一種移動點陣列太陽能連接式斯特林機發電系統的制作方法

一種移動點陣列太陽能連接式斯特林機發電系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及太陽能利用，特別是應用于一種移動點陣列太陽能連接式斯特林機發電系統。本發明至少含有一個或者一組點聚焦的太陽能鏡、至少一個斯特林發電機以及跟蹤控制裝置控制，太陽能鏡設置在太陽能鏡支架上，斯特林發電機設置在斯特林發電機支架上，斯特林發電機設置在太陽能鏡聚焦的點狀的區域內，至少有一個太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與斯特林發電機相互連接，并通過跟蹤控制裝置使太陽能鏡與斯特林發電機一起進行運動；在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中斯特林發電機進行運動，每個或者每組太陽能鏡選擇可以達到最高的太陽能利用效率的斯特林發電機進行聚焦，從而實現太陽能的跟蹤聚焦利用。
【專利說明】
一種移動點陣列太陽能連接式斯特林機發電系統
技術領域
[0001]本發明涉及太陽能利用，特別是采用點聚焦的太陽能鏡實現太陽能采集，采用太陽能點聚焦實現太陽能的聚焦跟蹤斯特林發電系統，涉及太陽能的聚焦利用。
【背景技術】
[0002]太陽能點聚焦利用技術主要是塔式和蝶式二種，碟式系統是采用太陽能鏡聚焦于一個斯特林發電機上。并且現有的碟式斯特林發電技術的斯特林機是隨著太陽鏡的變化而運動，由于大的斯特林機的重量將增加斯特林機的載荷，不利于跟蹤，因而現有的碟式斯特林機技術需要改進。
塔式系統是將一個太陽能鏡作為定日鏡，將多個太陽能反射鏡聚焦于一個斯特林發電機上的太陽能斯特林機發電系統，由于塔式太陽能采集的特征，使得其在跟蹤太陽能過程部分太陽能鏡的利用時間僅為4-6小時，如塔東側的太陽能鏡在上午時基本無法利用，只有到了中午或者下午后才可以利用，因而太陽能采集效率低，該技術方案可以實現高溫的采集，但是通常其規模較大，不適合于小型或者家用系統。
[0003]通常斯特林發電機的發電功率僅為25KW，而塔式系統所產生的太陽能的功率遠遠大于此功率，因而無法實現將斯特林機直接應用于塔式發電系統。

【發明內容】

[0004]本發明的目的就是提供一種移動點陣列太陽能斯特林機發電系統，采用太陽能鏡采集焦點成為點的各種太陽能光學鏡，在焦點的區域內設置斯特林發電機，斯特林發電機在跟蹤太陽能的過程中運動，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中，其焦距發生變化，因而稱為變焦跟蹤;在進行跟蹤太陽的過程中，保持其焦距始終處于斯特林發電機的點的區域;在太陽能鏡上設置有跟蹤控制裝置，太陽能鏡設置在太陽能支架上，來實現的高溫高效采集及利用。
[0005]本發明采用斯特林發電機與太陽采集系統不相互連接，太陽采集系統與斯特林發電機分別運動，在斯特林發電機上也設置有跟蹤控制系統，斯特林發電機與太陽采集系統采用不相同的跟蹤控制系統;或者至少一個斯特林發電機與太陽采集系統相互連接并與太陽能鏡一起進行運動，至少另外一個斯特林發電機與太陽采集系統不相互連接，太陽采集系統與斯特林發電機分別運動。
[0006]本發明采用至少含有一個太陽能鏡或者一組太陽能鏡以及兩個斯特林發電機，在跟蹤太陽能過程中將太陽光聚焦到至少一個斯特林發電機上，在每天的太陽能跟蹤過程，至少有一個或者一組太陽能鏡聚焦于至少二個斯特林發電機上，每個或者每組太陽能鏡選擇可以達到最高的太陽能利用效率的斯特林發電機進行聚焦。從而實現了提高現有太陽能跟蹤系統的跟蹤效率，降低了跟蹤系統的成本，這樣克服了現有塔式太陽能采集系統太陽能采集時間低得缺點，通過設置多個斯特林發電機的技術方法，實現了對現有太陽能鏡的利用時間和效率的提高，使得點聚焦的系統可以進行分布式、小型化的適合不同的規模的要求，同時也適合于大規模系統，特別是太陽能的光伏、熱發電、供暖、烹飪、制冷等多種不同功能的應用。
[0007]
具體
【發明內容】
如下:
一種移動點陣列太陽能斯特林機發電系統，包括至少一個斯特林發電機(I)、可以采集太陽能的太陽能鏡(2)、支撐太陽能鏡的太陽能鏡支架裝置(4)、動力提供裝置、動力傳送裝置，以及電子控制系統，其特征是:至少一個或者一組點聚焦的太陽能鏡以及至少一個斯特林發電機;斯特林發電機設置在太陽能鏡聚焦的點狀的區域內，并設置在太陽能鏡的上方或者下方，斯特林發電機設置在斯特林發電機支架上(12)，太陽能鏡設置在太陽能鏡支架上，在太陽能鏡支架或/和太陽能鏡或/和斯特林發電機上設置有跟蹤控制裝置，跟蹤控制裝置控制太陽能鏡在太陽光變化時將太陽光聚焦到至少一個斯特林發電機上，在每天的太陽能跟蹤過程中聚焦于至少一個斯特林發電機上，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中斯特林發電機進行運動，實現太陽能的跟蹤聚焦利用。
[0008]多個太陽能鏡或者多組太陽能鏡在跟蹤太陽能過程中將太陽光聚焦到至少一個斯特林發電機上，在每天的太陽能跟蹤過程，至少有一個或者一組太陽能鏡聚焦于至少二個斯特林發電機上，每個或者每組太陽能鏡選擇可以達到最高的太陽能利用效率的斯特林發電機進行聚焦。
[0009]由多個太陽能鏡與多個斯特林發電機組成的太陽能斯特林機發電系統，多個太陽能鏡根據太陽能采集效率進行最優的聚焦，每個太陽能鏡可以根據太陽能采集效率的原則選擇距離最近或者最優的斯特林發電機的原則，最優的進行聚焦選擇。這種選擇可以是多個太陽能鏡組成為一組太陽能鏡，共同選擇最優的一個斯特林發電機，實現太陽能的采集和利用。多個太陽鏡中可以有太陽能鏡在跟蹤過程中聚焦于一個斯特林發電機，但是至少有一個或者一組聚焦于兩個以上的斯特林發電機，或者根據需要聚焦于多個斯特林發電機。
[0010]太陽能鏡與斯特林發電機采用下列一種方式進行匹配運動:
A、太陽能鏡和太陽能鏡支架與斯特林發電機不相互連接，在太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與斯特林發電機上分別采用不同的跟蹤控制裝置，使太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與斯特林發電機分別進行運動；
B、至少有一個太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與斯特林發電機相互連接，并通過設置在太陽能鏡支架或/和太陽能鏡或/和斯特林發電機上的跟蹤控制裝置使太陽能鏡與斯特林發電機一起進行運動。
[0011]所述太陽能鏡支架由連接部件和至少一個轉軸以及與地面或者安裝部位進行連接的支撐件組成，由至少一個或者一組太陽能鏡與太陽能鏡支架組成太陽能采集系統，太陽能采集系統選擇至少下列一種:
A、每個太陽能鏡上設置有二個轉軸，一個稱為橫軸另一個稱為縱軸，橫軸和縱軸相互交叉，包括成90度夾角，太陽能鏡與含有此轉軸的太陽能鏡支架進行連接組成太陽能采集系統；
B、每個太陽能鏡分別與二個轉軸連接，一個稱為橫軸另一個稱為縱軸，橫軸和縱軸相互不交叉，一個轉軸與太陽能鏡上或者太陽能鏡邊框連接成為縱軸，另外一個與連接部件連接后再與太陽能鏡連接成為橫軸，太陽能鏡與含有橫軸與縱軸的太陽能支架進行連接組成太陽能采集系統；
C、多個太陽能鏡相互串聯在一個連接部件上組成一個串聯組，每個串聯組上的太陽能鏡與一個轉軸連接，此軸成為縱軸，多個串聯組相互并聯在一個連接部件上并與另外一個轉軸進行連接，此軸成為橫軸，橫軸與縱軸相互交叉，包括成90度，太陽能鏡與含有橫軸與縱軸的太陽能支架進行連接組成太陽能采集系統；
D、多個太陽能鏡相互串聯在一個連接部件上組成一個串聯組，每個串聯組上的太陽能鏡都與一個轉軸連接，此軸成為縱軸，多個串聯組相互并聯在一個連接部件上并與另外一個轉軸進行連接，此軸成為橫軸，橫軸與并縱軸不相互交叉，太陽能鏡與含有橫軸與縱軸的太陽能支架進行連接組成太陽能采集系統；
E、由一個點聚焦的太陽能鏡或者一組點聚焦的太陽能鏡，與一個含有與地球自轉軸平行或者組成小于90度夾角的轉軸的太陽能支架進行連接。
