一种风光两用定日镜及太阳能热发电站的制作方法

1.本发明属于太阳能热发电技术领域，尤其涉及一种风光两用定日镜及太阳能热发电站。


背景技术：

2.在太阳能热发电领域，塔式太阳能热发电是采用大量的定向反射镜(定日镜)将太阳光聚集到一个装在塔顶的中央热交换器(吸热器)上,通过加热里面的流体推动涡轮转动来发电。其中，定日镜发电对太阳辐照度(dni值)的要求较高，在夜间或太阳辐照度不满足要求的情况下，定日镜不能利用太阳能发电，导致发电产能偏低。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种风光两用定日镜及太阳能热发电站，以解决现有太阳能热发电站的发电产能偏低的问题。
4.为解决上述问题，本发明的技术方案为：
5.本发明的一种风光两用定日镜，包括：
6.立柱本体；
7.调整机构，设于所述立柱本体上；
8.风力发电单元，设于所述立柱本体；
9.传动机构，所述传动机构的输入端转动连接于所述调整机构上，且所述传动机构的输出端与所述风力发电单元相连；
10.若干镜体，分别轴向转动连接于所述传动机构的输入端的周侧；
11.光热发电模式下，所述镜体均位于同一平面上，由所述调整机构经所述传动机构调整所述镜体的对日方向；风力发电模式下，所述调整机构经所述传动机构调整所述镜体的对风方向，且所述镜体沿自身轴向转动并配合所述传动机构的输入端形成一风车结构，所述镜体在风力作用下带动所述传动机构转动并传动至所述风力发电单元进行发电。
12.本发明的风光两用定日镜，所述镜体包括反射镜、骨架、若干粘接片和驱动单元；
13.所述驱动单元设于所述传动机构的输入端上；
14.所述骨架固定连接于所述驱动单元的输出端；
15.所述反射镜通过若干所述粘接片固定于所述骨架上。
16.本发明的风光两用定日镜，所述驱动单元为减速电机，所述减速电机通过连接件固定在所述传动单元的输入端上。
17.本发明的风光两用定日镜，所述反射镜的形状为扇形。
18.本发明的风光两用定日镜，所述传动机构包括旋转主轴和联轴器；
19.所述旋转主轴转动连接于所述调整机构上；所述旋转主轴与若干镜体分别连接，且所述旋转主轴的输出端为一输出轴；
20.所述联轴器的两端分别与所述输出轴和所述风力发电单元的输入端相连。
21.本发明的风光两用定日镜，所述传动机构还包括上离合器，所述上离合器设于所述旋转主轴与所述调整机构之间，用于锁定或解锁所述旋转主轴与所述调整机构的转动关系。
22.本发明的风光两用定日镜，所述调整机构包括回转单元、上支架、下支架和直线驱动件；
23.所述回转单元设于所述立柱本体上；
24.所述下支架设于所述回转单元的输出端上；
25.所述上支架转动连接于所述下支架，且所述上支架与所述传动机构的输入端转动连接；
26.所述直线驱动件的固定端转动连接于所述下支架，所述直线驱动件的输出端转动连接于所述上支架，用于调整所述上支架与所述下支架之间的夹角。
27.本发明的风光两用定日镜，所述回转单元为回转减速机，所述直线驱动件为电动推杆或气动推杆或液压推杆。
28.本发明的风光两用定日镜，所述风力发电单元包括发电机组、下离合器和中间轴；
29.所述发电机组设于所述立柱本体的中空腔内；
30.所述中间轴的第一端穿设于所述调整机构并与所述传动机构的输出端相连；
31.所述下离合器设于所述发电机组的输入端和所述中间轴的第二端之间，用于锁定或解锁所述发电机组的输入端与所述中间轴之间的转动关系。
32.本发明的一种太阳能热发电站，包括上述任意一项所述的风光两用定日镜。
33.本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
34.本发明一实施例通过在立柱本体上设置调整机构、风力发电单元、传动机构和镜体，由调整机构调整多个镜体的整体朝向，由传动机构配合镜体形成一风车机构，且镜体设置为可沿自身轴向转动。当太阳辐照度满足要求时，处于光热发电模式，镜体均位于同一平面上，由调整机构经传动机构调整镜体的对日方向，并可微调各个镜体的朝向，形成一微弧度的凹面镜，从而实现聚光集热；当太阳辐射度不满足要求时，同时风速满足风力发电要求时，处于风力发电模式，由调整机构经传动机构调整镜体的对风方向，并可转动各个镜体形成风车结构，在风力作用下带动传动机构转动并传动至风力发电单元进行发电，可以实现定日镜两种发电模式的切换，增加电站的整体发电产能，解决了现有太阳能热发电站的发电产能偏低的问题。
