[發明專利]一種太陽能光熱高溫利用系統

無效

• 申請號: 200910043596.2
• 申請日: 2009-06-04
• 公開（公告）號: CN101576321A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 李捷
• 申請（專利權）人: 李捷
• 主分類號: F24J2/30
• 分類號: F24J2/30;F24J2/46;F24J2/38
• 代理公司: 長沙新裕知識產權代理有限公司
• 代理人: 黃 洪

技術領域

本發明涉及一種太陽能接受轉換裝置，特別是涉及一種太陽能光熱轉換利用的太陽能光熱高溫利用系統。

背景技術

太陽能Solar一般指太陽光的輻射能量。在太陽內部進行的由“氫”聚變成“氦”的原子核反應，不停地釋放出巨大的能量，并不斷向宇宙空間輻射能量，這種能量就是太陽能。太陽內部的這種核聚變反應，可以維持幾十億至上百億年的時間。太陽向宇宙空間發射的輻射功率為3.8×10^23kW的輻射值，其中20億分之一到達地球大氣層。到達地球大氣層的太陽能，30％被大氣層反射，23％被大氣層吸收，其余的到達地球表面，其功率為800000億kW，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當于燃燒500萬噸煤釋放的熱量。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風能，化學能，水的勢能等等。狹義的太陽能則限于太陽輻射能的光熱、光電和光化學的直接轉換。太陽能光熱利用以100℃為界分為普通光熱利用≤100℃和高溫利用＞100℃。目前太陽能的高溫熱利用受到世界各國政府的高度重視，各國科技人員做了大量的研究工作。

太陽能光熱利用中的高溫利用始于二十世界中期，經歷了反射面跟蹤聚焦、反射面固定集熱管跟蹤光斑、反射面固定高塔集熱罐固定集熱等多種形式的嘗試。1990年以前反射面跟蹤集熱由于反射面材料及跟蹤支架等技術和價格等問題，未能普及；1990-2008年美國以色列及中國曾興起反射面固定集熱管跟蹤的方式制造較大面積的光熱裝置，用于發電等工業領域，但由于光斑的位移及寬度的多變，效果也不理想。

國內近年來又轉向反射面跟蹤聚焦方式的研究，陜西師大的“簧輪自動跟日機”力求以“簧輪”驅動支架自動跟蹤，由于每天須人力推動“簧輪”蓄能，未能普及；山東德州等地的“準跟蹤”每日只動四次，集熱管利用直通金屬玻璃管，性能不穩定，跟蹤效率低，而且造價高，亦不能普及。

反射面跟蹤聚焦上世紀未普及的原因是：反射面材料及雙層真空玻璃管未發明，跟蹤裝置相關組件價格高；陜西師大的“簧輪自動跟日機”是因為追求“零能耗”而犧牲了全自動性能；而山東德州的太陽能接收裝置則因為″準跟蹤″和利用“直通集熱管”，跟蹤效果不好而且觀念中高溫總是必須承受高壓造成了效果不理想。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種陽光跟蹤精確，集熱效率高的太陽能光熱高溫利用系統。

本發明的目的通過下述技術方案予以實現：包括主機、油泵和熱交換器，所述主機由聚光裝置、集熱器、跟蹤裝包括主機、油泵和熱交換器及其熱媒，所述主機由聚光裝置、集熱器、跟蹤裝置和底座組成，所述集熱器、油泵和熱交換器通過油管連接，所述集熱器通過支架安裝固定在聚光裝置的聚焦點上，所述熱交換器至少連接一臺主機；所述集熱器由集熱管及其密封件、進油管和回油管組成；所述集熱管采用U型高硅硼雙層真空玻璃熱管，其開口端用密封件封閉；所述進油管穿過密封件進入集熱管內后其端部鄰近集熱管的遠端；所述回油管穿過密封件進入集熱管內后其端部鄰近該集熱管的根部；所述進油管通過油管連接到油泵的出口上；所述回油管通過油管連接到熱交換器。

所述集熱器由兩根集熱管及其密封件、進油管、連接管和回油管組成；所述集熱管采用U型高硅硼雙層真空玻璃熱管，其開口端用密封件封閉；所述進油管穿過一根集熱管的密封件進入該集熱管內后其端部鄰近該集熱管的遠端；所述回油管穿過另外一根集熱管的密封件進入集熱管內后其端部鄰近該集熱管的根部；所述連接管穿過兩密封件連接兩根集熱管，其與進油管同管的端部鄰近該集熱管的根部，其與回油管同管的端部鄰近該集熱管的遠端；所述進油管通過油管連接到油泵的出口上；所述回油管通過油管連接到熱交換器。

所述跟蹤裝置由電氣和機械部分組成，其電氣部分的三個光敏開關k1、k2、k3安裝在一個沒有蓋的容器內，并與控制單元電連接，光敏開關k1、k2、k3連同其容器分別安裝在聚光裝置朝陽光面上；所述控制單元電連接執行單元，執行單元電連接高度角跟蹤電機和水平旋轉電機；其機械部分由垂直旋轉機構和水平旋轉機構組成，垂直旋轉機構通過減速箱與高度角跟蹤電機機械傳動連接，水平旋轉機構通過減速箱與水平旋轉電機機械傳動連接；所述垂直旋轉機構的高度角跟蹤固定部件安裝在水平旋轉運動部件頂部，所述垂直旋轉機構的高度角跟蹤運動部件與聚光裝置的機架連接；所述水平旋轉機構的水平旋轉運動部件和水平旋轉固定部件為同心結構，水平旋轉運動部件在外，水平旋轉固定部件在內，兩者之間軸承連接；所述水平旋轉機構的水平旋轉固定部件固定在底座上。