申请/专利权人：西北工业大学

申请日：2019-07-25

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN110266264B

主分类号：H02S40/22

分类号：H02S40/22;F24S23/70;F24S50/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2019.10.22#实质审查的生效;2019.09.20#公开

摘要：本发明涉及太阳能采集技术，具体涉及一种聚光太阳能装置。聚光太阳能塔，包括固定太阳能接收器，光学元件，光学元件将太阳辐射汇聚在固定太阳能接收器上，所述的光学元件通过枢转支架支撑在支撑底架上；在枢转支架的枢转部均设有用于驱动枢转的张紧轮；在枢转支架上还设有用于驱动张紧轮的主动齿轮，主动齿轮通过第一环形链与张紧轮连接；与所述主动齿轮同轴设有驱动主动齿轮的电机及驱动轮；在支撑底架的支架空腔内设有升降驱动装置，升降驱动装置通过扭矩连杆可枢转的附接到驱动轮上。本发明能够实现跟踪太阳的方位角和仰角，结构简单，成本低，适应范围广。

主权项：1.一种聚光太阳能塔，包括固定太阳能接收器，光学元件，光学元件将太阳辐射汇聚在固定太阳能接收器上，其特征在于，所述的光学元件通过枢转支架支撑在支撑底架上；在枢转支架的枢转部均设有用于驱动枢转的张紧轮；在枢转支架上还设有用于驱动张紧轮的主动齿轮，主动齿轮通过第一环形链与张紧轮连接；与所述主动齿轮同轴设有驱动主动齿轮的电机及驱动轮；在支撑底架的支架空腔内设有升降驱动装置，升降驱动装置通过扭矩连杆可枢转的附接到驱动轮上。

