[發明專利]一種復合拋物面聚光發電-相變蓄熱裝置

有效

• 申請號: 201911026521.3
• 申請日: 2019-10-26
• 公開（公告）號: CN110686414B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 刁彥華;王澤宇;趙耀華;梁林
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F24S10/40
• 分類號: F24S10/40;F24S23/71;F24S60/30;F24S70/20;H02S40/44
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種復合拋物面聚光發電?相變蓄熱裝置，屬于太陽能熱利用和太陽能溫差發電領域。由集熱模塊(由太陽能真空集熱管、復合拋物面聚光器及平板微熱管陣列組成)、發電模塊(由平板微熱管陣列及溫差發電片組成)、蓄熱模塊(由平板微熱管、換熱翅片、蓄熱材料及蓄熱箱體組成)及冷卻水管構成。平板微熱管陣列組件在本發明中作為傳熱導體，真空管接收的熱量可被平板微熱管陣列迅速傳輸至發電模塊I，與蓄熱模塊共同為發電模塊I提供溫差而產生電能；此外，蓄熱模塊可為發電模塊II提供熱源，與冷卻模塊共同為發電模塊II提供溫差并產生電能和熱能。發電模塊I和II所產生的電能可直接通過用電設備消耗或通過蓄電池進行儲存。

技術領域

本發明涉及一種復合拋物面聚光發電-相變蓄熱裝置，屬于太陽能熱利用及太陽能熱發電領域。

背景技術

太陽能被普遍認為是最理想的清潔可再生能用之一，利用得當可充分減少對于傳統化石能用的依賴，從而減緩能源危機和我國環境污染問題。太陽能熱發電技術是利用熱電轉化材料將太陽能作為熱電材料的熱源，并在熱電材料另一端外置冷源而使其產生電能的一種能量轉化技術，具有無機械轉動部件、結構簡單、體積小、制造工藝簡單、運行成本低、壽命長、工作無噪音及對環境污染小等特點。

另一方面，雖然熱電材料的優勢明顯，但目前熱電材料的發電效率較低，為提高其發電功率，傳統溫差發電裝置往往選擇采用聚光比較高的聚光器為溫差發電片提供較高能量密度的太陽輻射，從而提高發電材料熱端溫度。這種作法必然會使得發電裝置本體體積龐大，并且由于發電片溫度較高的溫度使得發電裝置熱損失嚴重，發電過程中產生的余熱無法回收而直接浪費。

此外，傳統熱發電裝置僅能在存在太陽時才能為熱發電材料提供熱能，使得發電裝置的應用受到太陽能自身特點的限制。考慮為傳統太陽能熱發電裝置增設蓄熱模塊，可用于吸收溫差發電片在運行過程中所產生的余熱，并且在沒有太陽時也可以為熱發電裝置提供熱源。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種復合拋物面聚光發電-相變蓄熱裝置。該裝置的集熱模塊采用復合拋物面聚光器和真空集熱管結合的形式，在充分提高集熱溫度的前提下，盡量減小發電裝置的體積。此外，該裝置存在兩個發電模塊和一個蓄熱模塊，該蓄熱模塊可兼做不同熱發電模塊的冷源或熱源，從而使得發電裝置由于兩個發電模塊的存在，在有無太陽時均可產生電能，使發電系統不再受到太陽能自身特點的限制，延長了發電系統的使用時間。整套裝置中的熱量傳遞依托平板微熱管陣列，盡量降低熱能的輸運損失。

本發明的技術方案如下：

一種復合拋物面聚光發電-相變蓄熱裝置，主要包括以下組件依次組成的結構：集熱模塊1、發電模塊I 2、蓄熱模塊3、發電模塊II 4、冷卻水管5，發電模塊I 2和發電模塊II4分別與儲電或耗電模塊6連接；

所述集熱模塊由太陽能真空集熱管、復合拋物面聚光器及平板微熱管陣列I組成。

所述平板微熱管陣列I內插入真空集熱管內用于傳輸真空集熱管收集的熱能，其中平板微熱管陣列I上面的一端伸出真空集熱管的一端面；