CN104155738B - 槽式太阳能热发电的集热器的太阳能聚光反射镜构件 - Google Patents

Abstract

本发明所公开的是一种适用于槽式太阳能热发电的集热器的太阳能反射镜构件，包括槽式后反射镜和靠背座，以其所述靠背座为树脂玻纤织物空芯夹芯结构玻璃钢制件为主要特征。具有结构合理，太阳能反射率高，重量轻，使用寿命长，镜面不结霜等特点。

Description

槽式太阳能热发电的集热器的太阳能聚光反射镜构件

技术领域

本发明涉及一种槽式太阳能热发电的集热器的太阳能聚光反射镜构件，属于太阳能热发电装备技术。

背景技术

本发明所涉及的所述太阳能聚光反射镜构件，它的形状如同图1所示，而其反射镜镜面为抛物面。

本发明所涉及的所述太阳能聚光反射镜（或称聚光镜）构件，由所述太阳能聚光反射镜和基座（或称靠背座）固定连结构成。

已有的所述太阳能聚光反射镜，一种是4mm厚的单层钢化玻璃反射镜，另一种是4mm厚的钢化玻璃反射镜，与4mm以上的靠背玻璃（或金属板材）复合组成的双层太阳能反射镜。无疑，所述的以上2种太阳能反射镜，都存在着自重大，耐侯性能尤其是抗野外飞沙走石能力差的问题，尤其是由于其所用玻璃厚光损大，致使太阳能（光）反射率低（一般不足93%）的不足，而显著影响了太阳能发电的发电效率，明显增加了太阳能热发电的运营成本。

尤其是在纬度较高的地域，例如在我国内蒙古等地，所述的这种太阳能反射镜的镜面会发生结霜，往往要到上午11时以后，等镜面结霜消融之后，才能逐步正常投入太阳能热发电运行。这种现象，是太阳能热发电运营商所无法接受的。

针对以上所述种种不足，近年来，中国专利已经公开了由1.1-1.6mm厚的超薄超白钢化玻璃后反射镜（即光反射银层镀复在玻璃镜的后表面），与设在所述反射镜背后的高强度塑料基座相吻合固定的太阳能反射镜构件。所述的这种太阳能反射镜构件，有效提高了太阳能（光）的反射率（可达96%）；减轻了它的自身重量，降低了太阳能集热器安装架的制造成本；增强了全天侯耐侯能力，一定程度上缓解了太阳能反射镜镜面的结霜现象，取得了较好的技术经济效益。

然而，所述的这种玻璃镜与塑料基座复合的太阳能反射镜构件，仍然存在着塑料基座制作工艺复杂（要有大型的注塑机和模具），抗紫外线和抗低温能力较差，易老化使用寿命较短等不足，尤其是由于其塑料基座自身的保温性能不强，因而其抑制结霜的能力仍然并不甚理想。

为此，研发一种耐侯能力强，制作工艺相对比较简单，使用寿命长，具备抑霜能力的太阳能反射镜构件，便成为业内的期待。

发明内容

本发明旨在针对已有技术由玻璃反射镜与塑料基座复合的太阳能反射镜构件所存在的不足进行改进，而提供一种太阳能反射率高，耐侯能力强，制作工艺相对比较简单，使用寿命长，具备抑制镜面结霜能力的用于槽式太阳能热发电的集热器的太阳能聚光反射镜构件，为日益发展的太阳能热发电提供装备支持。

本发明实现其目的的技术构想，一是采用所述太阳能反射镜与靠背座两者复合固定连接的结构形式；二是仍然采用1.1～1.6mm厚的超薄超白钢化玻璃作为所述反射镜基材，以有效提高所述反射镜的反光率；三是采用与所述玻璃膨胀系数（3.3×10^-6）相接近的玻纤织物—树脂玻璃钢（7.0×10^-6）制件作为所述反射镜的靠背座，以有效提高其耐侯能力和使用寿命，减轻重量，简化制作工艺，降低生产成本，四是将玻璃钢靠背座加工制作成密闭空芯夹芯结构玻璃钢靠背座，以提高其隔热保温能力，进一步抑制所述太阳能反射镜镜面的结霜现象，五是采取常规玻璃钢制作工艺，发挥所述超薄化学钢化的1.1～1.6mm厚玻璃的塑变性能，在具有精准抛物面的成型阳模上，制作出具有精准抛物面的所述太阳能反射镜，以进一步提高其反光率（达到≥96%）；从而实现本发明的目的。