全文数据：聚光太阳能塔技术领域本发明涉及太阳能采集技术，具体涉及一种聚光太阳能装置。背景技术集中式太阳能系统通过使用镜子或透镜等光学元件，将太阳光或太阳热汇聚到小区域，如固定接收器上产生太阳能。利用聚集的光能转换成热能产生电能，驱动与发电机相连的热机蒸汽轮机或为热化学反应提供动力。利用熔融盐对热量储存，使太阳能热电厂在日落之后继续产能，与光伏板相比，其产业价值提高。专利公开号为CN208479549U的中国实用新型专利，提出了一种新型太阳能塔架，包括底座,所述底座的顶部中心设置有一号电机,所述一号电机的顶部固定连接一号齿轮,所述一号齿轮的两侧传动连接二号齿轮,所述二号齿轮的一侧传动连接三号齿轮,所述三号齿轮的底部固定连接一号转轴,所述一号转轴的底部转动连接一号槽,所述二号齿轮的底部固定连接二号转轴,所述二号转轴的底部转动连接二号槽,所述二号齿轮的顶部设置有基台,所述基台的一侧设置有三号槽,所述三号槽的中心转动连接三号转轴,所述三号转轴的两侧固定连接四号齿轮,所述三号转轴的一端转动连接二号电机。该新型太阳能塔架,采用了可水平方向、垂直方向转板的装置,能够更好的利用光能,且结构简单便于家庭使用。不难看出，文献公开的新型太阳能塔架存在以下缺陷：该太阳能塔架仅能实现机构的旋转和上升运动，而太阳能板的俯仰运动无法调节；每一个太阳能板的上升运动均需配备一个电机，机械结构复杂；太阳能板的数目较少，应用范围小，不能实现大规模发电。需要实现大规模发电，现有的太阳能接收系统成本高，效率低，在太阳转移时是将新调整整个塔，耗费人力物力。发明内容本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种能够实现跟踪太阳的方位角和仰角，结构简单，成本低，实现大规模发电的聚光太阳能塔。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种聚光太阳能塔，包括固定太阳能接收器，光学元件，光学元件将太阳辐射汇聚在固定太阳能接收器上，所述的光学元件通过枢转支架支撑在支撑底架上；在枢转支架的枢转部均设有用于驱动枢转的张紧轮；在枢转支架上还设有用于驱动张紧轮的主动齿轮，主动齿轮通过第一环形链与张紧轮连接；与所述主动齿轮同轴设有驱动主动齿轮的电机及驱动轮；在支撑底架的支架空腔内设有升降驱动装置，升降驱动装置通过扭矩连杆可枢转的附接到驱动轮上。进一步的，所述的枢转支架包括主轴，在主轴上枢转设有至少两根支撑柄，在支撑柄上活动设有至少一个连接头，光学元件设置在连接头上；还包括在主轴上设有的齿轮支架，所述的主动齿轮和驱动轮通过销同轴设置在齿轮支架上。进一步的，所述的升降驱动装置包括升降轴，升降轴上设有升降运动齿轮，升降运动齿轮与第一传动轴上设有的升降运动蜗杆相啮合传动，第一传动轴通过升降运动马达驱动，从而带动升降轴上、下运动，所述升降轴上部伸出支撑底架，并通过升降轴固定座安装在支撑底架上，同时，伸出支撑底架的升降轴上部将用于支撑枢转支架的支撑座支撑在支撑底架上方，实现了枢转支架的升降；所述的升降运动蜗杆和升降运动齿轮设置容纳在第一齿轮箱内。进一步的，还包括在所述支撑底架的空腔内设有旋转驱动装置，旋转驱动装置包括方位旋转轴，方位旋转轴上设有旋转运动齿轮；旋转运动齿轮与第二传动轴上设有的运动蜗杆相啮合传动，第二传动轴通过运动马达驱动；第一链轮通过花键设置在所述升降驱动装置的升降轴上；第二链轮设置在方位旋转轴上，第一链轮通过第二环形链与第二链轮连接，从而带动升降驱动装置旋转，进而带动枢转支架旋转；所述旋转运动齿轮和旋转运动蜗杆设置容纳在第二齿轮箱内。进一步的，所述的至少两根支撑柄相互平行设置，支撑柄与所述主轴垂直设置。进一步的，所述的连接头的端部设有卡管，连接头通过卡管活动穿设在支撑柄上，并通过螺栓锁定。进一步的，所述的主轴、支撑柄及连接头均是由轻质材料制成，所述的轻质材料为铝或铝合金或合金钢。进一步的，所述的支撑底架上还设有防止灰尘的外壳，外壳侧面设有开孔，使得第一传动轴通过开孔穿过外壳，并与设置在外壳外侧的升降运动马达连接。进一步的，所述的支撑底架上还设有防止灰尘的外壳，外壳侧面设有开孔，使得第二传动轴通过开孔穿过外壳，并与设置在外壳外侧的运动马达连接。进一步的，所述的光学元件是镜子或透镜。本发明的有益效果是：1本发明利用升高与旋转组件带动支撑框架旋转，进而带动光学元件沿着旋转轴旋转，能够实现跟踪太阳的方位角和仰角，结构简单，适应范围广。2本发明可以实现对各个反射器的调节，而不是重新调整整个塔，提高了多变的天气条件下系统的太阳辐射能可用性。3本发明效率更高，实现大规模发电，储能更多，研发、应用前景很好。4利用壳体达到对驱动组件的防尘和保护，提高了所述聚光太阳能塔的使用寿命，降低了故障概率。附图说明图1是本发明的结构示意图；图2是本发明去枢转支架3的结构示意图；图3是本发明所述支撑底架4及内部的结构示意图；图4是本发明所述升降驱动装置8和旋转驱动装置10的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例1：一种聚光太阳能塔，包括固定太阳能接收器1，光学元件2，光学元件2将太阳辐射汇聚在固定太阳能接收器1上，所述的光学元件2通过枢转支架3支撑在支撑底架4上；在枢转支架3的枢转部均设有用于驱动枢转的张紧轮5；在枢转支架3上还设有用于驱动张紧轮5的主动齿轮6，主动齿轮6通过第一环形链14与张紧轮5连接；与所述主动齿轮6同轴设有驱动主动齿轮6的电机61及驱动轮7；在支撑底架4的支架空腔内设有升降驱动装置8，升降驱动装置8通过扭矩连杆9可枢转的附接到驱动轮7上。