[发明专利]太阳能接收器、集热系统以及太阳能转化成热能的方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能设备领域，且尤其涉及一种太阳能接收器。

背景技术

在塔式太阳能热发电系统中，太阳能接收器是实现塔式太阳能热发电最为关键的核心技术，它将定日镜所捕捉、反射、聚焦的太阳能直接转化为可以高效利用的高温热能，为发电机组提供所需的热源或动力源，从而实现太阳能热发电的过程。目前，不少国家相继投资对该技术的研究，起步较早的欧、美及以色列等国在该技术上已经取得重大突破。国际上现有的塔式太阳能接收器主要分为间接照射接收器和直接照射接收器两大类。

塔式太阳能接收器，分为间接照射和直接照射，间接太阳能接收器也称为外露式太阳能接收器，其主要特点是接收器向载热工质的传热过程不发生在太阳照射面，工作时聚焦入射的太阳能先加热受热面，受热面升温后再通过壁面将热量向另一侧的工质传递。管状接收器属于这一类型。如图1，图1为现有技术管状接收器的结构示意图，管状接收器32由若干竖直排列的管子31组成，这些管子31呈环形布置，形成一个圆筒体，管外壁涂以耐高温选择性吸收涂层，通过塔体周围定日镜聚焦形成的光斑直接照射在圆筒体外壁，以辐射方式使得圆筒体壁温升高；而载热工质从竖直管内部流过，在管内表面，热量以导热和对流的方式从壁面向工质传输，从而使载热工质获得热能成为可加以利用的高温热源。这种接收器可采用水、熔盐、空气等多种工质，流体温度一般在100～600℃间，压力≤120atm。

管状太阳能接收器的优点是它可以接收来自塔四周360°范围内定日镜反射、聚焦的太阳光，有利于定日镜镜场的布局设计和太阳能的大规模利用；但是，由于其吸热体外露于周围环境之中，存在着较大的热损失，因此接收器热效率相对较低。管状太阳能接收器的应用代表是美国的塔式热发电电站Solar One和Solar Two，两者均采用管状太阳能接收器，两者的主要区别在于流经接收器的载热工质不同，分别为水和熔盐。

直接照射太阳能接收器，也称空腔式接收器，这类接收器的共同特点是接收器向工质传热与入射阳光加热受热面在同一表面发生，同时，空腔式接收器内表面具有几近黑体的特性，可有效吸收入射的太阳能，从而避免了选择性吸收涂层的问题。直接照射太阳能接收器主要包括无压腔体式接收器和有压腔体式接收器两种。采用这类接收器时，由于阳光只能从其窗口方向射入，定日镜场的布置受到一定的限制。

发明内容

本发明目的在于提供一种太阳能接收器、集热系统以及太阳能转化成热能的方法，用以克服现有技术中太阳能接收器热损失较大以及定日镜场的布置受到限制的问题。

为了实现上述目的，本发明提出一种太阳能接收器，包括多个接收器单元，每个所述接收器单元均由吸热管构成，所述吸热管螺旋排布形成所述接收器单元的腔体，所述腔体一端设有一开口。

可选的，多个所述接收器单元位于同一平面上以构成所述太阳能接收器。

可选的，多个所述接收器单元位于同一曲面上以构成所述太阳能接收器。

可选的，所述曲面为一平滑的凸面。

可选的，所述曲面为一平滑的凹面。

可选的，所述接收器单元还包括一透明盖体，所述透明盖体覆盖于所述开口。

可选的，所述透明盖体材料为石英玻璃、高硅氧玻璃、钠钙玻璃、铅硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃或磷酸盐玻璃。

可选的，所述透明盖体的厚度小于等于10毫米。

可选的，所述透明盖体位于腔体内的一面贴有红外反射薄膜。

可选的，所述透明盖体的两面均贴有增透膜。

可选的，所述透明盖体为平板状。

可选的，多个所述接收器单元的透明盖体位于同一平面上。

可选的，所述接收器单元的开口直径的范围为10厘米至50厘米。

可选的，所述接收器单元的开口直径为10厘米、20厘米、30厘米、40厘米或50厘米。

可选的，所述接收器单元的腔体的深度和开口直径的尺寸比例范围为1∶3至3∶1。

可选的，所述接收器单元的腔体的深度和开口直径的尺寸比例为1∶3、1∶2、1∶1、2∶1或3∶1。

可选的，所述吸热管的材料为碳素钢或合金钢。

可选的，所述吸热管表面涂有太阳光选择性吸收涂膜。

可选的，所述腔体的开口形状为正方形、长方形、圆形或正六边形。

可选的，所述接收器单元在与开口相对的另一端设有一反射体，所述反射体延伸至所述腔体内，所述反射体为三角锥形。

可选的，所述接收器单元外部设有一壳体，且所述壳体与所述吸热管之间设有绝热保温层。