基于上述技术构想，本发明实现其目的的技术方案是：

一种槽式太阳能热发电的集热器的太阳能聚光反射镜构件，包括由经钢化处理的1.1~1.6mm厚的超薄超白玻璃制成的镜面为抛物面的槽式后反射镜，和设在所述反射镜后背面的靠背座，且所述反射镜与靠背座固定连结成一体；所述靠背座有用来与所述集热器安装架相应的固定连结的预埋件，其创新点在于：

a、所述靠背座是树脂玻纤织物空芯夹芯结构玻璃钢制件，且所述空芯夹芯结构玻璃钢制件靠背座，与所述反射镜通过玻璃钢覆合粘接固定连结而两者互成一体；

b、位于所述反射镜槽口两侧的靠背座的第一沿口，和位于反射镜左、右两端的靠背座的第二沿口，均通过玻璃钢封堵而令所述空芯夹芯结构玻璃钢制件靠背座呈其内腔与外界隔绝的密封体。

由以上所给出的技术方案，结合本发明技术构想可以知晓，本发明实现了其所要实现的目的。

而所述玻璃钢制件靠背座，本发明所优选的一种所述空芯夹芯结构玻璃钢制件靠背座的结构是，自所述反射镜的后背面由内至外依次是聚氨脂胶层、第一玻纤毡层、第一玻纤织物层、玻纤立体芯材织物层、第二玻纤织物层和第二玻纤毡层；且前述各个玻纤材料层，经由树脂通过常规玻璃钢制备方法粘结固化成一体的空芯夹芯结构玻璃钢制件靠背座。

当然，所述空芯夹芯结构玻璃钢制件靠背座的结构并不局限于此。它的多层玻纤材料层的布置还可以是多种形式，而其所述玻纤材料层的层数也可以加减和调整；尤其是它的玻纤立体芯材织物层的布置位置，可以尽可能地靠近所述反射镜的后背面。

其中所述的玻纤毡，本发明优选的是短切玻纤毡。它是属于无纺织物的范畴。

出于进一步有效增强本发明所包括的所述靠背座的物理机械性能的考虑，本发明还主张，所述第一玻纤织物层和第二玻纤织物层，均由2~5层玻纤布复合构成，且相邻两层玻纤布的经向和纬向相互交错布置。

其中所述的玻纤布，本发明所优选的是玻纤方格布。由于玻纤方格布的双轴向作用，可在有效增强玻璃钢制件靠背座的强度等物理性能的同时，增强其形态的稳定性。

而所述玻纤毡的结构，是由密集的玻璃纤维交错集聚叠合经滚压而成的。由于其对树脂的浸润泡含的能力较差，有可能会影响玻璃钢制件的强度等物理性能。为了有效消除这种影响，本发明主张，所述第一玻纤毡层和第二玻纤毡层，均为沿其厚度方向有针刺通孔的针刺玻纤毡，且所述针刺玻纤毡的克重在100~400g/m²范围内。

在上述技术方案中，本发明还主张，在所述空芯夹芯结构玻璃钢制件靠背座的最外层的第二玻纤毡层的表面有树脂胶衣层。由于树脂胶衣层的存在，进一步增强了本发明的物理化学性能和耐侯能力。

与此同时，本发明还主张，在所述树脂胶衣层的表面有由树脂漆与金刚砂复配的涂层。由于树脂金刚砂复配涂层的存在，进一步提高了本发明抗御恶劣自然环境（飞砂走石和冰雹）侵袭的能力和保暖性能。

