[發明專利]拋物面-收集器

無效

• 申請號: 201080057291.8
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN102695926A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: M.佩德雷蒂
• 申請（專利權）人: 空氣光能源IP有限公司
• 主分類號: F24J2/12
• 分類號: F24J2/12;F24J2/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 趙辛;楊國治

技術領域

本發明涉及一種如權利要求1前序部分所述的、用于聚焦太陽射線的拋物面-收集器、一種如權利要求11所述的單個收集器和一種如權利要求13所述用于加工拋物面-收集器的方法。

背景技術

已知拋物面-收集器，其反射表面具有許多單個收集器。這些拋物面-收集器通常具有5至10m的直徑，其中在一機架上這樣安置單個的反射鏡，使得盡可能好地接近理想的（即，幾何上正確的）拋物面。盡管通過在反射鏡之間存在的中間空間產生損失，但是由于這個尺寸的連續拋物面反射鏡的巨額制造成本只能容忍這些損失。此外單個反射鏡經常是球形的或者根本不彎曲的，但是在機架中調整（理想）拋物面的焦點，由此整體上以合理的成本得到可接受的太陽光聚焦。

目前，盡管不同大小的太陽能發電站結構，也沒有或幾乎不存在這種拋物面反射鏡在工業上的應用。

目前使用三種基本形式的太陽能發電站：Dish-Sterling系統、太陽塔發電系統和拋物面槽系統，Dish-Sterling系統使用上述形式的拋物面-收集器，在太陽塔發電系統中同樣使太陽射線聚焦在一點上，在拋物面槽系統中太陽射線聚焦在一條線上。

如上所述，通過Dish-Sterling系統產生新的能量沒有得到大的推廣。但是在西班牙，由太陽塔系統改造的利用反射鏡場的設備大量投入運行，例如設備PS10且主要是PS20，其中PS20達到20MW的容量。2013年除了PS20以外容量300MW的第三代太陽塔系統要投入運行。在太陽塔中產生的溫度位于1000℃。

目前，拋物面槽發電站大量投入運行并且已經相對經濟地工作。拋物面槽發電站（與太陽塔系統一樣）具有大量聚焦器，其中在拋物面槽發電站中設有長的聚焦器，具有微小的橫向尺寸，由此它們沒有焦點，而是具有焦線。這些線聚焦器目前具有20m至150m的長度。在焦線上延伸用于集中熱量的吸收管（直到接近500℃），它將熱量輸送到發電。作為輸送介質例如考慮熱油或過熱的水蒸氣。

在南加利福尼亞，9個SEGS-拋物面槽發電站一起產生約350MW的功率。2007年并網的發電站“Nevada?Solar?One”具有槽式收集器，具有182400個彎曲的反射鏡，它們設置在140公頃的面積上并且產生65MW功率。

換句話說，目前由太陽能發電站（主要通過拋物面槽發電站）以工業化程度生產電流，其中例如按照同一申請人的WO?2008/037108建議具有壓力室的槽式收集器，用于這樣多地降低拋物面發電站的成本，使得可以與傳統的發電站狀況一樣的相同成本或者未來更有利地生產電流。

越來越多地研究新型燃料，例如氫氣，它可以不影響環境地與氧氣燃燒成水。也不影響環境地實現熱解，即，用于由水生產氫氣，但是為此需要超過2200℃的溫度。目前還不存在已經可使用的技術。較低的溫度、但是目前總還是能夠達到的在1500℃至2000℃范圍的溫度要求兩級水裂解循環，它們以所謂的金屬氧化物-氧化還原作用系統為基礎。

在此例如在第一步驟中，在約2000℃時使氧化鋅分解成金屬鋅和氧氣，其中將氧氣給到大氣或者繼續使用。在第二步驟中使鋅與水反應，其中釋放氫氣并且使鋅再變化成氧化鋅。然后氫氣可以作為能量載體、如上所述不影響環境地燃燒。對此請參閱文獻“來自水的氫氣和太陽能”，作者Anton?Meier，Christian?Wiechert和Aldos?Steinfels，能源技術，Bulletin?SEV/VSE?24/25?05。

很清楚，新型燃料的循環可以對環境完全沒有影響，如果通過在太陽能發電站產生的能量實現新型燃料的加工。但是所需高溫的前提是太陽光高度聚焦，其上限仍然取決于地球-太陽的幾何關系，即取決于從地球觀察太陽的打開角。由0.27°的打開角實現的（事實上目前已接近但未達到的）理論上最大可能的聚焦系數對于槽式收集器為213，對于拋物面-收集器為45,000。

可見，對于以高溫提供太陽能也不能由槽式收集器實現，盡管其相當的普及。

發明內容

因此本發明的目的是，提供一個具有聚焦器的收集器，它提高已知槽式收集器的聚焦度，并且它也可以以較大的尺寸經濟地加工，并因此也適用于以工業化程度在太陽能發電站中使用。

這個目的通過具有權利要求1特征的拋物面-收集器、如權利要求11所述的單個收集器和如權利要求13所述的用于加工拋物面-收集器的方法得以實現。