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太陽光熱斯特林發(fā)電裝置的制造方法

文檔序號:10719149閱讀:591來源:國知局
太陽光熱斯特林發(fā)電裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種太陽光熱斯特林發(fā)電裝置。它解決了現(xiàn)有太陽光發(fā)電裝置光電轉化效率低等技術問題。包括中空的超導集熱管,在超導集熱管同一側依次設有槽式反射集熱機構,超導集熱管一端與超導換熱器一端相連通,超導集熱管與超導換熱器內(nèi)部均充填有超導介質(zhì),超導換熱器另一端連接有具有熱膨脹活塞與冷卻反饋活塞的熱斯特林發(fā)電機,熱膨脹活塞與冷卻反饋活塞分別與熱斯特林發(fā)電機的發(fā)電機構相連,且熱膨脹活塞與超導換熱器相連,冷卻反饋活塞連接有冷卻機構。優(yōu)點在于:利用太陽能光熱驅(qū)動斯特林發(fā)電機發(fā)電,減少化石能源消耗和環(huán)境污染,采用超導集熱管和超導換熱器,增大集熱傳輸和換熱效率,進而增大太陽能光電的轉化效率。
【專利說明】
太陽光熱斯特林發(fā)電裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于太陽能光熱發(fā)電設備技術領域,尤其是涉及一種太陽光熱斯特林發(fā)電
目.0
【背景技術】
[0002]當前,尋找煤炭、石油等化石能源的替代能源是全球迫在眉睫的重大任務,太陽能是一種能量巨大、遍布世界且無污染的可再生的能源,對太陽能的合理開發(fā)利用越來越受到人們的青睞?,F(xiàn)已開發(fā)應用的槽式太陽能光熱發(fā)電技術,大多采用以油或水作導熱流體的真空集熱管,并且需要動力設備,采用的常規(guī)汽輪機發(fā)電機組效率較低。若以導熱油為介質(zhì),其運行溫度低,換熱效果較差,若以水為介質(zhì),管內(nèi)存在劇烈的物態(tài)變化,溫度分布不均勻,必然減短集熱管的壽命。碟式太陽能光熱發(fā)電技術中,每臺裝置聚光點都放置斯特林發(fā)電機,單臺功率一般為5-25KW,成本高,不適合大規(guī)模發(fā)電。
[0003]為了解決現(xiàn)有技術存在的問題,人們進行了長期的探索,提出了各式各樣的解決方案。例如,中國專利文獻公開了一種新型槽式太陽能再循環(huán)式集熱系統(tǒng)[申請?zhí)?201310390655.X],包括:槽式太陽能集熱器水加熱段、蒸汽過熱段、擴容蒸發(fā)器、非能動穩(wěn)壓器、增壓栗和控制閥。
[0004]上述方案在一定程度上解決了集熱管內(nèi)水的劇烈物態(tài)變化、溫度、氣液分布不均勻的問題,但是該方案依然存在著熱傳導效率低,太陽能光電轉化效率低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對上述問題,提供一種結構簡單合理,太陽能光電轉化效率高的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置。
[0006]為達到上述目的,本發(fā)明采用了下列技術方案:本太陽光熱斯特林發(fā)電裝置,其特征在于,本發(fā)電裝置包括中空的超導集熱管,在超導集熱管同一側依次設有若干均具有槽式反射集熱器的槽式反射集熱機構,所述的超導集熱管一端與超導換熱器一端相連通,且所述的超導集熱管與超導換熱器內(nèi)部均充填有超導介質(zhì),所述的超導換熱器另一端連接有具有熱膨脹活塞與冷卻反饋活塞的熱斯特林發(fā)電機,所述的熱膨脹活塞與冷卻反饋活塞分別與熱斯特林發(fā)電機的發(fā)電機構相連,且所述的熱膨脹活塞與超導換熱器相連,所述的冷卻反饋活塞連接有冷卻機構,且在超導換熱器和冷卻機構作用下熱膨脹活塞與冷卻反饋活塞交替運動。即利用太陽能光熱驅(qū)動斯特林發(fā)電機發(fā)電,減少化石能源消耗和環(huán)境污染,采用超導集熱管和超導換熱器,增大集熱傳輸和換熱效率,進而增大太陽能光電的轉化效率,一側排布槽式反射集熱機構,一側保溫,也可作為備用,兩側形成溫差,驅(qū)動超導介質(zhì)傳熱,熱膨脹活塞和冷卻反饋活塞分別在超導換熱器與冷卻機構作用下交替運動,從而使得發(fā)電機構產(chǎn)生電能。
[0007]在上述的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置中,所述的冷卻機構包括設置在熱斯特林發(fā)電機內(nèi)的冷卻水通道,所述的冷卻水通道與冷卻反饋活塞相連,且所述的冷卻水通道一端具有延伸至熱斯特林發(fā)電機外部的進水口,另一端具有延伸至熱斯特林發(fā)電機外部的出水口,且所述的進水口與出水口之間設有供熱/吸收式制冷組件。即冷卻汽缸后的水可用于供熱/吸收式制冷,這樣提供了太陽能的利用效率。