而本发明所优选的一种所述玻纤立体芯材织物层，由底层玻纤织物层和上层玻纤织物层，与沿纬向呈连续V字形排布，沿经向呈间断双X字形排布的玻纤芯材长丝编织而有间距站立连结构成。这种所述的玻纤立体芯材机织物，本申请人在前已申请了中国专利，并已批量投入生产。当然并不局限于此，所述玻纤立体芯材织物层，也可以采用其它空芯夹芯结构材料，例如高强度塑料蜂窝夹芯板材、铝蜂窝板材和芳伦蜂窝板材等等。

在上述技术方案中，本发明还主张，所述玻纤立体芯材织物层的厚度在10~50mm范围内。但并不局限于此。所述玻纤立体芯材织物层的厚度，可视实际需要而定。

在上述技术方案中，本发明主张，用来制作空芯夹芯结构玻璃钢制件靠背座的树脂是间苯树脂或乙烯基树脂或环氧树脂。其中优选的是间苯树脂。

在上述技术方案中，本发明还主张，所述第一玻纤织物层和第二玻纤织物层的玻纤织物结构，是平纹结构，或是斜纹结构，或是缎纹结构，或是提花结构，或是所述4种织物结构的任意2种以上的混合织物结构，且所述玻纤织物的克重在100~400g/m²范围内。就其性价比而定，本发明优选的是双轴向织物呈平纹结构的玻纤布，尤其是玻纤方格布。

上述技术方案得以实施后，本发明所具有的结构合理，自身重量轻，太阳能反射率高，耐侯能力强，制作工艺简易，生产成本低，使用寿命长和抑制镜面结霜等特点，是显而易见的。

附图说明

图1是本发明一种具体实施方式的结构示意图；由图1可见，本发明整体形态呈槽状；

图2是图1的A-A剖面图；

图3是图2的B部放大图；

图4是本发明所包括的玻纤立体芯材织物层2-4的纬向剖面图；

图5是本发明所包括的玻纤立体芯材织物层2-4的经向剖面图。

具体实施方式

以下对照附图，通过具体实施方式的描述，对本发明作进一步说明。

一种典型的具体实施方式，如附图1~5所示。

一种适用于槽式太阳能热发电的集热器的太阳能聚光反射镜构件，包括由经钢化处理的1.1~1.6mm厚的超薄超白玻璃制成的镜面为抛物面的槽式后反射镜1，和设在所述反射镜1后背面的靠背座2，且所述反射镜1与靠背座2固定连结成一体；所述靠背座2有用来与所述集热器安装架相应的固定连结的预埋件3，而其：

a、所述靠背座2是树脂玻纤织物空芯夹芯结构玻璃钢制件，且所述空芯夹芯结构玻璃钢制件靠背座2，与所述反射镜1通过玻璃钢覆合粘接固定连结而两者互成一体；

b、位于所述反射镜1槽口两侧的靠背座2的第一沿口4，和位于反射镜1左、右两端的靠背座2的第二沿口5，均通过玻璃钢封堵而令所述空芯夹芯结构玻璃钢制件靠背座2呈其内腔与外界隔绝的密封体。

而所述空芯夹芯结构玻璃钢制件靠背座2的结构是，自所述反射镜1的后背面由内至外依次是聚氨脂胶层2-1、第一玻纤毡层2-2、第一玻纤织物层2-3、玻纤立体芯材织物层2-4、第二玻纤织物层2-5和第二玻纤毡层2-6；且前述各个玻纤材料层，经由树脂通过常规玻璃钢制备方法粘结固化成一体的空芯玻璃钢制件靠背座2。

