[實(shí)用新型]一種帶有球面菲涅爾太陽能集熱器的斯特林發(fā)電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721432262.0
• 申請(qǐng)日: 2017-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN207454191U
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂冰;朱日程;李發(fā)元;王靈利;董泉潤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F03G6/06
• 分類號(hào): F03G6/06;F24S23/30
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本實(shí)用新型公開了一種帶有球面菲涅爾太陽能集熱器的斯特林發(fā)電機(jī)，屬于太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。發(fā)電機(jī)基于斯特林循環(huán)利用太陽能熱效應(yīng)的發(fā)電方式，通過裝有球面菲涅爾鏡的太陽能集熱裝置，保證菲涅耳透鏡的結(jié)構(gòu)剛度，半球形結(jié)構(gòu)使透鏡不易發(fā)生變形，不易引起光線散焦；采用傘形支撐架，穩(wěn)定性高，對(duì)匯聚光線無遮擋。同時(shí)對(duì)任意太陽傾斜角均可實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽光的正交匯聚，提高了透鏡的會(huì)聚比與太陽能的利用率。減小太陽光通過透鏡的光程，降低透鏡對(duì)太陽光的吸收，且在聚光性上更好地保證系統(tǒng)對(duì)太陽能的吸收率，有效地提高發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。發(fā)電機(jī)還可與其它儲(chǔ)電裝置配合使用儲(chǔ)存電力；以及替代耗能高的材料，降低生產(chǎn)成本，減少污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種帶有球面菲涅爾太陽能集熱器的斯特林發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與進(jìn)步，能源所處地位日益突出。而能源供給主要以一次性化石燃料為主，如今化石燃料日趨匱乏以及環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，能夠替代一次性能源的可再生、清潔、環(huán)保的綠色能源研究，特別是清潔能源發(fā)電應(yīng)用具有重要的意義。

在大環(huán)境下能源的利用，光能無疑是首選的清潔能源。過去的十幾年間，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)受到了各國政府的大力支持，發(fā)展清潔能源已經(jīng)被提到國家戰(zhàn)略層面。但不可否認(rèn)，光伏發(fā)電所使用的硅光板的生產(chǎn)需要消耗大量的能源，也會(huì)產(chǎn)生很大的污染。而采用以聚焦太陽能為熱源的斯特林循環(huán)發(fā)電，不需要使用能耗高、污染大的單晶硅、多晶硅材質(zhì)的光伏板，真正發(fā)揮了太陽能清潔能源的特點(diǎn)。研究表明，基于斯特林循環(huán)的太陽能發(fā)電方式比傳統(tǒng)光伏發(fā)電方式具有更高的發(fā)電效率，更廣的應(yīng)用前景。

傳統(tǒng)斯特林機(jī)是一種以化石燃料為能源的循環(huán)回?zé)崾酵馊紮C(jī)，依靠外燃燃料供能就會(huì)出現(xiàn)對(duì)燃料純度要求高且能量耗損大的問題。如專利CN 205508223 U“一種斯特林機(jī)演示裝置”中采用的是酒精供能方式，燃燒效率較低，但對(duì)酒精純度要求較高。在發(fā)明專利CN 1O6870199 A“一種風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電機(jī)”中采用的太陽灶聚焦太陽能供能方式，利用太陽灶雖可節(jié)約能源，但是太陽灶聚光效率低，且面對(duì)太陽光的移動(dòng)無法實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)太陽灶聚光，大大降低了對(duì)太陽能的利用率。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提出一種帶有球面菲涅爾太陽能集熱器的斯特林發(fā)電機(jī)。基于斯特林循環(huán)利用太陽能的熱效應(yīng)發(fā)電，避免使用能耗高、污染大的光伏板；利用裝有球面菲涅爾鏡的太陽能集熱裝置，不會(huì)涉及實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)正對(duì)太陽聚焦的問題，同時(shí)減小太陽光通過透鏡的光程，降低透鏡對(duì)太陽光的吸收，且在聚光性上更好地保證系統(tǒng)對(duì)太陽能的吸收率，有效地提高發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括球面菲涅爾透鏡、熱氣缸、冷氣缸、散熱片、熱氣缸活塞、冷氣缸活塞、回?zé)崞?、第一活塞連桿、第二活塞連桿、軸套、曲軸、飛輪、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)和傘形支撐架，其特征在于所述球面菲涅爾透鏡和熱氣缸與傘形支撐架固連，熱氣缸位于球面菲涅爾透鏡下部，且球面菲涅爾透鏡的球心位于熱氣缸中軸線上，球面菲涅爾透鏡用于聚焦太陽能加熱氣缸提供熱能，推動(dòng)活塞做功，傘形支撐架與熱氣缸的夾角大于光線匯聚夾角；所述熱氣缸活塞與熱氣缸配合位于曲軸的上方，第一活塞連桿一端與熱氣缸活塞連接，第一活塞連桿另一端與曲軸配合的軸套鉸接；所述冷氣缸位于熱氣缸的側(cè)面，冷氣缸活塞與冷氣缸配合位于曲軸的上方，第二活塞連桿一端與冷氣缸活塞連接，第二活塞連桿另一端與曲軸配合的軸套鉸接，冷氣缸頂部包覆有散熱片，冷氣缸與熱氣缸之間通過回?zé)崞飨噙B通；所述軸套嵌套在曲軸凸拐處與曲軸同向轉(zhuǎn)動(dòng)，所述曲軸一端連接有飛輪，曲軸另一端與發(fā)電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器連接。

所述球面菲涅爾透鏡為多塊單位片狀菲涅爾鏡組成的半球形結(jié)構(gòu)，菲涅爾透鏡可在不同太陽傾角下匯聚太陽能。

所述軸套為兩套，軸套由兩個(gè)半圓形軸瓦扣合而成，軸套采用黃銅材料加工。

所述散熱片與冷氣缸外璧為同心圓弧結(jié)構(gòu)，散熱片采用銅質(zhì)材料。

有益效果