牵拉式太阳能聚光跟踪装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及太阳能利用技术领域，更具体地，涉及一种牵拉式太阳能聚光跟踪装 置。
【背景技术】
[0002] 由于太阳能取之不尽，用之不竭，并且不会带来任何污染。因此人们希望太阳能能 够成为人类未来能源的重要组成部分。
[0003] 太阳能的利用形式主要有两种：一种是太阳能光热应用，另一种是太阳能光电应 用。而太阳能聚光跟踪技术对送两种太阳能应用形式都很重要。对于光热应用领域而言， 太阳能聚光跟踪技术可W有效提高光能利用部件上太阳光的能量密度，从而产生更高的温 度，并提高系统的热效率，进一步扩大太阳能光热技术的应用范围。对于太阳能光电应用领 域而言，在保证发电量不变的情况下，太阳能聚光跟踪技术可W有效地降低光电池的使用 量，从而降低每度电的发电成本。因此太阳能聚光跟踪技术已成为太阳能应用领域的一个 重要的发展方向。
[0004] -个好的太阳能聚光跟踪技术要满足W下两项要求；一是聚光跟踪成本要低，但 稳定性要高，且使用寿命要长；二是聚光倍数要尽量高。
[0005] 为了满足上述两项要求，中国专利化200910089694.X公开了一种多排联动式太 阳能均匀聚光跟踪装置，该专利所描述的跟踪装置为：将多排线性菲尼尔反射聚光镜固定 在地面上，一年四季保持不动，反射聚光镜与地面的夹角等于当地的缔度角，相同排数的光 能利用部件固定于一个框架上，框架与地面平行地放置在倾斜导轨上，由一套传动装置带 动框架沿倾斜导轨移动，用W跟踪线型菲尼尔反射聚光镜所形成的条形光斑，使光能利用 部件始终处于光斑的能量最强处。其中，倾斜导轨与地面的夹角等于反射聚光镜与地面的 夹角。然而，该专利中没有公开传动装置的【具体实施方式】。
[0006] 中国专利化00236798.X还公开了《一种大面积太阳能聚光跟踪装置》，该专利中 公开了一种带动框架沿倾斜导轨移动的传动装置。如附图12所示，包括步进电机907,变速 箱906,下固定件904,上固定件901固定在倾斜导轨900上，传动螺杆902可转动地设置在 上固定件901和下固定件904之间，传动螺杆902上套有传动部件903,传动部件903固定 在需要移动的框架上，并带动框架移动。该现有技术的工作原理如下：步进电机907驱动变 速箱906带动齿轮905和齿轮908转动，齿轮908固定在传动螺杆902上，并带动传动螺杆 902转动，当传动螺杆902转动的时候，即可带动传动部件903并通过传动部件903带动需 要移动的框架在倾斜导轨的导向作用下上下移动。
[0007] 该传动装置中通过控制传动螺杆902的转动来带动框架沿倾斜导轨上下移动，送 种方案的优点是控制精度高，误差可W控制在0. 1毫米W内。但是送种方法也有如下缺点：
[0008] 1、机械设计较为复杂。
[0009] 2、该齿轮螺杆传动装置的机械传动方式只适用于框架沿直线运动的情形而不适 用于框架沿某一确定的曲线运动。
[0010] 3、由于框架的重量通常可w达到一吨w上，而传动螺杆的长度也需要达到二、Η 米长，送样就容易将传动螺杆压弯，为了避免传动螺杆的弯曲，就必须增加传动螺杆的直 径，必然造成传动装置的成本大幅度地上升。
[0011] 4、并且送种方法是通过传动螺杆的旋转圈数来计算和控制框架的位置，属于典型 的开环控制方法，送种方法通常会引起累计误差。时间长了，就会造成光能利用部件无法跟 踪上反射聚光镜的光斑，必须定期人工调整，因此在使用期间的维护成本就比较高。
【发明内容】
[0012] 本发明目的在于提供一种牵拉式太阳能聚光跟踪装置W达到使机械结构更加简 单、实现系统最佳的聚光效果的目的。
[0013] 本发明提供了一种牵拉式太阳能聚光跟踪装置，牵拉式太阳能聚光跟踪装置包 括：反射聚光镜；框架；光能利用部件，光能利用部件设置于框架上并与反射聚光镜对应设 置；框架支撑装置，框架支撑装置包括导轨，框架支撑于导轨上；驱动装置，驱动装置包括 柔性牵引部件和牵引柔性牵引部件的牵引机构，柔性牵引部件的第一端与牵引机构连接， 柔性牵引部件的第二端与框架连接，框架在牵引机构的驱动下沿导轨可平行移动地设置。
[0014] 进一步地，牵引机构包括；转轴，柔性牵引部件的第一端与转轴连接；驱动电机， 驱动电机与转轴传动连接。
[0015] 进一步地，牵拉式太阳能聚光跟踪装置包括多排反射聚光镜和与多排反射聚光镜 一一对应设置的多排光能利用部件，多排光能利用部件设置于同一个框架上。