而所述第一玻纤织物层2-3和第二玻纤织物层2-5，均由2~5层玻纤布复合构成，且相邻两层玻纤布的经向和纬向相互交错布置。

而所述第一玻纤毡层2-2和第二玻纤毡层2-6，均为沿其厚度方向有针刺通孔的针刺玻纤毡，且所述针刺玻纤毡的克重在100 ~400 g/m²范围内。

而在所述空芯玻璃钢制件靠背座2的最外层的第二玻纤毡层2-6的表面有树脂胶衣层2-7。

而在所述树脂胶衣层2-7的表面有由树脂漆与金刚砂复配的涂层2-8。

而所述玻纤立体芯材织物层2-4，由底层玻纤织物层2-4-1和上层玻纤织物层2-4-2，与沿纬向呈连续V字形排布，沿经向呈间断双X字形排布的玻纤芯材长丝2-4-3编织而有间距站立连结构成。

而所述玻纤立体芯材织物层2-4的厚度在10~50mm范围内。

而用来制作空芯玻璃钢制件靠背座2的树脂是间苯树脂或乙烯基树脂或环氧树脂。

而所述第一玻纤织物层2-3和第二玻纤织物层2-5的玻纤织物结构，是平纹结构，或是斜纹结构，或是缎纹结构，或是提花结构，或是所述4种织物结构的任意2种以上的混合织物结构，且所述玻纤织物的克重在100~400g/m²范围内。本发明优选的是玻纤方格布。

本发明的制作过程参考版的简要描述是：

将所述厚度为1.1mm/1.6mm的后外射镜1的前表面，覆贴在具有精准抛物面的阳模上，并使之与所述阳模密贴固定，令所述后外射镜1的镜面具备精准的抛物面；尔后在后反射镜1的后表面，均匀涂上聚氨脂胶层2-1，并布置好预埋件3，再依次复合上第一短切玻纤毡层2-2、第一玻纤织物层方格布2-3、玻纤立体芯材织物层2-4、第二玻纤织物层方格布2-5，第二短切玻纤毡层2-6，且在上述复合的过程中，每复合上一层玻纤材料层，均匀涂刷一层间苯树脂，待所述玻纤材料层2-2、2-3、2-4、2-5、2-6，均复合粘连之后，再在位于最外一层的第二短切玻纤毡2-6的表面，反复涂刷间苯树脂，待所述各层玻纤材料层，均由间苯树脂均匀浸润且所述玻纤立体芯材织物层2-4站立起来后，在自然环境下让其固化粘结成一体，且在位于玻璃反射镜1槽口两侧和左右两端的靠背座2的沿口4、5部位，分别用玻纤织物和树脂实施全面封口；然后再在第二短切玻纤毡2-6表面的间苯树脂层的表面，再依次涂上间苯树脂胶衣层5和树脂漆金刚砂复配涂层2-8，待其在自然环境中（也可以适当加热）固化定型后，即可脱模而制备成本发明。

而所用树脂，也可以是乙烯基树脂或环氧树脂。优选的是间苯树脂。

而所用玻璃的钢化处理，优选采用化学钢化处理，但也不排除物理钢化处理。

而所述后反射镜1，是在玻璃镜后表面镀布银反射层的反射镜。

而之所以镜面不结霜，通过试验和现场试用观察得知其原因在于：

本发明所包括的玻璃钢制件靠背座2，犹如是给玻璃反射镜1穿上了“防护保暖服”那样，一则它直面阻挡了来自北方的寒流，二则它的玻纤立体芯材织物层2-4所构成的夹芯层中的空气，吸收并蕴藏了所述玻璃反射镜1直面太阳的光热，而持续提升了本发明太阳能反射镜构件的体内温度。到了晚上，靠背座2的夹芯层中的热空气又持续地给玻璃反射镜1供热，以致玻璃反射镜1的表面温度，始终保持在结霜温度点之上，从而有效抑制了所述镜面结霜问题的产生。

如以上所描述的本发明初样试用测试结果显示，其使用寿命可达25~30年，生产成本比采用塑料基座的太阳能反射镜构件降低20~30%，自身重量比采用双层复合玻璃的太阳能反射镜降低一半以上，太阳能反射率达≥96%，在内蒙古地区秋冬季节试用，镜面未发现有结霜现象，取得了十分明显的技术经济效益，实现了本发明的初衷。