所述的光学元件2是镜子或透镜。所述的枢转支架3包括主轴31，在主轴31上枢转设有至少两根支撑柄32，在支撑柄32上活动设有至少一个连接头33，光学元件2设置在连接头33上；还包括在主轴31上设有的齿轮支架34，所述的主动齿轮6和驱动轮21通过销同轴设置在齿轮支架12上。所述的至少两根支撑柄32相互平行设置，支撑柄32与所述主轴31垂直设置。所述的连接头33的端部设有卡管35，连接头33通过卡管35活动穿设在支撑柄32上，并通过螺栓锁定。所述的主轴31、支撑柄32及连接头33均是由轻质材料制成，所述的轻质材料为铝或铝合金或合金钢。所述的升降驱动装置8包括升降轴81，升降轴81上设有升降运动齿轮82，升降运动齿轮82与第一传动轴83上设有的升降运动蜗杆84相啮合传动，第一传动轴83通过升降运动马达85驱动，从而带动升降轴81上、下运动，所述升降轴81上部伸出支撑底架4，并通过升降轴固定座87安装在支撑底架4上，同时，伸出支撑底架4的升降轴81上部将用于支撑枢转支架3的支撑座86支撑在支撑底架4上方，实现了枢转支架3的升降；所述的升降运动蜗杆84和升降运动齿轮82设置容纳在第一齿轮箱12内。所述的支撑底架4上还设有防止灰尘的外壳41，外壳41侧面设有开孔42，使得第一传动轴83通过开孔42穿过外壳41，并与设置在外壳41外侧的升降运动马达85连接。还包括在所述支撑底架4的空腔内设有旋转驱动装置10，旋转驱动装置10包括方位旋转轴101，方位旋转轴101上设有旋转运动齿轮102；旋转运动齿轮102与第二传动轴103上设有的运动蜗杆104相啮合传动，第二传动轴103通过运动马达105驱动；第一链轮107通过花键设置在所述升降驱动装置8的升降轴81上；第二链轮108设置在方位旋转轴101上，第一链轮107通过第二环形链109与第二链轮108连接，从而带动升降驱动装置8旋转，进而带动枢转支架3旋转；所述旋转运动齿轮102和旋转运动蜗杆101设置容纳在第二齿轮箱13内。所述的支撑底架4上还设有防止灰尘的外壳41，外壳侧面设有开孔42，使得第二传动轴103通过开孔42穿过外壳，并与设置在外壳41外侧的运动马达105连接。本发明的光学元件2通过枢转支架3支撑在支撑底架4上，根据太阳光的方位，枢转支架3对光学元件2的角度进行调整，同时通过所述在支撑底架4的支架空腔内设有升降驱动装置8和旋转驱动装置10，用以调整光学元件的设置高度与角度，充分的将太阳辐射汇聚在固定太阳能接收器1上。本发明可手动控制驱动马达或电机及枢转装置，再进一步改进中可以实现使用控制器根据太阳光的角度与方位进行自动调节。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种聚光太阳能塔，包括固定太阳能接收器，光学元件，光学元件将太阳辐射汇聚在固定太阳能接收器上，其特征在于，所述的光学元件通过枢转支架支撑在支撑底架上；在枢转支架的枢转部均设有用于驱动枢转的张紧轮；在枢转支架上还设有用于驱动张紧轮的主动齿轮，主动齿轮通过第一环形链与张紧轮连接；与所述主动齿轮同轴设有驱动主动齿轮的电机及驱动轮；在支撑底架的支架空腔内设有升降驱动装置，升降驱动装置通过扭矩连杆可枢转的附接到驱动轮上。2.如权利要求1所述的聚光太阳能塔，其特征在于，所述的枢转支架包括主轴，在主轴上枢转设有至少两根支撑柄，在支撑柄上活动设有至少一个连接头，光学元件设置在连接头上；还包括在主轴上设有的齿轮支架，所述的主动齿轮和驱动轮通过销同轴设置在齿轮支架上。3.如权利要求1所述的聚光太阳能塔，其特征在于，所述的升降驱动装置包括升降轴，升降轴上设有升降运动齿轮，升降运动齿轮与第一传动轴上设有的升降运动蜗杆相啮合传动，第一传动轴通过升降运动马达驱动，从而带动升降轴上、下运动，所述升降轴上部伸出支撑底架，并通过升降轴固定座安装在支撑底架上，同时，伸出支撑底架的升降轴上部将用于支撑枢转支架的支撑座支撑在支撑底架上方，实现了枢转支架的升降；所述的升降运动蜗杆和升降运动齿轮设置容纳在第一齿轮箱内。4.如权利要求1所述的聚光太阳能塔，其特征在于，还包括在所述支撑底架的空腔内设有旋转驱动装置，旋转驱动装置包括方位旋转轴，方位旋转轴上设有旋转运动齿轮；旋转运动齿轮与第二传动轴上设有的运动蜗杆相啮合传动，第二传动轴通过运动马达驱动；第一链轮通过花键设置在所述升降驱动装置的升降轴上；第二链轮设置在方位旋转轴上，第一链轮通过第二环形链与第二链轮连接，从而带动升降驱动装置旋转，进而带动枢转支架旋转；所述旋转运动齿轮和旋转运动蜗杆设置容纳在第二齿轮箱内。5.如权利要求2所述的聚光太阳能塔，其特征在于，所述的至少两根支撑柄相互平行设置，支撑柄与所述主轴垂直设置。6.如权利要求2所述的聚光太阳能塔，其特征在于，所述的连接头的端部设有卡管，连接头通过卡管活动穿设在支撑柄上，并通过螺栓锁定。7.如权利要求2所述的聚光太阳能塔，其特征在于，所述的主轴、支撑柄及连接头均是由轻质材料制成，所述的轻质材料为铝或铝合金或合金钢。8.如权利要求3所述的聚光太阳能塔，其特征在于，所述的支撑底架上还设有防止灰尘的外壳，外壳侧面设有开孔，使得第一传动轴通过开孔穿过外壳，并与设置在外壳外侧的升降运动马达连接。9.如权利要求4所述的聚光太阳能塔，其特征在于，所述的支撑底架上还设有防止灰尘的外壳，外壳侧面设有开孔，使得第二传动轴通过开孔穿过外壳，并与设置在外壳外侧的运动马达连接。10.如权利要求1-9任一所述的聚光太阳能塔，其特征在于，所述的光学元件是镜子或透镜。

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