[发明专利]一种平板黑体太阳能光热转化器

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能的热利用，将太阳能转化为热能的器件，涉及利用黑体器件将太阳能进行供暖、热水、烹饪、发电、制冷、干燥等应用，特别是太阳能的中高温度的利用。 

背景技术

太阳能成熟的应用技术为太阳能的低温热水利用，主要采用真空玻璃管技术将太阳能转化为热能，在此种技术上，有采用将热管插入到真空玻璃管内部将热量传递到外部获得太阳能的技术，以及在真空玻璃基础上进一步的完善而开发的各种器件，其中真空玻璃管中设置有真空层进行保温，在真空层的内部设置选择性涂层对太阳能进行吸收转化，虽然真空玻璃层很好的实现了保温，选择性涂层很好的实现了太阳能的转化，但是，其转化后的热能利用起来很不经济，如采用现有的方法将水直接流入到真空玻璃管内部直接进行换热，但到了冬季就无法使用，虽然采用热管技术在冬季实现了传热，但增加了成本、降低了热能的利用率，目前这种技术应用于低温的热水应用，而无法实现太阳能的中高温的应用，如太阳能热电的应用； 

现有的对太阳能的中高温度利用的太阳灶，主要采用反射板对太阳光进行反射，将太阳能直接聚焦到一个灶具上，实现对太阳能的利用，此种技术很好的达到了太阳能的中高温收集，但其热能接受方式单一，仅是采用直接在其上面放置简单的灶具，而无法进行大规模的采集和利用；同时也无法实现对太阳能进行收集以便于夜间及阴雨天应用； 

现有的技术太阳能中高温的发电技术，主要是采用塔式、槽式、及蝶式，槽式太阳能是已经商业化的太阳能光热转换器件，主要采用外不为玻璃管，内部为不锈钢金属管，内部抽真空，实现太阳能的采集；但是该种吸收器价格高，只有少数的企业可以掌握其生产技术；同时蝶式太阳能与塔式太阳能应用的主要技术难题也在于光热转化太阳能转换器件，特别是塔式太阳能，主要由于光热转换器需要在600-1500度的区间进行工作，由于高温所采用的金属器件无法长时稳定的工作，因而塔式的太阳能电站就无法长期的进行工作，因而需要对高温的太阳能光热转换器件改进。 

石英玻璃的光学性能有其独到之处，它既可以透过紫外光谱，是所有透紫外材料最优者，又可透过可见光和近红外光谱。用户可以根据需要，从185-3500m觳ǘ畏段谌我庋≡袼 杵分帧S捎谑2.A透呶拢扰蛘拖凳。任榷ㄐ院茫荨(8)跷啤14.刃浴(7)ㄩ溆挚捎胍话愎庋PAφ敲溃运窃诟髦盅橇映『舷鹿ぷ骶哂懈呶榷ǘ裙庋低车谋夭豢缮俚墓庋P牧稀J2.Ay娜扰蛘拖凳。？.5？0^-7/℃，只有普通玻璃的1/12-1/20。部标准规定将试样的灼烧到1200℃后急速投到冷水中，反复三次以上不允许炸裂，石英玻璃加入适量钛元素后还可做成零膨胀系数的材料，由于石英器件的众多的优势，将石英器件应用于太阳能利用，特别是中高温的太阳能光热转化，将是解决中高温太阳能采集的可行的技术方法。 

任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称之为热辐射。为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家们定义了一种理想物体抓黑体(black body)，以此作为热辐射研究的标准物体。所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收，既没有反射，也没有透射(当然黑体仍然要向外辐射)。黑洞也许就是理想的黑体.基尔霍夫辐射定律(Kirchhoff)，在热平衡状态的物体所辐射的能量与吸收的能量之比与物体本身物性无关，只与波长和温度有关。绝对黑体：只有吸收，没有反射。只开有一个小口的空腔，对于射入其中的光，可以完全吸收，故该空腔的开口可以作为绝对黑体。

结合石英以及黑体的特性，可以设计出新的更高效率的太阳能转换器件。 

发明内容

本发明的目的就是提供一种黑体的太阳能光热转换器件，将太阳能转换器件设置为黑体结构，即设置为具有一个线性开口的腔体的柱体，开口部位为一个长槽，太阳能光热转换涂层设置在黑体的内部壳体表面上，太阳光通过开口部位照射进入到黑体内，实现太阳能的转换与利用。这样可以实现将太阳光通过开口部位射入到腔体后最大程度的将太阳光进行吸收和转化，减少现有其他结构的反射、折射、透射等损失，提高转换效率。 

采样石英材料、塑料、金属、玻璃等不同的材料制造黑体，将现有的低温太阳能光热转换采真空玻璃管技术的材料可以选择更多种类，进而可以降低成本，提高效率。 

采样设置不同的太阳能镜将太阳能光进行反射、折射、投射，将太阳能光摄入到黑体中，可以实现不同温度的太阳能采集，特别是适合于中高温的太阳能采集及利用，更适合于槽式、塔式、蝶式太阳能的采集和利用。