[發明專利]太陽能集熱裝置

有效

• 申請號: 201110347867.0
• 申請日: 2011-11-07
• 公開（公告）號: CN102425865A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 孫海翔;朱亮;許迪;竇新國;鐘強;王威;劉泉
• 申請（專利權）人: 深圳市聯訊創新工場科技開發有限公司
• 主分類號: F24J2/40
• 分類號: F24J2/40
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 彭秀麗

技術領域

本發明屬于能源、電力技術領域，具體涉及一種用于太陽能電廠中的集熱裝置。

背景技術

隨著全球的能源危機日益凸顯，開發新能源成為全人類共同的需要。太陽能發電技術是實現大規模開發和利用太陽能的一種新途徑，是解決全球能源危機的有效途徑之一，而用于收集太陽能的集熱裝置是太陽能利用過程中非常重要的部件。其主要是利用液態吸熱工質吸收太陽能的熱量到一定溫度后汽化，利用蒸汽的攜帶的熱量發電，發電后蒸汽又變為液態，如此循環使用。

塔式太陽能發電站是太陽能發電站中的一種，應用非常廣泛。在發電站地面上布置大量的定日鏡形成定日鏡場，在定日鏡場中的適當位置處建立一座集熱塔，集熱塔頂端設置有集熱裝置。各定日鏡均使太陽光聚集呈點狀，集中射到集熱裝置上，當集熱裝置內吸熱工質達到高溫并通過管道傳導地面上的蒸汽發生器，產生高溫蒸汽，由蒸汽驅動發電機組發電。在這一過程中，集熱裝置的吸熱效率對于塔式太陽能發電站的發電效率有很大影響。

現有技術中已經公開了多種形式的太陽能集熱裝置，例如US20100242949公開了一種應用于塔式太陽能電站的集熱器結構，由于其采用整體大面積吸熱臂，存在如下問題：(1)由于太陽能能量密度的不均勻，且吸熱臂上的能量密度高點位置變化很快，容易造成局部過熱，影響發電效率；(2)采用整體大面積吸熱臂，制造、運輸及安裝困難，且成本較高；(3)采用整體大面積吸熱臂，維修時整個集熱設備需停止工作，影響發電效率。

另有文獻CN?201852307U公開了一種太陽能真空管矩陣集熱系統，包括用于工質流通的進水總管和出水總管；W個并聯連接的太陽能真空管單元，所述每個太陽能真空管單元分別設置在所述進水總管和所述出水總管之間，包括N個串聯連接的太陽能真空管組，工質輸送泵，以及在每個太陽能真空管單元中，沿工質流動方向，在所述第N個太陽能真空管管組的出水主管上連接設置有溫度傳感器，在所述載熱工質驅動泵上設置有與所述溫度傳感器相連接的驅動泵轉速調節器，所述驅動泵轉速調節器接收所述溫度傳感器發來的數據信號，并將所述數據信號轉換為數據信息，所述驅動泵轉速調節器根據上述數據信息控制所述載熱工質驅動泵進行轉速調節。所述每個太陽能真空管組內設置有M個內部U形金屬管并聯連接的太陽能真空管，并通過進水主管與出水主管與相鄰的太陽能真空管組相連接。采用上述技術方案所述的太陽能真空管矩陣集熱系統可廉價高效的獲取熱能，適用于工業生產，城市供熱，熱力發電等領域。但是其存在以下問題：

上述技術方案中，每一太陽能真空管單元由N個串聯的太陽能真空管組成，在沿工質流動方向的第N個太陽能真空管管組的出水主管上設置有溫度傳感器測量出水主管處的溫度值后傳輸給驅動泵轉速調節器，所述驅動泵轉速調節器接收所述溫度傳感器發來的數據信號，并將所述數據信號轉換為數據信息，所述驅動泵轉速調節器根據上述數據信息控制所述載熱工質驅動泵進行轉速調節。明顯地，在驅動泵調節器輸出轉速控制信號時，在出水主管處的工質溫度極有可能已經不是驅動泵調節器接收到的出水主管處的溫度值了，因此驅動泵調節器驅動泵的轉速也極有可能不符合當前狀態下的出水主管處的溫度值對應的需求了，整個控制過程相當于利用溫度傳感器發送的信號作為反饋調節的信號，存在一定程度上的滯后，如果采用上述技術方案用在熱力發電中，會由于滯后的存在導致熱能的損失，影響發電效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題為：現有技術中的太陽能集熱設備中，由于照射在集熱設備上的光強度頻繁劇烈變化而引起集熱裝置受熱不均勻及由于單純依靠設置于工質流出口的溫度傳感器測得的溫度值作為控制驅動泵轉速的依據，存在控制信號滯后熱能損失從而引起發電效率降低。

為解決上述技術問題，本發明提供一種太陽能集熱裝置，包括：至少一個集熱模塊11，設置于進口主管和出口主管之間，每個所述集熱模塊11包括具有進口和出口的中空容器，多個所述中空容器間設有適于吸熱工質流動的管路，所述中空容器與所述進口主管和/或出口主管之間設置有流量控制器；

至少一個驅動泵，用于驅動吸熱工質流入所述中空容器；

還包括控制系統，控制所述流量控制器以改變流入所述中空容器的吸熱工質的流量和/或流速；

每個所述集熱模塊11還包括至少一個溫度傳感器4和/或光強傳感器3，用于測量所述中空容器的溫度和/或受照光強值，所述溫度傳感器4和/或光強傳感器3與所述控制系統之間通訊連接；