[0012]由于采用了多個斯特林發電機，因而可以實現最優的太陽能鏡的采集，太陽能鏡可以根據需要選擇適當的斯特林發電機進行聚焦，同時由于采用了多個斯特林發電機，因而可以選取最優的斯特林發電機聚焦，這樣降低了太陽能跟蹤的成本。
[0013]為了實現最優的跟蹤，連接部件或者轉軸可以采用不同的幾何形狀，以便于太陽能鏡的跟蹤適合于不同的干燥器，但是連接部件或者轉軸幾何形狀選擇自下列至少一種:
A、直線型的柱體，在柱體上設置有多個太陽能鏡，優選直線與地球自轉軸平行；
B、為曲線、拋物線型、復合拋物線型、雙曲拋物線型的一種或多種；
C、為圓形、多邊形、弧形、矩形的一種或多種。
[0014]所述斯特林發電機支架由連接部件和至少一個轉軸以及與地面或者安裝部位進行連接的支撐件組成，斯特林發電機與連接部件進行連接后再與轉軸進行連接，再與支撐件進行連接;所述連接部件或者轉軸的幾何形狀選擇自下列至少一種:
A、直線型的柱體，在柱體上設置有多個太陽能鏡，優選直線與地球自轉軸平行；
B、為曲線、拋物線型、復合拋物線型、雙曲拋物線型的一種或多種；
C、為圓形、多邊形、弧形、矩形的一種或多種。
[0015]跟蹤控制裝置由集成跟蹤控制裝置和/或成套跟蹤控制裝置組成。
[0016]所述集成跟蹤控制裝置由動力提供部件、動力傳送部件、計算機控制部件組成為一個集成器件，集成器件設置在太陽能鏡支架或者斯特林發電機支架上并與轉軸進行連接，電子傳感器件設置在太陽能鏡或者斯特林發電機上，在每一個轉軸上設置有一個集成跟蹤控制裝置，電子傳感器件將控制信號傳送到集成器件中的計算機控制部件上，由集成控制裝置通過控制一個轉軸的轉動實現對每一個太陽能鏡跟蹤控制；
所述成套跟蹤控制裝置由動力提供部件、動力傳送部件、電子傳感部件、計算機控制部件組成，電子傳感器件設置在太陽能鏡或者斯特林發電機上，動力傳送部件與轉軸連接，動力傳送部件設置在太陽能鏡支架上，動力提供部件和計算機控制部件設置在太陽能鏡支架上或者跟蹤支架或者斯特林發電機支架或者地面上，電子傳感器件將控制信號傳送計算機控制部件，控制動力傳送部件提供動力經動力傳送部件傳送給轉軸，實現對轉軸的控制同時帶動設置在轉軸上的太陽能鏡進行跟蹤，多個太陽鏡及轉軸共同采用成套跟蹤控制裝置實現對太陽能的跟蹤控制； 所述電子傳感部件采用光學或者電子的傳感器，以光學信號、物理地理位置信號、電子傳感信號或者其組合，經單芯片機或者計算機內的軟件進行計算，實現對太陽能的跟蹤以及太陽能鏡或者斯特林發電機的驅動，光學信號、物理地理位置信號、電子傳感信號或者其組合設置在太陽能鏡上或者斯特林發電機上或者周圍并與計算機控制部件相連，計算機控制部件與動力提供部件相連，動力提供部件與動力傳送部件相連接。
[0017]所述的動力提供部件，選自下列至少之一:
A、機械驅動器件；
B、相變驅動裝置，采用密閉在一個空間的物質，隨著溫度的增大使其壓力的增大，來推動運動機構，實現跟蹤；
C、利用電能帶動電機或液壓裝置驅動動力傳輸機構(10)來實現跟蹤；
D、利用氣體壓力提供動力的裝置。
[0018]所述的動力傳送部件設置在連接部件或和支撐部件上，并與動力提供裝置相連接，動力傳送部件選擇自下列一種或者多種:齒輪機構(10)、鏈條機構、渦輪蝸桿機構、鉸鏈機構。
[0019]所述斯特林機的太陽能吸熱部分與太陽能鏡相對，使得太陽光在跟蹤的過程中可以射入到斯特林機的太陽光吸收部位。
[0020]在所述斯特林機上設置有一個熱管傳熱系統，熱管的蒸發端設置在太陽能鏡聚焦的點狀的區域內將熱能傳遞到斯特林機的吸熱部分，熱管的外部殼體上設置有太陽能選擇涂層，熱管的外部設置有透光材料及保溫材料。透光材料包括透光塑料、玻璃、石英等可以將太陽能光透過的材料，保溫材料包括低溫及高溫的保溫材料，高溫材料可以達到1000度或更高，低溫保溫材料為聚氨酯或者聚苯材料。
[0021]任何的點聚焦的太陽能鏡都有用于本發明專利的太陽能采集，太陽能點聚焦的光學鏡選擇自下列一種或其組合:
A、點聚焦的透鏡，包括玻璃、菲涅爾、非金屬或非金屬薄膜或薄鏡組成的透鏡；
B、點聚焦的反射鏡，包括玻璃、菲涅爾、非金屬或非金屬薄膜或薄鏡組成的透鏡；