附图说明
35.图1为本发明的风光两用定日镜的示意图；
36.图2为本发明的风光两用定日镜的传动机构与调整机构的放大示意图；
37.图3为本发明的风光两用定日镜的风力发电单元的放大示意图。
38.附图标记说明：1：镜体；1-1：反射镜；1-2：纵梁；1-3：横梁；1-4：粘接片；2：传动机构；2-1：旋转主轴；2-2：驱动单元；2-3：连接件；2-4：上离合器；2-5：输出轴；2-6：联轴器；2-7：上支座；2-8：直线驱动件；2-9：回转单元；2-10：下支座；3：立柱本体；4：风力发电单元；4-1：发电机组；4-2：下离合器；4-3：中间轴。
具体实施方式
39.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种风光两用定日镜及太阳能热发电站作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
40.参看图1至图3，在一个实施例中，一种风光两用定日镜，包括立柱本体3、调整机构、风力发电单元4、传动机构2和若干镜体1。
41.调整机构设于立柱本体3上。风力发电单元4同样设于立柱本体3。
42.传动机构2的输入端转动连接于调整机构上，且传动机构2的输出端与风力发电单元4相连。若干镜体1则是分别轴向转动连接于传动机构2的输入端的周侧。
43.本实施例通过在立柱本体3上设置调整机构、风力发电单元4、传动机构2和镜体1，由调整机构调整多个镜体1的整体朝向，由传动机构2配合镜体1形成一风车机构，且镜体1设置为可沿自身轴向转动。当太阳辐照度满足要求时，处于光热发电模式，镜体1均位于同一平面上，由调整机构经传动机构2调整镜体1的对日方向，并可微调各个镜体1的朝向，形成一微弧度的凹面镜，从而实现聚光集热。当太阳辐射度不满足要求时，同时风速满足风力发电要求时，处于风力发电模式，由调整机构经传动机构2调整镜体1的对风方向，并可转动各个镜体1形成风车结构，在风力作用下带动传动机构2转动并传动至风力发电单元4进行发电，可以实现定日镜两种发电模式的切换，增加电站的整体发电产能，解决了现有太阳能热发电站的发电产能偏低的问题。
44.下面对本实施例的风光两用定日镜的具体结构进行进一步说明：
45.参看图1和图2，在本实施例中，镜体1可包括反射镜1-1、骨架、若干粘接片1-4和驱动单元2-2。
46.驱动单元2-2设于传动机构2的输入端上。骨架固定连接于驱动单元2-2的输出端。反射镜1-1通过若干粘接片1-4固定于骨架上。
47.其中，驱动单元2-2为减速电机，减速电机可通过一连接件2-3固定在传动单元的输入端上。该连接件2-3可为连接轴。
48.进一步的，骨架可包括一纵梁1-2和若干横梁1-3，可由不同长度的横梁1-3依次间隔焊接在纵梁1-2上从而形成与反射镜1-1形状相匹配的骨架，而粘接片1-4则可设置在各个横梁1-3的端部，通过螺栓与粘接片1-4完成镜片与骨架之间的连接。纵梁1-2则是与减速电机的输出端固定连接。
49.进一步的，反射镜1-1的形状为扇形，材质可为金属，具有很好的强度，因此在风载荷下也不会断裂失效，扇形也可提高对风力利用率。
50.在本实施例中，传动机构2具体可包括旋转主轴2-1和联轴器2-6。
51.旋转主轴2-1转动连接于调整机构上。旋转主轴2-1与若干镜体1的连接件2-3分别连接，即镜体1分别布置在旋转主轴2-1的一圈上，且旋转主轴2-1的输出端为一输出轴2-5。联轴器2-6的两端则是分别与该输出轴2-5和风力发电单元4的输入端相连，即由风力对镜体1的作用带动旋转主轴2-1转动，并通过输出轴2-5输出至风力发电单元4的输入端，由风力发电单元4进行发电。
52.进一步的，传动机构2还包括上离合器2-4，上离合器2-4设于旋转主轴2-1与调整机构之间，用于锁定或解锁旋转主轴2-1与调整机构的转动关系。
53.在本实施例中，调整机构包括回转单元2-9、上支架、下支架和直线驱动件2-8。
