本發(fā)明涉及太陽(yáng)能利用領(lǐng)域，尤其是一種太陽(yáng)能光熱綜合利用系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

開發(fā)新能源和可再生清潔能源是二十一世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最具決定性影響的五項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域之一。充分開發(fā)利用太陽(yáng)能是世界各國(guó)政府可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略決策，其中光熱發(fā)電則最受矚目。太陽(yáng)能發(fā)電遠(yuǎn)期將大規(guī)模應(yīng)用，近期可解決特殊應(yīng)用領(lǐng)域的需要。到2030年光伏發(fā)電在世界總發(fā)電量中占到5%~20%，。太陽(yáng)光熱發(fā)電具有許多優(yōu)點(diǎn)，如安全可靠、無噪聲、無污染、能量隨處可得，不受地域限制、無需消耗燃料，故障率低、維護(hù)簡(jiǎn)便、可以無人值守、建設(shè)周期短、規(guī)模大小隨意、無需架設(shè)輸電線路、可以方便的與建筑物相結(jié)合等。這些優(yōu)點(diǎn)都是常規(guī)發(fā)電和其他發(fā)電方式所不及的。

近幾年國(guó)際上聚光光熱發(fā)電快速發(fā)展，美國(guó)、歐洲及日本制定了龐大的聚光光熱發(fā)電發(fā)展計(jì)劃，與2015年開始大規(guī)模投入聚光光熱計(jì)劃。

在聚熱方面，菲涅爾透鏡已成功應(yīng)用到鍋爐預(yù)熱、太陽(yáng)灶、熱水器等眾多領(lǐng)域，給聚光菲涅爾透鏡的應(yīng)用帶來一個(gè)廣闊的前景。特別是長(zhǎng)條形平面光斑的菲涅爾透鏡，是聚光光熱應(yīng)用的首選。

傳統(tǒng)的太陽(yáng)能光伏光熱應(yīng)用上，都是直接把太陽(yáng)光的平行光直接照到電池片上或者真空管上，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成光伏或光熱。沒有使太陽(yáng)能的利用率最大化，且在很大部分的太陽(yáng)能都損失掉了。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種太陽(yáng)能光熱綜合利用系統(tǒng)，可以將太陽(yáng)能高效轉(zhuǎn)化為電能，并且通過超導(dǎo)材料將熱能引入到室內(nèi)實(shí)現(xiàn)供暖，太陽(yáng)灶的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電、供暖、太陽(yáng)灶等的綜合利用，富余電量可以通過逆變器并網(wǎng)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種太陽(yáng)能光熱綜合利用系統(tǒng)，它包括自來水源、熱能采集模塊、能量轉(zhuǎn)換模塊、交直轉(zhuǎn)換模塊、電網(wǎng)、室內(nèi)供暖模塊、太陽(yáng)能灶、熱水箱和沐浴口；

自來水源通過冷水管道與熱能采集模塊連接，熱能采集模塊通過供熱管道分別與能量轉(zhuǎn)換模塊相連和室內(nèi)供暖模塊相連，熱能采集模塊通過超導(dǎo)材料與太陽(yáng)能灶相連，能量轉(zhuǎn)換模塊通過供熱水管分別與熱水箱和沐浴口相連，熱水箱和沐浴口通過回水管將管網(wǎng)的余水回流至冷水管道，能量轉(zhuǎn)換模塊通過電纜與交直轉(zhuǎn)換模塊相連，交直轉(zhuǎn)換模塊通過電纜與電網(wǎng)相連。

進(jìn)一步限定，所述的能量采集模塊包括真空管和菲涅爾透鏡，真空管的冷水入口端與自來水源的冷水管道相連，菲涅爾透鏡配置于真空管上方。

進(jìn)一步限定，所述的菲涅爾透鏡為線性菲涅爾透鏡，其聚光光斑為長(zhǎng)條形的平面能夠使真空管被光斑完全覆蓋。

進(jìn)一步限定，所述的菲涅爾透鏡具有圓環(huán)微結(jié)構(gòu)的齒形，并且將其展開成一種長(zhǎng)條形的線性微結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步限定，所述的能量轉(zhuǎn)換模塊包括蒸汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和配電柜，真空管所產(chǎn)生的蒸汽帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，蒸汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

進(jìn)一步限定，所述的真空管由內(nèi)管、外管、中間夾層、吸熱材料涂層和中心介質(zhì)通道組成，能夠產(chǎn)生不低于350度的熱水和蒸汽。

進(jìn)一步限定，所述的交直轉(zhuǎn)換模塊為逆變器將發(fā)電機(jī)所發(fā)的直流電轉(zhuǎn)變成交流電，并將其并入電網(wǎng)供給居民及工業(yè)用電。

優(yōu)選的，所述的室內(nèi)供暖模塊為余熱供暖散熱器。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可以將太陽(yáng)能高效轉(zhuǎn)化為電能，并且通過超導(dǎo)材料將熱能引入到室內(nèi)實(shí)現(xiàn)供暖，太陽(yáng)灶的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電、供暖、太陽(yáng)灶等的綜合利用，富余電量可以通過逆變器并網(wǎng)。

附圖說明

圖1為一種太陽(yáng)能光熱綜合利用系統(tǒng)的系統(tǒng)框架圖；

圖2為熱能采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為真空管的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，一種太陽(yáng)能光熱綜合利用系統(tǒng)，它包括自來水源、熱能采集模塊、能量轉(zhuǎn)換模塊、交直轉(zhuǎn)換模塊、電網(wǎng)、室內(nèi)供暖模塊、太陽(yáng)能灶、熱水箱和沐浴口；

