[發明專利]太陽能收集器

有效

• 申請號: 200980138364.3
• 申請日: 2009-09-29
• 公開（公告）號: CN102187162A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: A·佩德雷蒂
• 申請（專利權）人: 空氣光能源IP有限公司
• 主分類號: F24J2/14
• 分類號: F24J2/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李少丹;蔣駿

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求1的輻射收集器。

背景技術

所述類型的輻射收集器或輻射聚集器尤其在太陽能發電設備中使用。

迄今由于還未克服的光伏方法的缺點，還不可能使用該技術以大致覆蓋成本的方式來產生太陽能電力。另一方面，太陽熱發電設備已經以工業規模發電有一段時間，其價格與光伏方法相比接近于以常規方式產生的電力的目前通常的商業價格。

在太陽熱發電設備中，太陽輻射通過收集器借助聚集器反射，并且特定地聚焦在這樣的位置上，即在該位置上由此產生高溫。所聚集的熱可被移走并用于運行諸如渦輪機的熱力發動機，而熱力發動機又驅動產生功率的發電機。

目前有三種基本類型的太陽熱發電設備在使用：蝶式斯特林系統，太陽塔式發電設備系統以及拋物槽式系統。

蝶式斯特林系統配備了拋物反射鏡，這些拋物反射鏡將太陽光聚集到焦點，在焦點上設置了熱接收器。這些反射鏡被安裝為使得它們可雙軸地旋轉以便能夠跟蹤太陽的當前位置，并且具有從幾米到多達10m以及更大的直徑，其結果是獲得每個模塊多達50kW的功率。安裝在所述熱接收器上的斯特林發動機將熱能直接轉換為機械功，該機械功的結果是又產生電流。

在此參照在US-PS?4,543,945中展示的實施例以及在西班牙安裝的設備EU?Distal?and?Eurodish。

US-PS?4,543,945在第一實施例中公開了一種收集器的構造原理，該收集器包括由兩個在側面連接的圓形的、重疊的膜組成的壓力元件，其中上面的膜被配置為透明的，而下面的膜設置有反射層。在膨脹的狀態下，該壓力元件具有透鏡的形狀，其中兩個膜球形地彎曲，其結果是穿過透明部件的入射輻射通過所述反射層聚集到這樣的區域中，在該區域中熱可被移走。在第二實施例中，真空元件代替壓力元件來使用，從而具有反射層的膜通過環境壓力而進入球形運行位置。

Distal?I和Distal?II設備（它們分別在1992年和1997年投入運行）具有安裝在框架中的聚集器，這些聚集器作為可伸展膜而張緊在該框架上并且通過真空泵保持在運行位置。原則上，該框架形成被膜張緊的密封腔，就像鼓的膜那樣。形成聚集器的膜通過由所述真空泵產生的真空被吸入到該框架中（或者通過環境壓力被從外部擠壓到該框架中），然后獲得基本上球形的但接近于拋物面的形狀—即運行位置。Distal?II具有8.5m的反射鏡直徑或聚集器直徑。

膜的使用具有重量小的優點，而該優點又導致膜被張緊于其上的框架的低花費。構造花費與制造昂貴的常規重反射鏡相比明顯更低。

太陽塔式發電設備系統具有以高架方式（在“塔”上）安裝的、用于成百上千個單獨的反射鏡的中心吸收器，其中太陽光被反射到該中心吸收器，其結果是太陽輻射能通過很多反射鏡或聚集器被聚集到該吸收器中，由此獲得高達1300℃的溫度，這對下游的熱力發動機的效率來說是有利的（通常是用于發電的蒸汽或流體渦輪發電設備）。在加利福利亞的“Solar?two”設備具有幾兆瓦特的功率。

拋物槽式發電設備具有大量的收集器，這些收集器包括具有小橫向直徑的長聚集器，因此這些收集器不具有焦點而是具有焦線。這些線聚集器目前具有20m到150m的長度。用于所聚集的熱（高達大約500℃）的吸收器管線在該焦線中延伸，該吸收器管線將所聚集的熱傳輸給發電設備。可考慮將熱油或過熱的水作為傳輸介質。

在南加利福利亞的9個SEGS槽式發電設備一起產生大約350MW的功率。在2007年進入該電網的“Nevada?Solar?One”發電設備具有槽式收集器，這些槽式收集器具有182400個設置在140公頃面積上的彎曲反射鏡，并產生65MW。

槽式發電設備的另一個示例是建設中的在安達路西亞的Andasol?1，它具有510000?m²的聚集器的面積和50MW的功率，其中在吸收器管線中的溫度應當達到大約400℃。估計成本為3億歐元。應當在2009年進入該電網的Andasol?2以及計劃的Andasol?3也是如此。

根據粗略計算，可以注意到太陽能發電設備的總成本的40%或更多歸結于收集器，而該發電設備的效率關鍵由聚集器的質量來確定。

WO?2008/037108現在提出了收集器，尤其是槽式收集器，這些收集器的聚集器具有有涂層的膜。這些收集器適合于以上述數量級用于工業用途并且實現比如諸如簡單的結構和降低的成本的期望優點。