[0016] 进一步地，柔性牵引部件为牵引绳，驱动装置还包括与牵引绳配合设置的定滑轮， 定滑轮设置于框架支撑装置上，柔性牵引部件的第二端绕过定滑轮后与框架连接；或者，柔 性牵引部件为牵引带，驱动装置还包括与牵引带配合设置的带轮，带轮设置于框架支撑装 置上，柔性牵引部件的第二端绕过带轮后与框架连接；或者，柔性牵引部件为牵引链，驱动 装置还包括与牵引链配合设置的链轮，链轮设置于框架支撑装置上，柔性牵引部件的第二 端绕过链轮后与框架连接。
[0017] 进一步地，导轨为直线型导轨或曲线型导轨。
[0018] 进一步地，导轨为曲线型导轨，各光能利用部件的移动轨迹是一条W其对应的反 射聚光镜的中必为圆必，W反射聚光镜的焦距为半径的圆弧线或与该圆弧线接近的连续性 曲线。
[0019] 进一步地，牵拉式太阳能聚光跟踪装置还包括：测量装置，测量装置用于测量框架 相对于导轨的位置；控制装置，测量装置和牵引机构分别与控制装置禪合，控制装置根据测 量装置的测量结果控制牵引机构。
[0020] 进一步地，测量装置包括绝对长度测量装置，绝对长度测量装置包括激光测距仪、 超声测距仪或红外测距仪或拉绳式位置传感器。
[0021] 进一步地，牵引机构包括转轴和驱动电机，柔性牵引部件的第一端与转轴连接，驱 动电机与转轴驱动连接；测量装置包括绝对角位置传感器，绝对角位置传感器用于测量转 轴的转动角度，控制器根据转动角度控制驱动电机。
[0022] 进一步地，牵拉式太阳能聚光跟踪装置还包括二次聚光部件，二次聚光部件对应 设置于光能利用部件的朝向太阳的一侧且相对于该光能利用部件固定设置，二次聚光部件 的反射聚光面包括平面、圆柱面、抛物面、CPC聚光面或圆的渐开线型聚光面。
[0023] 进一步地，光能利用部件为太阳能光伏电池或太阳能集热管。
[0024] 根据本发明的牵拉式太阳能聚光跟踪装置，牵拉式太阳能聚光跟踪装置包括反射 聚光镜、框架、光能利用部件、框架支撑装置和驱动装置。光能利用部件设置于框架上并与 反射聚光镜对应设置。框架支撑装置包括导轨，框架支撑于导轨上。驱动装置包括柔性牵 引部件和牵引柔性牵引部件的牵引机构。柔性牵引部件的第一端与牵引机构连接，柔性牵 引部件的第二端与框架连接，框架在牵引机构的驱动下沿导轨可平行移动地设置。由于采 用柔性牵引部件和配套的牵引机构来实现框架的移动，可W省去齿轮螺杆传动装置，一方 面简化了机械结构，使机械结构更加简单，另一方面由于采用了柔性牵引部件，可W突破齿 轮螺杆传动装置只能使框架沿直线移动的束缚，从而实现系统最佳的聚光效果。
[00巧]进一步地，由于设置了框架位置测量装置及与之相适应的控制装置，牵拉式太阳 能聚光跟踪装置能够在光能利用部件长期跟踪反射聚光镜光斑的过程中不出现累计误差， 从而克服了现有技术的传动装置中易产生累计误差的缺点。
【附图说明】
[0026] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0027] 图1是本发明第一实施例的牵拉式太阳能聚光跟踪装置的立体结构示意图；
[002引图2是图1中A部的局部放大结构示意图；
[0029] 图3是图1中B部的局部放大结构示意图；
[0030] 图4是本发明第二实施例的牵拉式太阳能聚光跟踪装置的立体结构示意图；
[0031] 图5是图4中C部的局部放大结构示意图；
[0032] 图6是本发明第一实施例的牵拉式太阳能聚光跟踪装置的第一种替代实现方式 的局部立体结构示意图；
[0033] 图7是本发明第一实施例的牵拉式太阳能聚光跟踪装置的第二种替代实现方式 的局部立体结构示意图；
[0034] 图8是本发明第一实施例的牵拉式太阳能聚光跟踪装置的第Η种替代实现方式 的局部立体结构示意图；
[0035] 图9是本发明各实施例的牵拉式太阳能聚光跟踪装置在一天内的控制流程图；
[0036] 图10是本发明牵拉式太阳能聚光跟踪装置在光能利用部件上增加二次聚光部件 的光能利用原理示意图；
[0037] 图11是本发明第一实施例和第二实施例中光能利用部件相对于反射聚光镜的运 动轨迹对比示意图；
[0038] 图12是现有技术中一种带动整体框架沿倾斜导轨直线移动的传动装置的结构示 意图。
[0039] 图中各附图标记代表：
[0040] 10、反射聚光镜支架；20、反射聚光镜；25、框架；30、光能利用部件；35、二次聚光 部件；50、转轴；60、测量装置；60a、激光测距仪；60b、激光挡板；101、第一支座；102、第二 支座；201、第一钢丝绳；202、第二钢丝绳；601、北侧第一导轨支架；602、北侧第二导轨支 架；603、南侧第二导轨支架；604、南侧第一导轨支架；611、角度传感器；612、减速传动装 置；701、北侧第一导轨；702、北侧第二导轨；701-A和702-A、工字形滚轮；703、南侧第二导 轨；703-A、水平滚轮；703-B、侧面滚轮；704、