[0008]在上述的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置中,所述的發(fā)電機構包括設置在熱斯特林發(fā)電機內(nèi)且分別與熱膨脹活塞與冷卻反饋活塞相連的發(fā)電旋轉飛輪,且所述的發(fā)電旋轉飛輪與設置在熱斯特林發(fā)電機內(nèi)的發(fā)電組件相連,且所述的發(fā)電組件連接有設置在熱斯特林發(fā)電機上的發(fā)電輸出端子,且所述的發(fā)電組件與發(fā)電輸出端子之間還設有控制面板箱。
[0009]在上述的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置中,所述的槽式反射集熱機構依次等間距設置在超導集熱管同一側。
[0010]在上述的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置中,所述的超導集熱管的橫截面呈環(huán)形,且所述的超導集熱管遠離超導換熱器的一端兩側分別具有介質(zhì)進口和介質(zhì)出口。
[0011]在上述的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置中,所述的槽式反射集熱機構包括支架,所述的槽式反射集熱器活動設置在支架上端,且所述的槽式反射集熱器與支架之間設有具有能驅(qū)動槽式反射集熱器擺動的驅(qū)動器的太陽能跟蹤器。即這里的太陽能跟蹤器包括若干光敏傳感器,且各個光敏傳感器均與PLC控制器相連,通過PLC控制器來控制驅(qū)動器來調(diào)整槽式反射集熱器的位置,從而提高太陽光收集率。
[0012]在上述的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置中,所述的槽式反射集熱器包括具有能將太陽光進行反射聚焦在超導集熱管一側的弧形反射面的集熱器本體,所述的弧形反射面位于超導集熱管的周向外圍。
[0013]在上述的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置中,每一個的槽式反射集熱器內(nèi)的弧形反射面的反射聚焦點均依次排列在超導集熱管同一側且呈直線排列或曲線排列。采用該結構使得超導集熱管升溫快速,太陽光利用率更好。
[0014]在上述的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置中,所述的超導介質(zhì)為納米顆粒超導介質(zhì)且所述的超導介質(zhì)包括粒徑1-20納米的碳粒子、二氧化鈦、R123、水、溴化鋰溶液與R134a中的任意一種或多種的組合。
[0015]在上述的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置中,所述的熱膨脹活塞設置在延伸至超導換熱器內(nèi)的熱膨脹腔內(nèi),所述的冷卻反饋活塞設置在冷卻反饋腔內(nèi),且所述的熱膨脹腔與冷卻反饋腔相互平行且相互連通。
[0016]與現(xiàn)有的技術相比,本太陽光熱斯特林發(fā)電裝置的優(yōu)點在于:結構簡單,熱傳導效率高,利用太陽能光熱驅(qū)動斯特林發(fā)電機發(fā)電,減少化石能源消耗和環(huán)境污染,采用超導集熱管和超導換熱器,增大集熱傳輸和換熱效率,進而增大太陽能光電的轉化效率。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明提供的結構示意圖。
[0018]圖2為圖1中A-A處剖視圖。
[0019]圖3為本發(fā)明提供的局部結構示意圖。
[0020]圖中,超導集熱管1、介質(zhì)進口11、介質(zhì)出口 12、槽式反射集熱機構2、槽式反射集熱器21、集熱器本體211、弧形反射面212、支架22、太陽能跟蹤器23、超導換熱器3、熱斯特林發(fā)電機4、熱膨脹活塞41、冷卻反饋活塞42、冷卻水通道43、進水口431、出水口432、發(fā)電旋轉飛輪44、發(fā)電輸出端子45、控制面板箱46、熱膨脹腔47、冷卻反饋腔48。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0022]如圖1-3所示,本太陽光熱斯特林發(fā)電裝置,包括中空的超導集熱管I,在超導集熱管I同一側依次設有若干均具有槽式反射集熱器21的槽式反射集熱機構2,優(yōu)選地,這里的槽式反射集熱機構2依次等間距設置在超導集熱管I同一側,超導集熱管I 一端與超導換熱器3—端相連通,且超導集熱管I與超導換熱器3內(nèi)部均充填有超導介質(zhì),這里的超導介質(zhì)為納米顆粒超導介質(zhì)且超導介質(zhì)可以包括粒徑1-20納米的碳粒子、二氧化鈦、R123、水、溴化鋰溶液與R134a中的任意一種或多種的組合,超導換熱器3另一端連接有具有熱膨脹活塞41與冷卻反饋活塞42的熱斯特林發(fā)電機4,熱膨脹活塞41與冷卻反饋活塞42分別與熱斯特林發(fā)電機4的發(fā)電機構相連,且熱膨脹活塞41與超導換熱器3相連,冷卻反饋活塞42連接有冷卻機構,且這里的熱膨脹活塞41設置在延伸至超導換熱器3內(nèi)的熱膨脹腔47內(nèi),冷卻反饋活塞42設置在冷卻反饋腔48內(nèi),且熱膨脹腔47與冷卻反饋腔48相互平行且相互連通。