Claims (10)

1.一种槽式太阳能热发电的集热器的太阳能聚光反射镜构件，包括由经钢化处理的1.1~1.6mm厚的超薄超白玻璃制成的镜面为抛物面的槽式后反射镜（1），和设在所述反射镜（1）后背面的靠背座（2），且所述反射镜（1）与靠背座（2）固定连结成一体；所述靠背座（2）有用来与所述集热器的安装架相应的固定连结的预埋件（3），其特征在于：

a、所述靠背座（2）是树脂玻纤织物空芯夹芯结构玻璃钢制件，且所述空芯夹芯结构玻璃钢制件靠背座（2），与所述反射镜（1）通过玻璃钢覆合粘接固定连结而两者互成一体；

b、位于所述反射镜（1）槽口两侧的靠背座（2）的第一沿口（4），和位于反射镜（1）左、右两端的靠背座（2）的第二沿口（5），均通过玻璃钢封堵而令所述空芯夹芯结构玻璃钢制件靠背座（2）呈其内腔与外界隔绝的密封体。

2.根据权利要求1所述的太阳能聚光反射镜构件，其特征在于，所述空芯夹芯结构玻璃钢制件靠背座（2）的结构是，自所述反射镜（1）的后背面由内至外依次是聚氨脂胶层（2-1）、第一玻纤毡层（2-2）、第一玻纤织物层（2-3）、玻纤立体芯材织物层（2-4）、第二玻纤织物层（2-5）和第二玻纤毡层（2-6）；且前述各个玻纤材料层，经由树脂通过常规玻璃钢制备方法粘结固化成一体的空芯夹芯结构玻璃钢制件靠背座（2）。

3.根据权利要求2所述的太阳能聚光反射镜构件，其特征在于，所述第一玻纤织物层（2-3）和第二玻纤织物层（2-5），均由2~5层玻纤布复合构成，且相邻两层玻纤布的经向和纬向相互交错布置。

4.根据权利要求2所述的太阳能聚光反射镜构件，其特征在于，所述第一玻纤毡层（2-2）和第二玻纤毡层（2-6），均为沿其厚度方向有针刺通孔的针刺玻纤毡，且所述针刺玻纤毡的克重在100~ 400g/m²范围内。

5.根据权利要求1所述的太阳能聚光反射镜构件，其特征在于，在所述空芯玻璃钢制件靠背座（2）的最外层的第二玻纤毡层（2-6）的表面有树脂胶衣层（2-7）。

6.根据权利要求5所述的太阳能聚光反射镜构件，其特征在于，在所述树脂胶衣层（2-7）的表面有由树脂漆与金刚砂复配的涂层（2-8）。

7.根据权利要求2所述的太阳能聚光反射镜构件，其特征在于，所述玻纤立体芯材织物层（2-4），由底层玻纤织物层（2-4-1）和上层玻纤织物层（2-4-2），与沿纬向呈连续V字形排布，沿经向呈间断双X字形排布的玻纤芯材长丝（2-4-3）编织而有间距站立连结构成。

8.根据权利要求2或7所述的太阳能聚光反射镜构件，其特征在于，所述玻纤立体芯材织物层（2-4）的厚度在10~50mm范围内。

9.根据权利要求1或2所述的太阳能聚光反射镜构件，其特征在于，用来制作空芯玻璃钢制件靠背座（2）的树脂是间苯树脂或乙烯基树脂或环氧树脂。

10.根据权利要求2所述的太阳能聚光反射镜构件，其特征在于，所述第一玻纤织物层（2-3）和第二玻纤织物层（2-5）的玻纤织物结构，是平纹结构，或是斜纹结构，或是缎纹结构，或是提花结构，或是所述4种织物结构的任意2种以上的混合织物结构，且所述玻纤织物的克重在100~ 400g/m²范围内。