[實用新型]回路型雙焦線槽式太陽能集熱系統

有效

• 申請號: 201821017965.1
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN208635344U
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 吳艷頻;陳宇奇;吳昊
• 申請（專利權）人: 吳艷頻;陳宇奇;吳昊
• 主分類號: F24S10/40
• 分類號: F24S10/40;F24S10/70;F24S10/30;F24S23/71;F24S30/40;F24S50/20
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 張文

本實用新型公開了一種回路型雙焦線槽式太陽能集熱系統，它將反光鏡設計成兩個不同焦線的兩個拋物面反光鏡，并在兩處不同焦線的位置上安裝兩根集熱管，兩根集熱管通過回型接頭使之形成回路。當南北向放置時，可以作一定角度傾斜，形成極軸跟蹤的高效應用模式，而當東西向放置時能夠進行雙軸跟蹤，是一種新型高效槽式太陽能集熱系統。該系統在水平方向上的轉動機構采用了重型起重設備中的水平回轉支承，使得抗風能力較強，能在風速為11米/秒的環境中依然精確聚光；回路型雙焦線槽式太陽能集熱系統具有兩項顯著優勢，一是可將當前技術下的槽式太陽能集熱系統發電的峰值效率從20%提高到25%，年效率從11－16%提高到16－21%。二是可減少對鏡場投資的20%。

技術領域

本實用新型涉及太陽能光熱轉換設備，尤其是涉及一種回路型雙焦線槽式太陽能集熱系統。

背景技術

槽式太陽能熱發電是太陽能熱發電的重要方向之一。當前，太陽能資源豐富的國家和地區，如西班牙南部、美國加州、迪拜等，槽式太陽能熱發電項目發展迅速。我國對太陽能熱發電項目十分重視，近年來，先后發布多項支持性政策，如：國家發改委、能源局發布了《能源生產和消費革命戰略（2016-2030）》（發改基礎[2016]2795號），提出了非化石能源跨越發展行動，到2030年，非化石能源發電量占全部發電量的比重力爭要達到50%。初步估算，中國擁有可利用的年DNI＞1700千瓦時/m²的土地約 94萬km²，主要分布在內蒙古、西藏、青海、新疆、甘肅地區。我國光熱發電的資源條件為：每10萬平方公里面積的年發電量：54000×108千瓦時。按配置儲熱系統機組的利用小時數為3500計算，10萬平方公里土地可裝機容量約為15億千瓦。

雖然光熱發電有著美好的前景，但完善技術、提高效率之路充滿挑戰。國內方面，光伏發電的上網電價已低至0.55元/ 千瓦時，國際方面據 IRENA《2017可再生能源成本》報告，2017年光熱發電平準化成本為0.22美元/千瓦時，2020年及之前光熱招標電價普遍達到6-10美分/千瓦時，IEA預計2020年LCOE為10美分/千瓦時，美國能源部（USDOE）預期2025年LCOE為5-7美分/千瓦時。

就我國目前的槽式光熱發電效益而言，以100MW槽式發電項目為例，項目靜態投資單位千瓦造價約25000至30000元/千瓦，項目投資回收期約為13.96年（以上項目投資收益分析是建立在國家發展改革委出臺《關于太陽能熱發電標桿上網電價政策的通知》發改價格[2016]1881號——1.15元/千瓦時）。投資回收期太長，對于投資者而言，太陽能光熱發電如同雞肋，食之無味，棄之可惜。國家能源局《太陽能發展“十三五”規劃》中指出到2020年，裝機達到500萬千瓦， 發電成本下降到0.8元/ 千瓦時。由此可見，發展之路壓力重重。

當前技術下的槽式太陽能集熱系統通常采用歐美定型的系統，一般由一個拋物面反光鏡和位于拋物面焦距上的真空集熱管組成（我們在此稱之為單焦線單集熱管型），存在著形式單一、應用方式受局限、光電轉換效率不高等問題。我國太陽能資源豐富地區大多集中在40緯度以上的新疆、青海、內蒙、西藏等地，這種單焦線單集熱管型集熱裝置在高緯度地區的太陽輻照量受緯度影響很大，集熱效率較低。以吐魯番為例，6月份的水平面太陽直射輻射月平均日輻照量為14.423單位：MJ/（m².d），而傾角等于當地緯度傾斜表面上的太陽總輻射月平均日輻照量為20.352單位：MJ/（m².d）。公知的，槽型拋物面反光鏡根據其采光方式，分為東西向和南北向兩種放置形式。當南北向放置時，若將集熱器作一定角度的傾斜，聚光效率是余弦函數，當傾斜角度達到當地緯度時效果最佳，聚光效率可提高30%；如果采用雙軸跟蹤系統聚光效率則可提高35%。因此，開發一種新型集熱器，開拓出適合我國地理特點的新裝備、新應用方案是當務之急。