且在超導換熱器3和冷卻機構作用下熱膨脹活塞41與冷卻反饋活塞42交替運動,即利用太陽能光熱驅(qū)動斯特林發(fā)電機發(fā)電,減少化石能源消耗和環(huán)境污染,采用超導集熱管I和超導換熱器3,增大集熱傳輸和換熱效率,進而增大太陽能光電的轉化效率,一側排布槽式反射集熱機構2,一側保溫,也可作為備用,兩側形成溫差,驅(qū)動超導介質(zhì)傳熱,熱膨脹活塞41和冷卻反饋活塞42分別在超導換熱器3與冷卻機構作用下交替運動,從而使得發(fā)電機構產(chǎn)生電能。
[0023]具體地,這里的冷卻機構包括設置在熱斯特林發(fā)電機4內(nèi)的冷卻水通道43,冷卻水通道43與冷卻反饋活塞42相連,且冷卻水通道43—端具有延伸至熱斯特林發(fā)電機4外部的進水口 431,另一端具有延伸至熱斯特林發(fā)電機4外部的出水口 432,且進水口 431與出水口432之間設有供熱/吸收式制冷組件,即冷卻汽缸后的水可用于供熱/吸收式制冷,這樣提供了太陽能的利用效率。其中,這里的發(fā)電機構包括設置在熱斯特林發(fā)電機4內(nèi)且分別與熱膨脹活塞41與冷卻反饋活塞42相連的發(fā)電旋轉飛輪44,且發(fā)電旋轉飛輪44與設置在熱斯特林發(fā)電機4內(nèi)的發(fā)電組件相連,且發(fā)電組件連接有設置在熱斯特林發(fā)電機4上的發(fā)電輸出端子45,且發(fā)電組件與發(fā)電輸出端子45之間還設有控制面板箱46。
[0024]進一步地,這里的超導集熱管I的橫截面呈環(huán)形,且超導集熱管I遠離超導換熱器3的一端兩側分別具有介質(zhì)進口 11和介質(zhì)出口 12,這里的槽式反射集熱機構2包括支架22,槽式反射集熱器21活動設置在支架22上端,且槽式反射集熱器21與支架22之間設有具有能驅(qū)動槽式反射集熱器21擺動的驅(qū)動器的太陽能跟蹤器23。即這里的太陽能跟蹤器包括若干光敏傳感器,且各個光敏傳感器均與PLC控制器相連,通過PLC控制器來控制驅(qū)動器來調(diào)整槽式反射集熱器的位置,從而提高太陽光收集率,這里的槽式反射集熱器21包括具有能將太陽光進行反射聚焦在超導集熱管I 一側的弧形反射面212的集熱器本體211,弧形反射面212位于超導集熱管I的周向外圍。每一個的槽式反射集熱器21內(nèi)的弧形反射面212的反射聚焦點均依次排列在超導集熱管I同一側且呈直線排列或曲線排列,采用該結構使得超導集熱管I升溫快速,太陽光利用率更好。
[0025]本實施例的原理在于:槽式反射集熱器21將太陽光聚焦到超導集熱管I上,使其升溫,橫截面呈環(huán)形的超導集熱管I兩側溫差驅(qū)動管內(nèi)熱超導工質(zhì),將熱量傳遞到超導換熱器3,加熱斯特林發(fā)電機4內(nèi)熱膨脹活塞41處工質(zhì),且冷卻反饋活塞42處工質(zhì)經(jīng)水冷卻,熱膨脹活塞41和冷卻反饋活塞42交替運動,驅(qū)動發(fā)電旋轉飛輪44轉動,帶動發(fā)電機進行發(fā)電,冷卻汽缸后的水可用于供熱/吸收式制冷。
[0026]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代,但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
[0027]盡管本文較多地使用了超導集熱管1、介質(zhì)進口11、介質(zhì)出口 12、槽式反射集熱機構2、槽式反射集熱器21、集熱器本體211、弧形反射面212、支架22、太陽能跟蹤器23、超導換熱器3、熱斯特林發(fā)電機4、熱膨脹活塞41、冷卻反饋活塞42、冷卻水通道43、進水口431、出水口 432、發(fā)電旋轉飛輪44、發(fā)電輸出端子45、控制面板箱46、熱膨脹腔47、冷卻反饋腔48等術語,但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì);把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
【主權項】