C、復合曲面點聚焦鏡，包括復合拋物線、復合雙曲拋物線鏡；
D、有由多個平面鏡或者曲面鏡組成的一組太陽能鏡，每組太陽能鏡有一個點聚焦的焦點。
[0022]由于聚焦的為一個點的區域，可以將任何的斯特林發電機設置在此區域內，甚至可以將斯特林發電機與發電機組的設備一起設置在焦線區域，在焦線與太陽能鏡的焦距范圍內，都可以設置斯特林發電機，根據溫度與空間等要求，可以選擇任何不大于焦距的范圍設置斯特林發電機。
[0023]在進行對太陽能的跟蹤過程中，可能出現跟蹤的誤差，或者部分的太陽光由于散射等原因，經過第一次的太陽能光學鏡線聚焦后太陽光處于斯特林發電機之外的區域，為了減少此部分的損失，采用了二次聚焦，即在斯特林發電機上設置一個二次聚焦的太陽能鏡，將一次聚焦損失的太陽能光經二次聚焦后將太陽能光聚焦到斯特林發電機上。
[0024]可以將二次聚焦光學鏡設置在斯特林發電機上，與一次聚焦的太陽能鏡一起轉動，這樣一次和二次聚焦的太陽能鏡可以采用同一個跟蹤設備和驅動設備實現對太陽能的二次聚焦，提高了太陽能利用的效率。
[0025]本發明選擇的方案是實現本發明目的部分優選方案，任何符合本發明的原理的方案和技術、產品，都是本發明的保護范圍。
[0026]此種跟蹤系統的優點為:
1、采用本發明公布的太陽能的跟蹤斯特林發電系統，充分發揮了塔式與碟式采集的優點，同時采用變焦跟蹤技術，實現了低成本的利用，因而結合了碟式、塔式的優點，從而可以低成本的經濟利用。
[0027]2、可以便于實現陣列的太陽能的利用，實現不同的太陽能產品的高效的大規模的利用;既可以小規模的家庭企業應用，也可以進行大規模的利用。
[0028]3、本發明可以實現多種的太陽能利用，包括對大重量的設備的應用，克服了現有的碟式系統的載重小、可靠性差、應用范圍有限的缺點，極大的擴展了碟式太陽能利用的技術與范圍。
[0029]4、將現有的碟式系統的跟蹤與轉換進行有效的分離，改變了現有的碟式系統定焦跟蹤的缺點，在太陽能跟蹤的過程中，斯特林發電機保持不動，可以使碟式采集系統，發揮最大的優勢，由于采用相對靜止的太陽能轉換利用設備的設計，因而可以使點聚焦系統具備多種的應用領域，極大的提供了碟式應用領域和方式。
[0030]本采集系統提高了塔式太陽能鏡的采集時間和效率，同時采用單軸跟實現對點聚焦太陽能系統的利用。
【附圖說明】
[0031]圖1:4個太陽能鏡2個太陽能利用設備上午的太陽能采集圖；
圖2:4個太陽能鏡2個太陽能利用設備中午的太陽能采集圖；
圖3:4個太陽能鏡2個太陽能利用設備下午的太陽能采集圖；
圖4:12個太陽能鏡6個太陽能利用設備太陽能采集圖；
圖5: 1*3移動點式太陽能跟蹤利用系統；
圖6: 2*2移動點式太陽能跟蹤利用系統；
圖7:2*4移動點式太陽能跟蹤利用系統；
圖8: 2*2*4移動點式太陽能跟蹤利用系統。
[0032]附圖中的標號具體含義如下:
1:太陽能利用設備(點聚焦區域)，2:點聚焦太陽能鏡，3: 二次反射鏡，4:太陽能鏡支架，5:集成跟蹤控制裝置，6:動力提供裝置(電機)，7:動力傳輸裝置，8:電子控制裝置，9:太陽，10:將熱能轉換為電能的裝置(發電機)，11:蓄熱器；12:太陽能利用設備支架，13:太陽能鏡橫軸，14:太陽能鏡縱軸，15:太陽能利用設備連接部件，16:太陽能鏡連接部件，17:聯動機構，18:太陽能利用設備跟蹤控制裝置；19:太陽能設備I號位置，20:太陽能設備2號位置，21:太陽能設備3號位置;22:太陽能設備4號位置。
【具體實施方式】
[0033]實施例一:4個太陽能鏡2個太陽能利用設備組成的移動點陣列太陽能采集利用系統
