[发明专利]风力驱动菲涅尔太阳能聚焦热风装置

说明书

技术领域

本发明属于太阳能装置领域，尤其涉及利用菲涅尔透镜聚焦太阳辐射能并将其转换为热能的装置。

背景技术

太阳能是蕴藏丰富、安全、不会威胁人类和破坏环境的能量，是人类最理想的能源。现有技术中利用太阳能聚热发电主要有槽式聚热发电、塔式聚热发电和碟式聚热发电三种方式。槽式聚热发电的聚热方法是利用槽形抛物面反射镜将太阳光聚焦到太阳能集热器对传热工质加热；塔式聚热发电的聚热方法是在很大面积的场地上装有多台大型反射镜，通常称为定日镜，每台都各自配有跟踪机构，准确地将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接收器上，通过接收器对传热工质加热；碟式聚热发电的聚热方法是利用盘状抛物面镜聚焦集热，其结构外形类似于大型抛物面雷达天线。现有技术的的不足是；聚光装置能量转换效率低、结构复杂庞大，换热气流流通需要电力驱动，系统整体能量转换效率低，制约了太阳能发电技术商业化推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用风能驱动空气流通，用菲涅尔透镜聚焦集热，用太阳辐射转换器将空气加热的太阳能聚焦热风装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：风力驱动菲涅尔太阳能聚焦热风装置，包括太阳辐射转换器气流流通驱动系统、菲涅尔透镜聚焦系统和太阳辐射转换器，其特征在于所述太阳辐射转换器气流流通驱动系统是风力驱动系统，风力驱动系统包括风力驱动鼓风机、风力驱动鼓风机出风管、阀门A和冷空气软管，风力驱动鼓风机与风力驱动鼓风机出风管连接，风力驱动鼓风机出风管上设有阀门A，风力驱动鼓风机出风管通过冷空气软管与太阳辐射转换器的冷空气入口相连；所述的菲涅尔透镜聚焦系统包括：菲涅尔透镜、太阳辐射追踪框架、连杆A、连杆B和连杆C，连杆A、连杆B和连杆C是直杆，菲涅尔透镜通过连杆B与太阳辐射追踪框架固定相连，菲涅尔透镜通过连杆A与太阳辐射转换器固定相连，连杆A将菲涅尔透镜与太阳辐射

转换器固定相连；所述太阳辐射转换器包括：石英玻璃板、太阳辐射转换器外壳、泡沫陶瓷、隔板、冷空气入口、热空气出口和保温材料，太阳辐射转换器外壳是筒状壳体，石英玻璃板覆盖在太阳辐射转换器外壳上端部，隔板是平板，隔板置于太阳辐射转换器外壳内，将太阳辐射转换器外壳内分成在上部连通的两程，太阳辐射转换器外壳内填充泡沫陶瓷，太阳辐射转换器外壳外覆盖保温材料，冷空气入口和热空气出口设在太阳辐射转换器外壳下端，热空气出口通过热空气软管输出热风。

本发明所述风力驱动菲涅尔太阳能聚焦热风装置，其特征在于所述太阳辐射转换器气流流通驱动系统还包括电力驱动系统，电力驱动系统包括：电力驱动鼓风机、电力驱动风机出风管和阀门B，电力驱动鼓风机与电力驱动风机出风管连接，阀门B置于电力驱动风机出风管上，电力驱动风机出风管并联在冷空气软管上。

本发明所述风力驱动菲涅尔太阳能聚焦热风装置，其特征在于所述风力驱动鼓风机由风力叶轮、风力叶轮轴、变速装置、轴流式压气机、风向定向装置、风速探针、轴承A、变速装置支杆、轴承B，风力驱动鼓风机支柱，风力叶轮通过风力叶轮轴与变速装置左端相连，变速装置右端与压气机轴相连，风向定向装置与轴流式压气机外壳后部固定连接，轴流式压气机外壳通过轴承A与风力驱动鼓风机支柱连接，变速装置下端与变速装置支杆上端刚性连接，变速装置支杆下端通过轴承B与风力驱动鼓风机支柱连接，轴承A和轴承B的连接构成风力驱动鼓风机以风力驱动鼓风机支柱为轴的旋转结构；风速探针布置在风力驱动鼓风机外壳上，用于测量环境风速。

本发明所述风力驱动菲涅尔太阳能聚焦热风装置，其特征在于所述风力驱动菲涅尔太阳能聚焦热风装置还包括控制装置，控制装置是电脑或单板机，风速探针测得的环境风速信号传输到控制装置，控制装置根据预置程序控制电力驱动系统的开闭。

本发明的原理是

应用太阳辐射追踪框架可以追踪太阳辐射入射光线方向的特性，将菲涅尔透镜、太阳辐射转换器和太阳辐射追踪框架通过连杆A、连杆B和连杆C相连，使菲涅尔透镜聚焦太阳辐射成为强能流密度光斑，投射到太阳辐射转换器上。太阳辐射转换器内填装辐射吸收能力强、导热系数大和对流换热性能强的三维网络状结构的泡沫陶瓷多孔介质材料，将聚焦的太阳辐射转换为热能加热泡沫陶瓷多孔介质，泡沫陶瓷多孔介质通过对流换热将热量传递给流通其内的冷空气，产生热风，从热空气出口送出。由于太阳辐射追踪框架可以追踪太阳辐射入射光线方向，保证了入射菲涅尔透镜平面太阳辐射强度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：