1.一種太陽光熱斯特林發(fā)電裝置,其特征在于,本發(fā)電裝置包括中空的超導集熱管(I),在超導集熱管(I)同一側依次設有若干均具有槽式反射集熱器(21)的槽式反射集熱機構(2),所述的超導集熱管(I) 一端與超導換熱器(3)—端相連通,且所述的超導集熱管(I)與超導換熱器(3)內(nèi)部均充填有超導介質(zhì),所述的超導換熱器(3)另一端連接有具有熱膨脹活塞(41)與冷卻反饋活塞(42)的熱斯特林發(fā)電機(4 ),所述的熱膨脹活塞(41)與冷卻反饋活塞(42)分別與熱斯特林發(fā)電機(4)的發(fā)電機構相連,且所述的熱膨脹活塞(41)與超導換熱器(3)相連,所述的冷卻反饋活塞(42)連接有冷卻機構,且在超導換熱器(3)和冷卻機構作用下熱膨脹活塞(41)與冷卻反饋活塞(42)交替運動。2.根據(jù)權利要求1所述的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置,其特征在于,所述的冷卻機構包括設置在熱斯特林發(fā)電機(4)內(nèi)的冷卻水通道(43),所述的冷卻水通道(43)與冷卻反饋活塞(42)相連,且所述的冷卻水通道(43)—端具有延伸至熱斯特林發(fā)電機(4)外部的進水口(431),另一端具有延伸至熱斯特林發(fā)電機(4)外部的出水口(432),且所述的進水口(431)與出水口( 432)之間設有供熱/吸收式制冷組件。3.根據(jù)權利要求2所述的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置,其特征在于,所述的發(fā)電機構包括設置在熱斯特林發(fā)電機(4)內(nèi)且分別與熱膨脹活塞(41)與冷卻反饋活塞(42)相連的發(fā)電旋轉飛輪(44),且所述的發(fā)電旋轉飛輪(44)與設置在熱斯特林發(fā)電機(4)內(nèi)的發(fā)電組件相連,且所述的發(fā)電組件連接有設置在熱斯特林發(fā)電機(4)上的發(fā)電輸出端子(45),且所述的發(fā)電組件與發(fā)電輸出端子(45)之間還設有控制面板箱(46)。4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置,其特征在于,所述的槽式反射集熱機構(2)依次等間距設置在超導集熱管(I)同一側。5.根據(jù)權利要求4所述的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置,其特征在于,所述的超導集熱管(I)的橫截面呈環(huán)形,且所述的超導集熱管(I)遠離超導換熱器(3)的一端兩側分別具有介質(zhì)進口(11)和介質(zhì)出口(12)。6.根據(jù)權利要求4所述的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置,其特征在于,所述的槽式反射集熱機構(2)包括支架(22),所述的槽式反射集熱器(21)活動設置在支架(22)上端,且所述的槽式反射集熱器(21)與支架(22)之間設有具有能驅(qū)動槽式反射集熱器(21)擺動的驅(qū)動器的太陽能跟蹤器(23)。7.根據(jù)權利要求6所述的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置,其特征在于,所述的槽式反射集熱器(21)包括具有能將太陽光進行反射聚焦在超導集熱管(I) 一側的弧形反射面(212)的集熱器本體(211),所述的弧形反射面(212)位于超導集熱管(I)的周向外圍。8.根據(jù)權利要求7所述的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置,其特征在于,每一個的槽式反射集熱器(21)內(nèi)的弧形反射面(212)的反射聚焦點均依次排列在超導集熱管(I)同一側且呈直線排列或曲線排列。9.根據(jù)權利要求1所述的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置,其特征在于,所述的超導介質(zhì)為納米顆粒超導介質(zhì)且所述的超導介質(zhì)包括粒徑1-20納米的碳粒子、二氧化鈦、R123、水、溴化鋰溶液與R134a中的任意一種或多種的組合。10.根據(jù)權利要求1所述的太陽光熱斯特林發(fā)電裝置,其特征在于,所述的熱膨脹活塞(41)設置在延伸至超導換熱器(3)內(nèi)的熱膨脹腔(47)內(nèi),所述的冷卻反饋活塞(42)設置在冷卻反饋腔(48)內(nèi),且所述的熱膨脹腔(47)與冷卻反饋腔(48)相互平行且相互連通。
【文檔編號】F24J2/34GK106089611SQ201610625826
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月2日 公開號201610625826.6, CN 106089611 A, CN 106089611A, CN 201610625826, CN-A-106089611, CN106089611 A, CN106089611A, CN201610625826, CN201610625826.6
【發(fā)明人】周傳輝, 唐國棟, 夏驚濤, 代伯清, 石磊
【申請人】武漢科技大學, 浙江陸特能源科技股份有限公司
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