[發明專利]大型、高效、相對低成本槽式太陽能鍋爐系統

無效

• 申請號: 200910145375.6
• 申請日: 2009-05-18
• 公開（公告）號: CN101592403A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 馮益安
• 申請（專利權）人: 馮益安
• 主分類號: F24J2/00
• 分類號: F24J2/00;F24J2/46;F24J2/48;F24J2/38;F24J2/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

光學、熱學、傳熱學、材料學、機械動力學、天文學、數學

背景技術：

目前世界范圍內槽式集熱技術的發展主要應用在槽式太陽能集熱和槽式太陽能發電。雖然相對 其他太陽能集熱方式成本較低，但成本依然在2000-5000元人民幣/每平方。聚光倍率一般在 30-80，太陽能的熱轉化效率在20-40％。

發明內容：

通過對槽式集熱系統每一個關鍵環節的改進，比如通過增大開口面、提高聚光比、鏡面單一 式正槽改為正槽斜槽梯度復合、框架拋物面線性結構與分體鏡面結合、真空管吸收改為腔體吸 收等通用技術改革。再加上支撐結構“落地”技術減少整槽轉動成本、變通性防風墻技術減少 大型拋物面的機械負荷。及在槽式拋物鏡面變成圓弧與微分拋物鏡面復合的同時槽式一維跟蹤 改為單焦軸的跟蹤。使太陽能槽式成本降至1000元人民幣/每平方以下或者“更低”，聚光倍 率升至150-2000，太陽能熱轉化率升至50％以上或“更高”，使太陽能作為“新能源”大面積 應用取代傳統能源成為可能。

附圖說明：

圖1為開口直徑8米，焦距2米(2000mm)，拋物線方程為x平方＝8000y的拋物線縮小圖。

圖2為圖1所示的拋物線組成的大型槽外觀示意圖，主要顯示其框架結構。

圖3為大型槽的軸轉動系統顯示。其中1為塊狀反射鏡面，2為中心軸支撐架，3為腔體吸收部 件即“焦線”，4為吸收部件的支撐機構。

圖4為“斜槽”示意圖，東西放置時則拋物線向西傾斜，放在正槽的東部。

圖5為“正槽”示意圖，拋物線垂直于水平面，正、斜槽梯度復合時放在中部。

圖6為“斜槽”示意圖，東西放置時則拋物線向東傾斜，放在正槽的西部。

圖7為簡易腔體吸收部件橫切面圖，其中1為紅外線反射面，2為真空層或者有其他材料組成的 保溫層，3為水及油等工質，4為鋸齒狀光吸收面，可鍍選擇性涂層。

圖8為改進型，其“腔體”特點更加突出，其中1為紅外線反射面，2為真空層或者有其他材料 組成的保溫層，3為水及油等工質，4為鋸齒狀光吸收面，可鍍選擇性涂層。

圖9為玻璃透光真空型“腔體”。其中1為紅外線反射面，2為真空層或者有其他材料組成的保溫 層，3為水及油等工質，4為鋸齒狀光吸收面，可鍍選擇性涂層。5為真空層，6為高透光耐高溫遠紅外反 射玻璃。

圖10為圖9結構翻版，外型一樣，但水及油等工質放在了吸收層下邊、玻璃層上邊，具體為： 1和7為紅外線反射面，2和5為真空層或者有其他材料組成的保溫層，3為水及油等工質，4為鋸齒狀光 吸收面，可鍍選擇性涂層。6為高透光耐高溫遠紅外反射玻璃。

圖11為改進后的光吸收面。

圖12為圓弧與拋物鏡面復合槽的橫切面。其中1為太陽直射光線，2為圓弧圓心及各微分拋物線 的焦點，3為微分拋物鏡面，4為圓弧面。S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8為微分拋物線示意圖。

圖13為變通性防風墻技術及轉動軸落地技術示意圖。1為轉動軸，2為轉動軸的固定槽，3為支 撐支架，4為同步千金頂，5為變通性防風墻的支撐結構示意圖，6為變通性防風墻的弧形擋風板，7為槽 型拋物面，8為直射太陽光線。

具體實施模式：

目前槽式拋物面聚光應用效率低的原因：聚光倍率低類似于低溫類應用，在低溫應用中要求光吸收 部件比如真空管的光吸收效率高紅外線發射頻率低，但在實際上玻璃的透光技術中做不到對可見光和近紅 外的高度吸收及對遠紅外的反射，所以大量的熱量以遠紅外輻射的形式透過真空管的玻璃散發到集熱器以 外，造成真空管吸收的“熱效”低下。

對于目前存在的問題，可以通過另一種途徑去解決，比如太陽灶及塔式發電在聚光倍率高到200以 上時，熱效率通常超過50％。即通過大型槽、高聚光比去解決槽式“效率”和成本的問題。