如附圖1、2、3所示的由4個太陽能鏡2個斯特林發電機組成的移動點陣列太陽能采集利用系統，圖1、2、3分別是在上午、中午、下午的太陽能采集以及利用情況，圖1中上午，太陽由東方升起，I，2，3號太陽能鏡分別將太陽能聚焦于I，2號斯特林發電機上，實現太陽能的跟蹤聚焦；圖2為中午，太陽位于天空中央區域，I，2號太陽能鏡分別將太陽能聚焦于I號斯特林發電機上，3，4號太陽鏡聚焦于2號太陽能留設備上，實現太陽能的跟蹤聚焦；圖3為下午，太陽位于西方降落，I斯特林發電機從2號位置移動到I號位置，2斯特林發電機從3號位置移動到2號位置，2號太陽能鏡分別將太陽能聚焦于I號斯特林發電機上，3，4號太陽能鏡分別將太陽能聚焦于2號斯特林發電機上實現太陽能的跟蹤聚焦，。四個太陽能鏡分別聚焦于三個不同的斯特林發電機上，其中I號太陽能鏡利用率為上午至中午，4號太陽能鏡利用時間為中午以及下午，2，3太陽能鏡利用時間為全天，這樣提高了2，3號太陽能鏡的利用時間，由于2，3號鏡可以根據需要聚焦于2，3號斯特林發電機上，因而在一天的跟蹤過程中，可以優選2，3號斯特林發電機，以太陽能利用效率為目標，同時，將斯特林發電機根據太陽能的跟蹤情況，隨著太陽能的運動，在I，2，3號位置之間進行運動，當太陽能跟蹤太陽能的過程中，斯特林發電機也從2，3號位置，移動到I，2號位置，提高了太陽能鏡的采集效率。
[0034]實施例二: 12個太陽能鏡6個太陽能利用設備組成的移動點陣列太陽能采集利用系統
本實施例如圖4所示由12個太陽能鏡6個斯特林發電機組成的移動點陣列太陽能采集利用系統，12個太陽能鏡分按照三行四列的陣列進行布置，6個斯特林發電機按照3行2列的陣列進行布置，斯特林發電機分別設置在三行太陽能鏡的中間區域。
[0035]在上午、中午、下午不同的時間段內，1-12號太陽能鏡可以選擇1-6號不同的斯特林發電機進行聚焦，根據實際獲得的太陽能采集效率，選擇不同的聚焦點進行聚焦，處于不同位置的1-12號太陽能鏡，可以聚焦的斯特林發電機的選擇的也不同，對于處于兩側的I，5，9，4，8，12號太陽能鏡，可以有2個斯特林發電機可以選擇進行聚焦，對于處于兩側中間的2，3，10，11號太陽能鏡，可以選擇三個斯特林發電機及性能聚焦，處于中央區域的6，7號太陽能鏡，可以選擇1-6號共六個斯特林發電機進行聚焦，因而每個太陽能鏡，根據其位置的不同，可以分別選擇2，3，6個斯特林發電機，實現太陽能的聚焦利用。
[0036]斯特林發電機由1-6號構成，其中I，2，3號為一列，4,5,6號為第二列，1_6號斯特林發電機在太陽能跟蹤過程中，每天早晨至晚上，I號斯特林發電機從I好位置移動到2號位置，2號斯特林發電機從2好位置移動到3號位置，3號斯特林發電機從3好位置移動到4號位置，同樣，4號斯特林發電機從I好位置移動到2號位置，5號斯特林發電機從2好位置移動到3號位置，6號斯特林發電機從3好位置移動到4號位置;在本實施例中，斯特林發電機進行水平的移動，在跟蹤太陽能的過程中，太陽能設備進行水平的移動。
[0037]本發明的的移動點陣列采集系統，每個太陽能鏡可以根據聚焦的情況優選不同的斯特林發電機實現不同的聚焦，這樣大大的提高了太陽能鏡的利用效率，降低了太陽能鏡的成本，增加了系統可靠性。
[0038]實施例三:1*3移動點太陽能跟蹤利用系統
如附圖5所示，本實施例例采用三個拋物線碟式太陽能鏡(2)，設置在一個拋物線型連接部件上，每一個太陽能鏡通過一個系統軸與拋物線型連接部件進行連接，該系統軸中的橫軸與縱軸相互垂直，該實施例為三個設置在連接部件上的系統軸構成的太陽能支架，連接部件不運動，而三個系統軸運動，太陽能跟蹤控制裝置設置與每一個系統軸相互連接，在每個太陽能鏡(2)上設置物理及光學傳感器，太陽能跟蹤控制裝置是由電機、傳動齒輪及電子控制部分組成的集成電子控制裝置，采用物理與光學跟蹤互補的跟蹤系統，實現對太陽能的跟蹤，同時，在斯特林發電機上，設置有太陽能設備跟蹤控制裝置，使得斯特林發電機在跟蹤太陽能的過程中，可以以斯特林發電機支架為圓點進行轉動，每天的跟蹤轉動弧度小于45度。在太陽從東方升起西方降落的過程中，三個碟式采集系統通過太陽能跟蹤系統的控制，完成對太陽能系統的跟蹤，每個太陽能鏡圍繞每個系統軸進行運動，斯特林發電機為一個光伏發電電池，將太陽能轉換為電能，設置在點聚焦的焦點的區域內，同時設備有冷卻系統，實現對太陽能電池板的冷卻，其余熱作為太陽能熱能進行利用。斯特林發電機與地面連接，在太陽能運動過程中，斯特林發電機始終處于焦點的位置上保持相對靜止。
[0039]實施例四:2*2陣列固定點太陽能采集利用系統
