[實(shí)用新型]基于溫室大棚的雙層集熱棚式太陽能熱氣流發(fā)電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320153512.2
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN203146248U
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭建章;王裕峰;李慶領(lǐng)
• 申請（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F03D9/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 薛玉麟

一、技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及能源裝置，尤其是一種基于溫室大棚的雙層集熱棚式太陽能熱氣流發(fā)電裝置。?

二、背景技術(shù)

當(dāng)代社會，隨著科技進(jìn)步及節(jié)能環(huán)保意識的增強(qiáng)，溫室大棚的應(yīng)用范圍越來越廣，日光溫室大棚的修建面積高達(dá)200多萬公頃以上。但是大棚冬季的“保溫降濕”與夏季的“降溫降濕”一直是困擾農(nóng)戶的關(guān)鍵問題。6～9月份由于太陽的輻射較強(qiáng)，大棚內(nèi)的溫度極高，致使許多品種的蔬菜無法正常生長，棚內(nèi)降溫則非常重要；11～4月份太陽輻射量減少，傳統(tǒng)溫室大棚由于室內(nèi)外溫差較大，室內(nèi)的熱量大量外泄，保溫則非常重要。由于傳統(tǒng)溫室大棚一般都處于封閉狀態(tài)，棚內(nèi)土壤中蒸發(fā)的水份和植物的蒸騰作用生成的水汽滯留在棚內(nèi)，使得棚內(nèi)的相對濕度一般都在90%以上，較棚外偏高約15%，因此大棚需要降濕。由于上述原因，大棚需要經(jīng)常敞開通風(fēng)以降低棚內(nèi)的溫度或濕度。通風(fēng)釋放的熱氣流蘊(yùn)含很大的能量，就目前大棚經(jīng)營者們而言大多能量都白白流走。另外，冬季通風(fēng)將以消耗棚內(nèi)大量熱量為代價，若不加以利用則會造成大量能源的浪費(fèi)。?

集熱棚式太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)是一種無需水源、無污染、建造成本低、維護(hù)簡便的發(fā)電技術(shù)，它的主要構(gòu)件為集熱棚，導(dǎo)流筒，風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)，其工作過程和原理是太陽光照射集熱棚，加熱棚下面土壤和棚內(nèi)空氣，空氣溫度升高，密度下降，然后在太陽能煙囪的抽吸作用下形成一股強(qiáng)大的上升氣流，驅(qū)動安裝在煙囪底部中央的空氣渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，同時，集熱棚周圍的冷空氣進(jìn)入棚內(nèi)，形成持續(xù)不斷的空氣循環(huán)流動。現(xiàn)有的關(guān)于集熱棚式太陽能熱氣流電站的研究主要集中在單層集熱棚式，且集熱棚占地面積大，大都建在沙漠等無人區(qū)，很少建在城鎮(zhèn)或鄉(xiāng)村，使太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用范圍大大縮小。?

中國國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局2011年12月14日授權(quán)的，專利號為ZL201120187993.X，名稱為“塑料大棚太陽能熱氣流發(fā)電裝置”的專利嘗試了利用溫室蔬菜塑料大棚作為集熱棚進(jìn)行太陽能熱氣流發(fā)電，該專利實(shí)現(xiàn)了在不影響農(nóng)作物正常生長的情況下，利用大棚中上升的熱氣流作為動力，將熱能和風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，裝置比較簡單易于安裝，且不污染環(huán)境，但該專利發(fā)電效率低，而且不能解決困擾農(nóng)戶冬季“保溫降濕”與夏季“降溫降濕”的兩大難題，因此不能推廣應(yīng)用。?

隨著研究的進(jìn)展，雙層溫室大棚的應(yīng)用漸漸廣泛起來。根據(jù)湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)表的關(guān)于“單?層與雙層塑料大棚的性能和栽培效果比較”發(fā)現(xiàn)，雙層塑料大棚不但保溫能力比單層的要好，而且還能明顯提高棚內(nèi)平均溫度，雙層大棚提高的棚內(nèi)平均溫度要比單層的高出2～3℃。?

三、發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有棚式太陽能熱氣流發(fā)電裝置存在的缺陷，提供一種即能利用溫室蔬菜塑料大棚作為集熱棚進(jìn)行太陽能熱氣流發(fā)電，又具備蔬菜塑料大棚冬季“保溫降濕”與夏季“降溫降濕”功能的一種基于溫室大棚的雙層集熱棚式太陽能熱氣流發(fā)電裝置。?

本實(shí)用新型安裝在土地上應(yīng)用，其技術(shù)方案是由主集熱棚、次集熱棚同軸疊加安裝構(gòu)成；主集熱棚是由主集熱棚中心骨架體、導(dǎo)流筒、導(dǎo)流筒底座、風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)構(gòu)成；在主集熱棚骨架體中心位置安裝導(dǎo)流筒，在導(dǎo)流筒底部安裝導(dǎo)流筒底座，導(dǎo)流筒底座中心位置有風(fēng)洞口，在導(dǎo)流筒底座的風(fēng)洞口安裝風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)；次集熱棚是由次集熱棚中心骨架體及外帷帳、內(nèi)帷帳構(gòu)成，在外帷帳上設(shè)置進(jìn)風(fēng)門，在內(nèi)帷帳上設(shè)置出風(fēng)門；在主集熱棚中心骨架體和次集熱棚中心骨架體之間構(gòu)成氣流通道。為保證導(dǎo)流筒的穩(wěn)定性，最好在導(dǎo)流筒四周通過鋼絲繩固定在主集熱棚上。?

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，把太陽能熱氣流發(fā)電和溫室大棚有機(jī)結(jié)合在一起，平均溫度相比于采用單層集熱棚得到了提高，解決了溫室大棚“降溫降濕”的難題。既改善了溫室大棚內(nèi)農(nóng)作物的生長環(huán)境，有利于農(nóng)作物的生長；應(yīng)用雙通道氣流發(fā)電，充分利用了溫室大棚儲備的太陽能能量，提高了太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)的效率。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)越，易于推廣應(yīng)用。?

四、附圖說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)主視剖視圖?；?

圖2為導(dǎo)流筒底座俯視圖；?

圖3為本實(shí)用新型夏季運(yùn)行過程示意圖；?

圖4為本實(shí)用新型冬季運(yùn)行過程示意圖。?

附圖標(biāo)記：?

1、主集熱棚?2、次集熱棚?2-1、外帷帳?2-1-1、進(jìn)風(fēng)門?2-2、內(nèi)帷帳?2-2-1、出風(fēng)門?3、風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)?4、導(dǎo)流筒?5、導(dǎo)流筒底座?5-1、風(fēng)洞口?5-2、安裝扣?5-3、發(fā)電機(jī)固定支架，6、斜拉鋼絲繩?

五、具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施過程。?