[發(fā)明專利]十字變焦太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110364885.X
• 申請日: 2006-02-27
• 公開（公告）號: CN102434410A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李建民
• 申請（專利權(quán)）人: 李建民
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;G05D3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能的利用，特別是將太陽能轉(zhuǎn)換熱能后的發(fā)電。

背景技術(shù)

光熱發(fā)電主要包括五種型式：塔式發(fā)電(power?tower?system)、槽式發(fā)電(trough?system)、盤式發(fā)電(dish?system)、太陽池發(fā)電(basin?system)和熱氣流發(fā)電，塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)也稱集中型太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。它是利用眾多的平面反射鏡陣列，將太陽輻射反射到置于高塔頂部的太陽能接收器上，加熱工質(zhì)產(chǎn)生過熱蒸汽，驅(qū)動汽輪機發(fā)電機組發(fā)電，從而將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)亦即槽式拋物面反射鏡太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，也稱分散型太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。它是將眾多的槽型拋物面聚光集熱器，經(jīng)過串并聯(lián)的排列，從而可以收集較高溫度的熱能，加熱工質(zhì)，產(chǎn)生過熱蒸汽，驅(qū)動汽輪發(fā)電機組發(fā)電。一種類型的盤式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，以單個旋轉(zhuǎn)拋物面集熱盤和位于其聚焦處的活塞式斯特林發(fā)電機(stirling?engine?generator)構(gòu)成。每一個盤式太陽能熱發(fā)電裝置的單個功率較小，可以分散獨立發(fā)電。太陽池實質(zhì)上是一個含鹽量具有一定濃度的鹽水池，鹽池里的水在豎直方向具有一定的鹽度梯度，上部是新鮮水，底部是較重的鹽水，太陽光透過鹽池上部的水到達底部，加熱底部的鹽水，然后在不擾亂破壞太陽池水主體、維持池內(nèi)所需密度梯度的情況下，用泵從池底抽出已被加熱的鹽水，通過熱交換器換熱后，再送回池底。太陽池熱發(fā)電即是應用太陽池的特性，將天然鹽水湖建成太陽池，即是一個巨大的平板太陽集熱器，利用它吸收太陽能，在通過熱交換器加熱低沸點工質(zhì)產(chǎn)生過熱蒸汽，驅(qū)動汽輪發(fā)電機組發(fā)電。太陽能熱氣流發(fā)電是在以大地為吸熱材料的巨大蓬式地面太陽空氣集熱器的中央，建造高大的豎直煙囪，煙囪的底部在空氣集熱器透明蓋板的下面開吸風口，上面安裝風輪，地面空氣集熱器根據(jù)溫度效應產(chǎn)生熱空氣，從吸風口進入煙囪，形成熱氣流，驅(qū)動安裝在煙囪內(nèi)的風輪帶動發(fā)電機發(fā)電。目前只有槽式已經(jīng)商業(yè)化，其他的都在實驗之中，可見其中的技術(shù)含有很多的改進和不足，需要采用更先進的技術(shù)和材料來實現(xiàn)對太陽能的利用，以便使太陽能的熱電成為一種切實可行的技術(shù)方法，實現(xiàn)對太陽能的利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是采用透鏡、反射鏡和熱管技術(shù)來實現(xiàn)對太陽能的熱發(fā)電，主要采用透鏡或透鏡與反射鏡的組合，將太陽能進行收集，通過熱管對高熱流密度的熱量進行吸收和傳遞，將其轉(zhuǎn)換為一種流體的熱能后，利用發(fā)電設(shè)備實現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化為電能，從而實現(xiàn)對太陽能的熱利用，本發(fā)明特別是采用熱管實現(xiàn)吸熱、傳熱、換熱及熱能儲存利用。

具體發(fā)明內(nèi)容如下

一種光學鏡熱管太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，

含有至少一組光學鏡1以及至少一組熱管2，光學鏡1將太陽能的收集后照射到熱管的蒸發(fā)端4，熱管吸收太陽能后將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能；

一組跟蹤支架，光學鏡1設(shè)置在跟蹤支架上，熱管2設(shè)置在跟蹤支架上或支架外；

至少一個換熱器件，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的傳熱、換熱；

至少一個熱能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，將熱能轉(zhuǎn)換為電能；

還至少包括一個蓄熱器22，將熱能進行儲存；

在蓄熱器內(nèi)用于儲存熱能的蓄熱材料為至少下列一種：

導熱油、相變材料、砂石、金屬、陶瓷。

在光學鏡1跟蹤太陽轉(zhuǎn)動時，使太陽能利用設(shè)備與地面相對靜止或固定跟蹤支架的區(qū)域保持相對靜止；

采用下列架構(gòu)之一，使得在光學鏡運動時，使熱能利用設(shè)備與地面相對靜止或固定跟蹤支架的區(qū)域保持相對靜止；

A、在跟蹤支架7上與地面相垂直的部分上設(shè)置有一個可以沿水平方向轉(zhuǎn)動的軸6，在軸6上連接有一個光學鏡支架3，光學鏡1設(shè)置在光學鏡支架上，光學鏡1及其支架可以以軸6為圓心進行水平旋轉(zhuǎn)，同時，光學鏡還可以以軸與光學鏡支架的聯(lián)結(jié)點為圓心，以光學鏡支架為半徑垂直旋轉(zhuǎn)，太陽能利用設(shè)備2設(shè)置在跟蹤支架上的轉(zhuǎn)動軸6的上端或下端，在光學鏡跟蹤太陽轉(zhuǎn)動時，使太陽能利用設(shè)備2與地面或固定跟蹤支架的區(qū)域保持相對靜止，此種結(jié)構(gòu)稱為轉(zhuǎn)盤跟蹤結(jié)構(gòu)；

B、至少有一個平行軸19與地球自轉(zhuǎn)軸平行，光學鏡1安裝在此軸上，并可以沿此平行軸與地球自轉(zhuǎn)相同的角度轉(zhuǎn)動，還設(shè)置有一個與平行軸相垂直的垂直軸20，平行軸和垂直軸相互交叉，平行軸和/或垂直軸安裝在支架上，太陽能利用設(shè)備2設(shè)置在兩個相互垂直軸的交點或其附近，在光學鏡跟蹤太陽的過程中，使得光學鏡的焦點始終處于兩個軸的交叉區(qū)域，此種結(jié)構(gòu)成為十字跟蹤結(jié)構(gòu)；

對于轉(zhuǎn)盤跟蹤結(jié)構(gòu)或十字跟蹤結(jié)構(gòu)，還設(shè)置有太陽能跟蹤設(shè)備，太陽能跟蹤設(shè)備選自下列一種：

對于盤式跟蹤結(jié)構(gòu)，采用的跟蹤方法為：