[實(shí)用新型]用于太陽能溫差發(fā)電系統(tǒng)的黑體腔

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320433207.9
• 申請(qǐng)日: 2013-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN203951387U
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金安君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 金安君
• 主分類號(hào): H02N11/00
• 分類號(hào): H02N11/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種能源利用設(shè)備，尤其涉及一種太陽能溫差發(fā)電技術(shù)，用于光集熱系統(tǒng)中的光熱能量轉(zhuǎn)換。?

背景技術(shù)

太陽能作為可再生能源應(yīng)用的焦點(diǎn)，科學(xué)家們提出了多種有效且達(dá)到一定效率的太陽能應(yīng)用方式及綜合應(yīng)用方式。比較多的是結(jié)合硅半導(dǎo)體工藝開發(fā)的太陽能電池，以及以此為基礎(chǔ)構(gòu)建而成的各種規(guī)模的太陽能發(fā)電站、分布式太陽能發(fā)電系統(tǒng)等。?

事實(shí)上，另有一種高效的太陽能發(fā)電應(yīng)用方式，基于溫差發(fā)電的系統(tǒng)。利用太陽能蘊(yùn)含的高能量對(duì)特定物體表面加熱，在通過設(shè)置與之相對(duì)的冷源，即可形成較為明顯的溫度階梯。只需配置適合的熱電芯片，即可實(shí)現(xiàn)一定功率要求的溫差發(fā)電。?

然而傳統(tǒng)溫差發(fā)電系統(tǒng)多為敞開式結(jié)構(gòu)，太陽光通過直接輻照的方式對(duì)物體進(jìn)行加熱。但這種方式效率地下，物體表面在加熱的同時(shí)也在大幅散熱，并且由于太陽的持續(xù)位置變化，物體難以得到穩(wěn)定、持續(xù)的加熱，或許要配置更多的設(shè)備裝置以實(shí)時(shí)跟蹤太陽，造成了溫差發(fā)電系統(tǒng)的成本增加、控制難度增大。?

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提出一種用于太陽能溫差發(fā)電系統(tǒng)的黑體腔，解決太陽能熱能的高效收集且提高溫差發(fā)電品質(zhì)的問題。?

本實(shí)用新型的上述目的，將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：用于太陽能溫差發(fā)電系統(tǒng)的黑體腔，其特征在于：所述黑體腔具有封閉狀的鋁合金外殼，在所述鋁合金外殼頂部設(shè)有光射入的窗口，在鋁合金外殼內(nèi)部與窗口相對(duì)的一側(cè)順序布設(shè)有光吸收層、相變儲(chǔ)熱材料層、傳熱器及熱電芯片，且在窗口與光吸收層間的鋁合金外殼內(nèi)側(cè)全覆蓋設(shè)有金屬反射層。?

進(jìn)一步地，所述鋁合金外殼的內(nèi)壁與金屬反射層、相變儲(chǔ)熱材料層、熱電芯片之間均設(shè)有絕熱層，所述絕熱層為鋁箔與尼龍交替排列復(fù)合層或鋁箔與玻璃纖維交替復(fù)合層。?

進(jìn)一步地，所述窗口為適用于線聚光系統(tǒng)和單軸太陽跟蹤系統(tǒng)的窄縫線狀窗口。?

進(jìn)一步地，所述窗口以玻璃為基體，且在玻璃朝向入射光一側(cè)設(shè)有減反射層，在背向減反射層的另側(cè)設(shè)有紅外增反射層，其中減反射層為MgF₂、Al₂O₃、SiO₂、SiO、Si₃N₄、AlN的單層減反膜或多層減反膜；所述紅外增反射層為ZnO、SnO₂、ITO膜層。?

進(jìn)一步地，所述光吸收層為鈷、鎳、鉻的金屬氧化物或至少為W-AlN，Mo-Al₂O₃的金屬復(fù)合陶瓷，所述光吸收層面向窗口的表面為吸收、光捕獲增強(qiáng)型的結(jié)構(gòu)，且光吸收層背向窗口一側(cè)設(shè)有金屬反射膜。?

進(jìn)一步地，所述相變儲(chǔ)熱材料層為熔融鹽或熔融鹽復(fù)合陶瓷。?

進(jìn)一步地，所述傳熱器為用于在熱端溫度降低時(shí)斷開與熱電芯片連接的導(dǎo)熱層，至少包括熱脹冷縮或機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的熱接觸開關(guān)。?

本實(shí)用新型人造黑體腔的實(shí)施，較之于以往技術(shù)的突出效果為：該黑體腔適用于單軸太陽跟蹤系統(tǒng)及聚光系統(tǒng)且利用相變儲(chǔ)熱材料層，能高效實(shí)現(xiàn)熱電芯片對(duì)太陽能中高溫度的選擇，從而提高溫差發(fā)電的能效及輸出功率、延長發(fā)電時(shí)間、降低溫差發(fā)電的系統(tǒng)成本。?

以下便結(jié)合實(shí)施例附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳述，以使本實(shí)用新型技術(shù)方案更易于理解、掌握。?

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型黑體腔的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖2是本實(shí)用新型黑體腔的俯視外觀示意圖。?

圖3是本實(shí)用新型黑體腔窗口的分層結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖4是本實(shí)用新型黑體腔絕熱層的分層結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖5是本實(shí)用新型黑體腔光吸收層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖6是本實(shí)用新型黑體腔溫差熱發(fā)電部分的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。?

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提出了一種應(yīng)用于中高溫太陽能溫差發(fā)電用的人造黑體腔設(shè)計(jì)方案。該方案通過人造黑體腔的陷光特性并輔助以入射光減反射涂層、對(duì)太陽光譜透明的紅外反射涂層以及表面織構(gòu)化的吸光涂層實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽光譜能量的充分吸收。本方案還特別增加了儲(chǔ)熱模塊，依靠相變儲(chǔ)熱材料的高熱容以及恒溫特性，可以緩解太陽輻照強(qiáng)度變化造成的熱端溫度波動(dòng)，進(jìn)而提高太陽能溫差發(fā)電裝置輸出功率的穩(wěn)定性，并延長其最佳工作點(diǎn)的工作時(shí)間。?