如附圖6所示，本實施例通過2*2陣列的復合拋物線碟式太陽能鏡實現太陽能的采集，每個太陽能鏡通過一個直線型連接部件(16)與直線型橫軸(13)進行連接，太陽能鏡與連接部件連接后再與橫軸連接，四個太陽能鏡設置在一個直線柱體橫軸(13)上，四個太陽能鏡分別設置在橫軸的兩端，呈對稱布局，橫軸與地球自轉軸平行，每一個太陽能鏡設置一個縱軸，左面的兩個太陽能鏡的縱軸與橫軸的夾角為30度，右面的兩個太陽能鏡的縱軸與橫軸的夾角為60度，每個太陽能鏡與縱軸相互連接，在橫軸上設置由一個動力提供裝置以及動力傳輸裝置、電子控制裝置集成的跟蹤控制裝置，在每個縱軸上設置由一個動力提供裝置以及動力傳輸裝置、電子控制裝置集成的跟蹤控制裝置，在每個太陽能鏡上設置有光學傳感器和物理傳感器，每個太陽鏡上的光學傳感器和物理傳感器將采集的信號傳輸給電子控制裝置，電子控制裝置根據軟件程序發出信號給五個動力提供裝置，通過動力傳輸裝置實現對五個軸的驅動，實現太陽能跟蹤控制(5)，此實施例是由一個橫軸以及四個縱軸組成的太陽能支架，橫軸與縱軸不相互交叉，五個軸都是相互獨立的運行，斯特林發電機(I)設置在太陽能鏡陣列的上方，斯特林發電機連接部件(15)為一個半圓形的結構，斯特林發電機在跟蹤太陽能的過程中，沿著半圓型的連接部件(15)進行運動。采用一個小型ORC循環的發電系統，實現了太陽能的熱發電，在太陽能焦點區域，設置有二次聚焦裝置(3)。
[0040]實施例五:9個菲涅爾鏡陣列固定點太陽能采集利用系統
如附圖7所示，9個菲涅爾鏡設置在一個矩形六面體的連接部件上，頂部設置有6個，側面設置有2個，后側設置有一個，頂部和側部為透射鏡，后側為反射鏡，連接部件為六面體，連接部件與地球自轉平行的橫軸(13)進行連接，在每個菲涅爾鏡上設置有電子控制傳感器裝置(8)，通過跟蹤控制裝置設置對太陽能的控制，在橫軸上設置有集成的電子控制裝置，通過設置在每個菲涅爾鏡上的傳感器提供信號給集成控制器，實現對太陽能鏡的跟蹤控制。在橫軸的跟蹤控制裝置上設置有聯動機構(17)，在跟蹤控制機構實現對橫軸的控制過程中，利用聯動機構直接控制后側設置的菲涅爾鏡。本實施例為一個與地球自轉平行的軸與一個聯動機構組成的太陽能支架，其連接部件的形狀為六面體。斯特林發電機為一個太陽能熱電聯產發電機組，設置在菲涅爾鏡的下面，太陽光(9)通過透鏡聚焦到太陽能利用利用設備上，實現了太陽能的利用。斯特林發電機有一個斯特林發電機支架支撐，在斯特林發電機上設置跟蹤控制裝置(18)，在跟蹤太陽能的過程中，斯特林發電機沿著圓柱進行直線運動，在菲涅爾鏡跟蹤太陽能的過程中始終保持與地面相對靜止。
[0041 ]實施例六:2*2*4陣列固定點太陽能采集利用系統如圖8所示，本實施例采用16個太陽能鏡，按照上下兩排進行排列布局，每排采用2*4的結構，在上排的2*4結構中采用8個太陽能鏡為點聚焦的反射鏡，每個反射鏡與直線柱體連接部件進行連接，連接部件與可運動的橫軸(13)進行連接，在橫軸上設置有跟蹤驅動系統，在8個太陽能鏡上還設置有8個縱軸(14)，縱軸與橫軸垂直但不相互交叉，每個縱軸上設置有集成跟蹤控制器件。在每個菲涅爾鏡上設置有傳感器，將信號提供給電子控制部件，電子控制部件提供控制信號給一個橫軸(13)以及8個縱軸的動力提供部件，動力提供部件提供動力給動力傳輸部件，電子控制部件設置在地面上，動力提供部件、動力傳輸部件設置在太陽能鏡支架上，動力傳輸部件與橫軸和縱軸進行連接，實現對太陽能的跟蹤，將太陽能光反射到太陽能利用部件上;此部分有一個橫軸和八個縱軸組成太陽能支架，橫軸和縱軸不相互接觸交叉。
[0042]在下排的2*4結構中采用8個太陽能鏡為拋物線反射鏡，為超薄玻璃制造的拋物線反射鏡，每四個反射鏡與一個拋物線型的連接部件(16)進行連接，8個反射鏡設置在一個共同的橫軸上，橫軸與地球自轉軸夾角為5度，在橫軸上設置有跟蹤控制系統，每個反射鏡上安裝有物理和光學傳感器，傳感器提供信號給橫軸的跟蹤控制裝置，實現對太陽能的跟蹤。此部分僅設置有一個橫軸。同時利用拋物線型連接部件，將每四個太陽能鏡組成為一個槽型跟蹤系統。從而可以采用單個橫軸實現對太陽能的跟蹤。