自來水源通過冷水管道與熱能采集模塊連接，熱能采集模塊通過供熱管道分別與能量轉(zhuǎn)換模塊相連和室內(nèi)供暖模塊相連，熱能采集模塊通過超導(dǎo)材料與太陽(yáng)能灶相連，能量轉(zhuǎn)換模塊通過供熱水管分別與熱水箱和沐浴口相連，熱水箱和沐浴口通過回水管將管網(wǎng)的余水回流至冷水管道，能量轉(zhuǎn)換模塊通過電纜與交直轉(zhuǎn)換模塊相連，交直轉(zhuǎn)換模塊通過電纜與電網(wǎng)相連。

如圖2所示，所述的能量采集模塊包括真空管和菲涅爾透鏡，真空管的冷水入口端與自來水源的冷水管道相連，菲涅爾透鏡配置于真空管上方。

所述的真空管可以做得很小，太陽(yáng)能聚熱的主要成本在真空管的制造上，采用菲涅爾透鏡聚焦太陽(yáng)光癍，真空管只需要很小的面積，可以大幅降低成本，比如一個(gè)600×1200的聚光透鏡，只需要10—1200mm的真空管。

所述的菲涅爾透鏡為線性菲涅爾透鏡，其聚光光斑為長(zhǎng)條形的平面能夠使真空管被光斑完全覆蓋。

所述的菲涅爾透鏡具有圓環(huán)微結(jié)構(gòu)的齒形，并且將其展開成一種長(zhǎng)條形的線性微結(jié)構(gòu)。

長(zhǎng)條狀平面光斑的線聚光的菲涅爾透鏡，光斑可以全覆蓋熱管表面，大幅提高熱利用效率，更容易規(guī)?；a(chǎn)。

所述的能量轉(zhuǎn)換模塊包括蒸汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和配電柜，真空管所產(chǎn)生的蒸汽帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，蒸汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

如圖3所示，所述的真空管由內(nèi)管、外管、中間夾層、吸熱材料涂層和中心介質(zhì)通道組成，能夠產(chǎn)生不低于350度的熱水和蒸汽。

優(yōu)選的，所述的室內(nèi)供暖模塊為余熱供暖散熱器

所述的交直轉(zhuǎn)換模塊為逆變器將發(fā)電機(jī)所發(fā)的直流電轉(zhuǎn)變成交流電，并將其并入電網(wǎng)供給居民及工業(yè)用電。

菲涅爾透鏡層的加工流程具體為：

s001確定超大口徑菲涅爾透鏡的口徑，透鏡口徑是根據(jù)菲涅爾光學(xué)透鏡所要求的光學(xué)設(shè)計(jì)來確定的；

s002將待制作的超大口徑的菲涅爾透鏡分為多個(gè)環(huán)帶，確定每個(gè)環(huán)帶的寬度；

s003根據(jù)最大能夠加工的錐輥大端尺寸和環(huán)帶位置，確定錐輥的錐度和尺寸；

s004根據(jù)原材料最大幅寬，確定每一環(huán)帶上拼接體的數(shù)量，超大口徑菲涅爾透鏡中心是一個(gè)完整的圓形菲涅爾透鏡或者多塊拼接體，每一個(gè)環(huán)帶又由多個(gè)拼接體組成，每一個(gè)拼接體具有相同的光學(xué)參數(shù)或不同的光學(xué)參數(shù)，相同的尺寸或不同的尺寸；

s005用錐輥制造局部菲鏡即各個(gè)拼接體，以錐形輥筒小端為圓心，錐形輥筒的長(zhǎng)度為半徑，在涂布有光學(xué)樹脂的介質(zhì)基材上滾壓以制備局部菲涅爾透鏡的拼接體。

s006將局部菲涅爾透鏡即拼接體，拼接成完整的菲涅爾透鏡。

一種太陽(yáng)能光熱綜合利用系統(tǒng)工作方式具體為：

自來水源通過真空管的一端注入真空管內(nèi)管；

菲涅爾透鏡接收太陽(yáng)光，并產(chǎn)生長(zhǎng)條形平面的聚光光斑，該光斑正好能夠使真空管被光斑完全覆蓋；

真空管的外管上的吸熱材料涂層吸收太陽(yáng)能，通過真空的中間夾層的傳熱介質(zhì)將熱量傳輸至內(nèi)管，并且對(duì)內(nèi)管中的冷水進(jìn)行加熱至350度以上；

真空管夾層中的傳熱介質(zhì)通過超導(dǎo)材料將熱量傳輸至太陽(yáng)能灶用來煮飯燒水等；

真空管的內(nèi)管與蒸汽輪機(jī)相連，將產(chǎn)生的蒸汽通過管道輸送至蒸汽輪機(jī)并使其工作，蒸汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；

發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電能通過配電柜與逆變器將產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化為交流電后并入電網(wǎng)，隨后供給居民及工業(yè)用電也可以通過貯能設(shè)備供給住宅使用；

將通過蒸汽輪機(jī)后的剩余蒸汽通過供熱管道供給余熱供暖散熱器等室內(nèi)供暖設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)供暖；

將蒸汽通過蒸汽輪機(jī)后所形成的余熱水通過供熱水管供給熱水箱及沐浴口提供沐浴及熱水存儲(chǔ)，若無人沐浴或者熱水箱滿之后通過回水管道回流至供給冷的冷水管道中，以此循環(huán)重復(fù)利用提高太陽(yáng)能的利用率，且保證了沐浴口及熱水箱的水保持恒溫。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。