[實(shí)用新型]一種太陽(yáng)能聚光球

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720081511.X
• 申請(qǐng)日: 2017-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN206488478U
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫繼東;丁式平;何慧麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京中熱能源科技有限公司
• 主分類號(hào): F24J2/10
• 分類號(hào): F24J2/10;F24J2/46;F24J2/54;F24J2/38;H02S20/32
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能熱利用技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種太陽(yáng)能聚光球。

背景技術(shù)

能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，傳統(tǒng)化石能源因其不可再生性，其大規(guī)模消耗會(huì)導(dǎo)致人類可利用的化石能源日益枯竭，而且化石能源利用過程中所引起的環(huán)境問題嚴(yán)重威脅著人類的生存與發(fā)展。發(fā)展可再生的清潔能源成為解決能源危機(jī)的必由之路。太陽(yáng)能因其分布廣泛、蘊(yùn)量巨大、免費(fèi)使用及不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，與其他可再生能源相比具有巨大的發(fā)展前途，是未來能源利用的重要發(fā)展方向。

太陽(yáng)能集熱利用的一個(gè)主要方向是太陽(yáng)能熱發(fā)電。太陽(yáng)能熱發(fā)電較光伏發(fā)電具有效率高、成本低、生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)不同的熱機(jī)工作原理，發(fā)電系統(tǒng)可以采用的熱力循環(huán)有：朗肯循環(huán)(蒸汽輪機(jī))、布雷頓循環(huán)(燃?xì)廨啓C(jī))和斯特林循環(huán)(斯特林發(fā)動(dòng)機(jī))。根據(jù)不同的聚光方式，當(dāng)前的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)主要可分為槽式、塔式和碟式。碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中主要采用的是斯特林循環(huán)。碟式斯特林發(fā)電系統(tǒng)工作過程中幾乎不需要水，發(fā)電效率可達(dá)30％以上。相較于其他類型的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電具有應(yīng)用靈活、占地面積小、較高的聚光比、效率高、便于模塊化組裝和組成混合發(fā)電系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。

碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的主要組成部分為：碟式聚光器、太陽(yáng)能集熱器、熱能轉(zhuǎn)換利用裝置及太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)。其工作原理為：碟式的聚光器將低密度的太陽(yáng)光聚集在其焦點(diǎn)處，設(shè)置于焦點(diǎn)處的太陽(yáng)能集熱器吸收高能量密度的太陽(yáng)光能量并將熱量傳遞給斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

在傳統(tǒng)的碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中，聚光器都是一塊塊玻璃組建撐得，玻璃比較重且易碎，需要高強(qiáng)度的支撐結(jié)構(gòu)，造價(jià)比較高且要做到很好的防風(fēng)比較難，另外焦點(diǎn)處于環(huán)境中，容易被風(fēng)吹散導(dǎo)致熱量流失，聚光器整日暴露于環(huán)境中，容易老化；太陽(yáng)能集熱器、聚光器與立柱支架荷載大，支撐結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本增加；熱能轉(zhuǎn)換利用裝置對(duì)入射陽(yáng)光干擾強(qiáng)等。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中成本耗材大，效率較低，運(yùn)行成本較高的技術(shù)缺陷。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種太陽(yáng)能聚光球，包括中空聚光球體，位于聚光球體內(nèi)部的反射膜和太陽(yáng)能接收器，所述中空聚光球體包括上下對(duì)稱的兩部分，分別是上半球和下半球；所述上半球是透光薄膜；所述下半球（2）是高密度薄膜；所述反射膜（3）位于中空聚光球體的上下半球之間，把中空聚光球體分為兩個(gè)密封獨(dú)立的空間，分別為上空間和下空間，所述聚光球體的上空間和下空間均沖入一定量的氣體，且上空間沖入的氣體壓力大于下空間的氣體壓力，使所述上半球（1）透光薄膜和下半球（2）薄膜膨脹形成氣球，所述反射膜（3）由于壓力差變形在聚光球體內(nèi)部形成一個(gè)向上空間凹型球缺，所述反射膜形成的凹型球缺的焦點(diǎn)位于球心處，以將光反射至焦點(diǎn)上；所述太陽(yáng)能接收器位于聚光球的球心處；這樣透過所述上半球透明膜的入射光經(jīng)反射膜反射到位于所述聚光球內(nèi)的焦點(diǎn)處的太陽(yáng)能接收器。

以上所述反射膜是具有反光鍍層的彈性膜，包括基材，在所述基材的平滑面上鍍有反射材料或粘有反射膜，在所述反射材料或反射膜上涂覆有透明保護(hù)膜層。

以上所述反射材料為鋁或銀，所述反射膜為鍍鋁薄膜或鍍銀薄膜。

以上所述透明保護(hù)膜層為聚四氟乙烯、液態(tài)玻璃或聚氟乙烯。

以上所述太陽(yáng)能聚光球還包括控制太陽(yáng)能聚光器俯仰和水平轉(zhuǎn)動(dòng)的追日跟蹤器。

本實(shí)用新型的聚光球的徑向或者緯向設(shè)有加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋匯聚于聚光球的兩級(jí)，聚光球的兩極設(shè)有轉(zhuǎn)軸固定，轉(zhuǎn)軸平面與聚光球赤道所在平面平行，轉(zhuǎn)軸可以實(shí)現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸固定在聚光球的一個(gè)徑向帶底座的支架上，底座可實(shí)現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)，所有的轉(zhuǎn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)均由追日跟蹤器來控制，來保證太陽(yáng)能反射膜都處于最優(yōu)的工作狀態(tài)。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：

本實(shí)用新型的聚光球通過具有上述構(gòu)成，能夠進(jìn)行寬角度范圍的聚光（例如全方位聚光）。本實(shí)用新型聚光球體和反射膜均采用輕質(zhì)膜體設(shè)計(jì)，降低原有聚光設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省了用材，在力學(xué)結(jié)構(gòu)上更加理想，球形設(shè)計(jì)防風(fēng)效果較好；其中，反射膜通過鍍鋁薄膜或鍍銀薄膜提升薄膜表面的平滑度、降低塑料薄膜表面凹凸不平而對(duì)光線造成的漫射，從而起到增強(qiáng)薄膜對(duì)定向可見光聚光性能提升的目的；另外反射膜位于密封的球體內(nèi)部，太陽(yáng)光透過透明膜進(jìn)入反射膜，幾乎無(wú)空氣流動(dòng)，減小空氣流動(dòng)對(duì)聚熱裝置吸熱的影響，提高反射聚熱效率，且使用環(huán)境潔凈，使環(huán)境對(duì)其生命周期的影響最小化，使用壽命更長(zhǎng)。

附圖說明