[0043]斯特林發電機設置有一個移動(2號)的和一個固定的(I號)，太陽能利用設2號上設置有跟蹤控制裝置，2號斯特林發電機的連接部件為一個三角形的結構，2號斯特林發電機沿著斜邊進行運動，I號斯特林發電機保持固定，在早晨的時候，太陽能鏡聚焦于I號斯特林發電機，然后根據太陽能聚焦效率，當聚焦于2號斯特林發電機高于I號設備時，將太陽能聚焦于2號設備上，實現太陽能的高效采集以及利用。
[0044]本實施例中，斯特林發電機為一個黑體梯形熱管太陽能光熱轉換器，實現高溫的太陽能采集。
[0045]將多組的100*2*2*4陣列形成一個太陽能熱采集系統，將100個由熱管構成的太陽能黑體光熱轉換器進行連接，將熱能進行儲存或者輸送到發電設備中，實現太陽能的熱發電。
【主權項】
1.一種移動點陣列太陽能連接式斯特林機發電系統，包括至少一個斯特林發電機(I)、可以采集太陽能的太陽能鏡(2)、支撐太陽能鏡的太陽能鏡支架裝置(4)、動力提供裝置、動力傳送裝置，以及電子控制系統，其特征是:至少一個或者一組點聚焦的太陽能鏡以及至少一個斯特林發電機;斯特林發電機設置在太陽能鏡聚焦的點狀的區域內，并設置在太陽能鏡的上方或者下方，斯特林發電機設置在斯特林發電機支架上(12)，太陽能鏡設置在太陽能鏡支架上，在太陽能鏡支架或/和太陽能鏡或/和斯特林發電機上設置有跟蹤控制裝置，跟蹤控制裝置控制太陽能鏡在太陽光變化時將太陽光聚焦到至少一個斯特林發電機上，在每天的太陽能跟蹤過程中聚焦于至少一個斯特林發電機上，在太陽能鏡跟蹤太陽能過程中斯特林發電機進行運動，實現太陽能的跟蹤聚焦利用； 多個太陽能鏡或者多組太陽能鏡在跟蹤太陽能過程中將太陽光聚焦到至少一個斯特林發電機上，在每天的太陽能跟蹤過程，至少有一個或者一組太陽能鏡聚焦于至少二個斯特林發電機上，每個或者每組太陽能鏡選擇可以達到最高的太陽能利用效率的斯特林發電機進行聚焦； 太陽能鏡與斯特林發電機采用下列一種方式進行匹配運動:至少有一個太陽能鏡或/和太陽能鏡支架與斯特林發電機相互連接，并通過設置在太陽能鏡支架或/和太陽能鏡或/和斯特林發電機上的跟蹤控制裝置使太陽能鏡與斯特林發電機一起進行運動。2.根據權利要求1所述的一種移動點陣列太陽能連接式斯特林機發電系統，其特征是:所述太陽能鏡支架由連接部件和至少一個轉軸以及與地面或者安裝部位進行連接的支撐件組成，由至少一個或者一組太陽能鏡與太陽能鏡支架組成太陽能采集系統，太陽能采集系統選擇至少下列一種: A、每個太陽能鏡上設置有二個轉軸，一個稱為橫軸另一個稱為縱軸，橫軸和縱軸相互交叉，包括成90度夾角，太陽能鏡與含有此轉軸的太陽能鏡支架進行連接組成太陽能采集系統； B、每個太陽能鏡分別與二個轉軸連接，一個稱為橫軸另一個稱為縱軸，橫軸和縱軸相互不交叉，一個轉軸與太陽能鏡上或者太陽能鏡邊框連接成為縱軸，另外一個與連接部件連接后再與太陽能鏡連接成為橫軸，太陽能鏡與含有橫軸與縱軸的太陽能支架進行連接組成太陽能采集系統； C、多個太陽能鏡相互串聯在一個連接部件上組成一個串聯組，每個串聯組上的太陽能鏡與一個轉軸連接，此軸成為縱軸，多個串聯組相互并聯在一個連接部件上并與另外一個轉軸進行連接，此軸成為橫軸，橫軸與縱軸相互交叉，包括成90度，太陽能鏡與含有橫軸與縱軸的太陽能支架進行連接組成太陽能采集系統； D、多個太陽能鏡相互串聯在一個連接部件上組成一個串聯組，每個串聯組上的太陽能鏡都與一個轉軸連接，此軸成為縱軸，多個串聯組相互并聯在一個連接部件上并與另外一個轉軸進行連接，此軸成為橫軸，橫軸與并縱軸不相互交叉，太陽能鏡與含有橫軸與縱軸的太陽能支架進行連接組成太陽能采集系統； E、由一個點聚焦的太陽能鏡或者一組點聚焦的太陽能鏡，與一個含有與地球自轉軸平行或者組成小于90度夾角的轉軸的太陽能支架進行連接。3.根據權利要求2所述的一種移動點陣列太陽能連接式斯特林機發電系統，其特征是:連接部件或者轉軸的幾何形狀選擇自下列至少一種: A、直線型的柱體，在柱體上設置有多個太陽能鏡，優選直線與地球自轉軸平行； B、為曲線、拋物線型、復合拋物線型、雙曲拋物線型的一種或多種； C、為圓形、多邊形、弧形、矩形的一種或多種。