[發明專利]太陽能熱氣流發電系統

無效

• 申請號: 201110289565.2
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102338052A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 陸飛飛
• 申請（專利權）人: 陸飛飛
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F24J2/05;C03C17/22
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本發明屬于太陽能應用技術領域，尤其涉及一種可再生綠色能源的環保發電裝置。

背景技術

太陽能是一種取之不盡、用之不竭的新型可再生能源，世界能源儲量最多的是太陽能，在再生資源中占99.44%。太陽每15min達到地球表面的輻射能量就能滿足全世界一年的電力需求，“清潔”的太陽能即時近期急需的補充能源，又是未來能源結構的基礎。

中國地處北半球歐亞大陸的東部，屬太陽能資源豐富的國家之一。根據全國700多個氣象臺站長期觀測積累的資料表明，中國各地的太陽輻射年總量大致在3.35×10³-8.40×10³?Mj/m²。

太陽輻照度好的地區，也就是根據各地接受太陽總輻射量的多少，可將全國劃分為五類地區。這些地區包括寧夏北部、甘肅北部、新疆東部、青海西部和西藏西部等地。尤以西藏西部最為豐富，最高達2333?KWh/?m²。新疆北部。?江西也不錯，屬于三類，從全國來看，我國是太陽能資源相當豐富的國家，絕大多數地區年平均日輻射量在4kWh/m²天以上，西藏最高達7kWh/m²。

太陽能煙囪發電技術是一項綜合應用溫室效應技術、煙囪技術以及風力渦輪發電技術于一體的太陽能發電新技術，是實現大規模開發和利用太陽能的一種新的途徑。太陽能煙囪系統中氣流的速度場和溫度場的分布對系統中的能量轉換、渦輪轉子的輸出功率有很大的影響。

太陽能熱氣流發電技術具有設備運行簡單、運行費用低、良好的環境效應等優點，其將成為人類解決能源問題的重要手段之一。

與傳統的發電方式比，新型的太陽能熱氣流發電系統具有結構簡單、運行部件少、維修方便、運營成本低廉、無環境污染以及使用周期長等特點。同時，與太陽能光伏發電系統相比，太陽能熱氣流發電系統還有以下幾個特點：

1、晝夜運行穩定：能量密度低、日照波動大是太陽能輻射的基本特征，同樣也是人類在大規模開發和利用太陽能時難以逾越的障礙，太陽能光伏發電就是如此。太陽能熱氣流發電系統中集熱棚底部的土壤可以吸收大量的太陽能并將其儲存，白天，在太陽光照下，集熱棚吸收熱量，晚上，土壤儲存的熱量可以繼續向集熱棚內的空氣傳遞熱量，從而保持系統的持續穩定地發電。

2、發電技術簡單：不需要先進的技術，系統的工作介質為空氣，無需冷卻裝置。施工所需材料如玻璃、水泥、鋼材等可在當地獲得，這一切都大大降低了造價和結構的復雜性，也使得建成后的電站無論在運營上還是維護費用上都?具有很大的優勢。

3、改善環境：太陽能熱氣流發電系統替代相同的火電廠可大量減少CO₂、SO₂以及氮氧化物的排放。

但是現有的太陽能熱氣流發電系統任然存在很多問題：

1、現有的太陽能熱氣流發電系統利用土壤介質作為蓄熱層，蓄熱容量不夠大，因而發電效率并不高。

2、現有的太陽能熱氣流發電系統，熱氣流通過煙囪出口直接排放至高空中，一方面對環境造成一定的溫室效應，造成系統對熱能的利用率不高，降低了系統的發電效率。

3、現有的太陽能熱氣流發電系統，運行時間久了之后，集熱棚表面會附著灰塵等污漬，極大的影響了集熱棚清潔度，造成陽光透光率下降，從而影響系統的發電效率。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供了一種新型的太陽能熱氣流發電系統。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種太陽能熱氣流發電系統，它包括：煙囪、風速計、溫度計、余熱回收管、相變蓄熱材料層、渦輪發電機組和集熱棚等；其中，集熱棚建在地面上，集熱棚底部鋪設相變蓄熱材料層，煙囪位于集熱棚中央，渦輪發電機組安裝在煙囪與集熱棚的交界處，風速計和溫度計固定在煙囪內，兩根余熱回收管的一端均與煙囪頂部相通，另一端均與集熱棚相通。

進一步地，所述集熱棚用金屬支架支撐，其上鋪蓋玻璃，玻璃內外表面均通過浸漬提拉法涂覆納米薄膜；所述納米薄膜為摻雜鐵、鑭、鉑的二氧化鈦膜，其中，摩爾分數分別為，鐵：0.2%；鑭：0.3%；鉑：0.3%。

本發明的有益效果如下：

（1）本發明采用相變材料代替了傳統的土壤作為新型蓄熱材料，選用三水醋酸鈉、石蠟、高密度聚乙烯/石蠟復合相變蓄熱材料三種材料，這三種材料儲能密度大，從而實現白天儲熱量增多、夜晚放熱時間延長的效果，最終提高了系統的發電效率；