[發明專利]太陽池

有效

• 申請號: 201811338834.8
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109539569B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 屈治國;田地
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F24S10/13
• 分類號: F24S10/13;F24S23/30;F24S60/00;F24S80/60
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

公開了一種太陽池，太陽池包括太陽池主體、流道，換熱器，磁體正負極。主體于第一側和第二側之間朝向底面的方向上依次布置聚光透射板、上對流層、非對流層和下儲熱層。太陽光經聚光透射板聚光后射入太陽池中，經過上對流層與非對流層的散射與吸收，部分可見光以及紅外光的能量于下儲熱層轉化為熱能儲存。布置在所述流道中的換熱器中的換熱流體依次經過非對流層與下儲熱層，磁體正負極分別布置在所述第一側和第二側以形成磁場方向垂直于第一側和/或第二側的磁場。

技術領域

本發明涉及一種太陽池集熱技術領域，特別是一種太陽池。

背景技術

隨著傳統化石能源儲量及其環境問題的日益加劇，清潔、環保的可再生能源在國家扶持，相關機構不斷探索下，在能源架構占比中保持穩定的增長。可再生能源包括太陽能、水能、風能、生物質能、波浪能、潮汐能、海洋溫差能、地熱能等，是清潔、安全的新興能源，在能源供應體系中占有重要地位。其中太陽能作為其主要種類和利用形式之一，具有儲量無限、分布廣泛、清潔低碳等特點。然而，由于太陽能存在能量密度分散與時空非連續性等特點，使得太陽能的利用存在低效率、高成本和不穩定的技術難點。較低的熱力學效率，獨立的太陽輻射收集和儲存系統導致了太陽能光熱、光電系統的高成本，因此建立更經濟的太陽能利用系統，研究在集成太陽能輻射收集和儲存的同時提高系統效率，具有很大的研究價值。太陽池便是太陽能利用系統中，集收集和儲存為一體的典型系統。

典型的太陽池即為內含鹽水的池塘，在自然和人工的干預下形成了三層，太陽池最頂層被稱為上對流區，鹽濃度較低，自然對流強烈，因此溫度、鹽度梯度較小；其下為非對流層，溫度和鹽濃度隨深度的增加而增加，因濃度梯度對鹽水縱向流動抑制，無浮力驅動對流混合，可能存在剪切力驅動的橫向混合；其下為下對流層，是鹽濃度和溫度最高的區域，為能源吸收與儲存區。太陽池被用于儲熱系統源于其非對流層中濃度梯度對自然對流的抑制作用，然而隨著上下對流層自然對流的加劇，一部分流體微團將越過非對流層的上下邊界對非對流層造成一系列擾動，侵蝕非對流層，從而導致太陽池隔熱能力下降，最終不具有儲熱隔熱能力。

在大型太陽池構建過程中，太陽池類型換熱性能優化以及日常維護問題極為突出。二十世紀末以及二十一世紀初國內外幾個典型大型太陽池均因熱水泄露、鹽濃度梯度的破壞而停止運行，故而太陽池內穩定性問題極為重要。然而縱觀國內外專利、文獻，均未有有效、成本低廉的方法提高太陽池內部的穩定性。

在背景技術部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本發明背景的理解，因此可能包含不構成在本國中本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種簡單高效、穩定可靠且能夠廣泛適用的一種太陽池。

本發明的目的是通過以下技術方案予以實現。

一種太陽池包括，

太陽池主體，其包括底面、第一側和第二側，

流道，其布置在所述底面、第一側和第二側的中下部，所述流道具有螺旋狀環繞側壁，

第一側和第二側之間朝向底面的方向上依次布置聚光透射板、上對流層、非對流層和下儲熱層，其中，太陽光經聚光透射板聚光后射入太陽池中，經過上對流層與非對流層的散射與吸收，一部分可見光以及紅外光的能量于下儲熱層轉化為熱能儲存，

換熱器，其布置在所述流道中的換熱器，換熱器中的換熱流體依次經過非對流層與下儲熱層，

磁體正負極，其分別布置在所述第一側和第二側以形成磁場方向垂直于第一側和/或第二側的磁場。

所述的太陽池中，太陽池內包括含氯化鈉的溶液，流體微團流動時切割磁場的磁感線以產生磁感力其中，σ為導電率，為速度場，B₀為微團垂直磁場強度，所述磁感力F方向與流體微團流動方向相反以阻礙流體微團流動。