4.根據權利要求1所述的一種移動點陣列太陽能連接式斯特林機發電系統，其特征是:所述斯特林發電機支架由連接部件和至少一個轉軸以及與地面或者安裝部位進行連接的支撐件組成，斯特林發電機與連接部件進行連接后再與轉軸進行連接，再與支撐件進行連接； 所述連接部件或者轉軸的幾何形狀選擇自下列至少一種: A、直線型的柱體，在柱體上設置有多個太陽能鏡，優選直線與地球自轉軸平行； B、為曲線、拋物線型、復合拋物線型、雙曲拋物線型的一種或多種； C、為圓形、多邊形、弧形、矩形的一種或多種。5.根據權利要求1所述的一種移動點陣列太陽能連接式斯特林機發電系統，其特征是:所述跟蹤控制裝置由集成跟蹤控制裝置和/或成套跟蹤控制裝置組成: 所述集成跟蹤控制裝置由動力提供部件、動力傳送部件、計算機控制部件組成為一個集成器件，集成器件設置在太陽能鏡支架或者斯特林發電機支架上并與轉軸進行連接，電子傳感器件設置在太陽能鏡或者斯特林發電機上，在每一個轉軸上設置有一個集成跟蹤控制裝置，電子傳感器件將控制信號傳送到集成器件中的計算機控制部件上，由集成控制裝置通過控制一個轉軸的轉動實現對每一個太陽能鏡跟蹤控制； 所述成套跟蹤控制裝置由動力提供部件、動力傳送部件、電子傳感部件、計算機控制部件組成，電子傳感器件設置在太陽能鏡或者斯特林發電機上，動力傳送部件與轉軸連接，動力傳送部件設置在太陽能鏡支架上，動力提供部件和計算機控制部件設置在太陽能鏡支架上或者跟蹤支架或者斯特林發電機支架或者地面上，電子傳感器件將控制信號傳送計算機控制部件，控制動力傳送部件提供動力經動力傳送部件傳送給轉軸，實現對轉軸的控制同時帶動設置在轉軸上的太陽能鏡進行跟蹤，多個太陽鏡及轉軸共同采用成套跟蹤控制裝置實現對太陽能的跟蹤控制； 所述電子傳感部件采用光學或者電子的傳感器，以光學信號、物理地理位置信號、電子傳感信號或者其組合，經單芯片機或者計算機內的軟件進行計算，實現對太陽能的跟蹤以及太陽能鏡或者斯特林發電機的驅動，光學信號、物理地理位置信號、電子傳感信號或者其組合設置在太陽能鏡上或者斯特林發電機上或者周圍并與計算機控制部件相連，計算機控制部件與動力提供部件相連，動力提供部件與動力傳送部件相連接。6.根據權利要求5所述的一種移動點陣列太陽能連接式斯特林機發電系統，其特征是:所述的動力提供部件，選自下列至少之一: A、機械驅動器件； B、相變驅動裝置，采用密閉在一個空間的物質，隨著溫度的增大使其壓力的增大，來推動運動機構，實現跟蹤； C、利用電能帶動電機或液壓裝置驅動動力傳輸機構(10)來實現跟蹤； D、利用氣體壓力提供動力的裝置； 所述的動力傳送部件設置在連接部件或和支撐部件上，并與動力提供裝置相連接，動力傳送部件選擇自下列一種或者多種:齒輪機構(10)、鏈條機構、渦輪蝸桿機構、鉸鏈機構。7.根據權利要求1所述的一種移動點陣列太陽能連接式斯特林機發電系統，其特征是:所述斯特林機的太陽能吸熱部分與太陽能鏡相對，使得太陽光在跟蹤的過程中可以射入到斯特林機的太陽光吸收部位； 在所述斯特林機上設置有一個熱管傳熱系統，熱管的蒸發端設置在太陽能鏡聚焦的點狀的區域內將熱能傳遞到斯特林機的吸熱部分，熱管的外部殼體上設置有太陽能選擇涂層，熱管的外部設置有透光材料及保溫材料。8.根據權利要求1所述的一種移動點陣列太陽能連接式斯特林機發電系統，其特征是:太陽能點聚焦的光學鏡選擇自下列一種或其組合: A、點聚焦的透鏡，包括玻璃、菲涅爾、非金屬或非金屬薄膜或薄鏡組成的透鏡； B、點聚焦的反射鏡，包括玻璃、菲涅爾、非金屬或非金屬薄膜或薄鏡組成的透鏡； C、復合曲面點聚焦鏡，包括復合拋物線、復合雙曲拋物線鏡； D、有由多個平面鏡或者曲面鏡組成的一組太陽能鏡，每組太陽能鏡有一個點聚焦的焦點。
【文檔編號】F24J2/54GK106089610SQ201610469687
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2012年3月17日
【發明人】李建民
【申請人】成都奧能普科技有限公司