54.其中，回转单元2-9设于立柱本体3上。下支架设于回转单元2-9的输出端上。上支架则是通过销轴转动连接于下支架，且上支架与旋转主轴2-1通过轴承转动连接。
55.直线驱动件2-8的固定端转动连接于下支架，直线驱动件2-8的输出端转动连接于上支架，用于调整上支架与下支架之间的夹角。
56.上离合器2-4的安装方式为两端分别与旋转主轴2-1和上支座2-7相连接，当上离合器2-4闭合时，旋转主轴2-1与上支座2-7相对固定无法旋转，当上离合器2-4脱开时，旋转主轴2-1可以饶上支座2-7中心旋转。
57.在本实施例中，回转单元2-9为回转减速机，即下支架安装在回转减速机上并由其带动进行自转。直线驱动件2-8为电动推杆或气动推杆或液压推杆，在此不做具体限定。
58.在本实施例中，立柱本体3为一中空圆柱，上下两端设置有连接法兰，分别用于与外部平台和回转减速机的固定端连接。
59.参看图3，在本实施例中，风力发电单元4包括发电机组4-1、下离合器4-2和中间轴4-3。
60.发电机组4-1设于立柱本体3的中空腔内。中间轴4-3的第一端穿设于回转减速机和下支座2-10(即回转减速机和下支座2-10中心均设置通孔)并与位于下支座2-10和上支座2-7之间的输出轴2-5相连，中间轴4-3和输出轴2-5之间具体可通过联轴器2-6进行连接。
61.下离合器4-2则是设于发电机组4-1的输入端和中间轴4-3的第二端之间，用于锁定或解锁发电机组4-1的输入端与中间轴4-3之间的转动关系。当下离合器4-2闭合时，中间轴4-3与发电机组4-1相连接，中间轴4-3转动带动发电机组4-1工作发电，当下离合器4-2脱开时，中间轴4-3与发电机组4-1脱开，中间轴4-3转动不能带动发电机组4-1工作。
62.下面对本实施例的风光两用定日镜的工作原理进行说明：
63.该定日镜有光热发电和风力发电两种模式。
64.当太阳辐照度(dni)满足要求时，定日镜使用光热发电模式。具体实现方式为将连接件2-3上的减速电机转至标定的初始位置，使各个反射镜1-1组成一个微弧度的凹面镜，可以进行聚光集热。此时上离合器2-4闭合，使旋转主轴2-1与上支座2-7相对固定，保持镜体1稳定性，下离合器4-2脱开，使中间轴4-3与发电机组4-1脱开。回转减速机控制定日镜方位角度旋转，电动推杆控制定日镜俯仰角度旋转，实现定日镜追日功能。
65.当太阳辐射度不满足要求时，同时风速满足风力发电要求时，定日镜使用风力发电模式。具体实现方式为先通过回转减速机和电动推杆，控制定日镜转动，使镜体1反射面处于迎风方向。转角结束后，将减速电机转至标定的角度，使镜体1组成一个“风车”状，此时上离合器2-4脱开，使旋转主轴2-1可以绕上支座2-7中心旋转，下离合器4-2闭合，使中间轴4-3与发电机组4-1连接，中间轴4-3可以带动发电机组4-1工作。完成以上步骤后，在风力驱动下，由镜体1组成的“风车”开始旋转，通过中间轴4-3带动发电机组4-1开始发电。由于该镜体1的反射镜1-1材质为金属，具有很好的强度，因此在风载荷下也不会断裂失效。
66.根据上述原理，可以实现定日镜两种发电模式的切换，增加电站的整体发电产能。
67.实施例二
68.本实施例提供一种太阳能热发电站，包括上述实施例一中的风光两用定日镜。通过在立柱本体3上设置调整机构、风力发电单元4、传动机构2和镜体1，由调整机构调整多个镜体1的整体朝向，由传动机构2配合镜体1形成一风车机构，且镜体1设置为可沿自身轴向
转动。当太阳辐照度满足要求时，处于光热发电模式，镜体1均位于同一平面上，由调整机构经传动机构2调整镜体1的对日方向，并可微调各个镜体1的朝向，形成一微弧度的凹面镜，从而实现聚光集热。当太阳辐射度不满足要求时，同时风速满足风力发电要求时，处于风力发电模式，由调整机构经传动机构2调整镜体1的对风方向，并可转动各个镜体1形成风车结构，在风力作用下带动传动机构2转动并传动至风力发电单元4进行发电，可以实现定日镜两种发电模式的切换，增加电站的整体发电产能，解决了现有太阳能热发电站的发电产能偏低的问题。
69.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。