置1中，使其传热，而原蓄热箱或散热装置或两者结合的装置1中的水，通过上水管30回流到金属内胆27中重新加热。此过程反复进行；在不符合设定温度时管道内的导热液体将被三通阀门4和排空管5配合排空。
反射面23通过反射面固定支架8和支撑平台14固定在顶部设有齿轮和轴承12的内轴13上，内轴13套入外支撑轴16并由外支撑轴16内壁下部的轴承12承重，循环泵4、三通阀门4在符合条件时配合工作，通过上下水口(管)向储、释热体导热或排空管道。
图2中跟踪传感器24，感应太阳方向，而通过俯仰电机跟踪装置20和水平电机跟踪装置18，改变反射面的方向，使它总是朝向太阳的方向，增加介质吸热功率。
水平电机转动并通过减速机、齿轮、轴承等传动机构带动内轴，跟踪太阳的方位角，俯仰电机转动并通过减速机、齿轮、轴承等传动机构带动反射面固定架跟踪太阳的高度角；
控制系统独立的作为循环泵、温度探测器、风速探测器、跟踪传感器、电机传动装置等部件的控制单元。控制系统根据经纬度、时间、温度、风速等参数启闭跟踪传感器，跟踪传感器利用5路光敏管探测和传输光线强度信号，经过控制系统中的集成电路进行过滤处理并由平衡电路芯片进行计算，并根据结果、经放大电路发出可以直接作用于电机的目前光线是否可用、电机是否需要工作及工作姿态等通断指令。
温度探测器将测得的温度信号发送至控制系统，控制系统在温度达到预定值时启动循环泵将金属内胆27中的水或传热快的其他介质传送到蓄热箱或散热装置或两者结合的装置1；在温度未达到预定值时，控制系统还控制三通阀通过排空管道排空在上水管和下水管中的水或传热快的其他介质；
跟踪传感器将太阳的方位角和高度角传送至控制系统，控制系统利用受到的方位角和高度角控制水平电机装置和俯仰电机装置去跟踪太阳的方位角和高度角；
风速探测器将测得的风速信号发送至控制系统，控制系统在风速信号达到极限风速时，启动安全模式，控制水平电机装置和俯仰电机装置处于预设的方位角和高度角。
经纬度时控器(图中未示出)根据初始化控制系统时调整的当地经纬度自动计算太阳起落时间启闭跟踪控制器和工作模式。
外支承轴16与支撑块11通过焊接或螺栓等方式固定，支撑块11上部为轴承12，轴承12与内轴13连接，内轴13通过其上部又一轴承12(本发明中有两个主要轴承，分别位于外轴内表面下部和内轴顶部)及其上部的齿轮15与支撑平台14连接，反射面通过反射面固定支架8和俯仰电机传动装置固定在支撑平台14，通过改变内轴13和反射面固定支架8，改变反射面的姿态。
水平电机、减速机(其上装有齿轮)固定在外轴上，内轴上的齿轮被减速机上装配的齿轮带动引起内轴转动以改变水平方位。
图3中，风速传感器17探测本装置极限工作风速，达到时启动安全模式，避免强风的破坏；东、西、俯、仰四个方向还有限位装置保护装置姿态在正确范围内；二次反射面用于保护跟踪传感器不受非太阳光干扰，并在装置特殊姿态时反射部分散光至吸热管。多功能管28内布置信号等线缆、温感探头、排空管等。
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。