[发明专利]十字变焦太阳能热发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能的利用，特别是将太阳能转换热能后的发电。

背景技术

光热发电主要包括五种型式：塔式发电(power tower system)、槽式发电(trough system)、盘式发电(dish system)、太阳池发电(basin system)和热气流发电，塔式太阳能热发电系统也称集中型太阳能热发电系统。它是利用众多的平面反射镜阵列，将太阳辐射反射到置于高塔顶部的太阳能接收器上，加热工质产生过热蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电，从而将太阳能转化为电能。槽式太阳能热发电系统亦即槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统，也称分散型太阳能热发电系统。它是将众多的槽型抛物面聚光集热器，经过串并联的排列，从而可以收集较高温度的热能，加热工质，产生过热蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。一种类型的盘式太阳能热发电系统，以单个旋转抛物面集热盘和位于其聚焦处的活塞式斯特林发电机(stirling engine generator)构成。每一个盘式太阳能热发电装置的单个功率较小，可以分散独立发电。太阳池实质上是一个含盐量具有一定浓度的盐水池，盐池里的水在竖直方向具有一定的盐度梯度，上部是新鲜水，底部是较重的盐水，太阳光透过盐池上部的水到达底部，加热底部的盐水，然后在不扰乱破坏太阳池水主体、维持池内所需密度梯度的情况下，用泵从池底抽出已被加热的盐水，通过热交换器换热后，再送回池底。太阳池热发电即是应用太阳池的特性，将天然盐水湖建成太阳池，即是一个巨大的平板太阳集热器，利用它吸收太阳能，在通过热交换器加热低沸点工质产生过热蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。太阳能热气流发电是在以大地为吸热材料的巨大蓬式地面太阳空气集热器的中央，建造高大的竖直烟囱，烟囱的底部在空气集热器透明盖板的下面开吸风口，上面安装风轮，地面空气集热器根据温度效应产生热空气，从吸风口进入烟囱，形成热气流，驱动安装在烟囱内的风轮带动发电机发电。目前只有槽式已经商业化，其他的都在实验之中，可见其中的技术含有很多的改进和不足，需要采用更先进的技术和材料来实现对太阳能的利用，以便使太阳能的热电成为一种切实可行的技术方法，实现对太阳能的利用。

发明内容

本发明的目的就是采用透镜、反射镜和热管技术来实现对太阳能的热发电，主要采用透镜或透镜与反射镜的组合，将太阳能进行收集，通过热管对高热流密度的热量进行吸收和传递，将其转换为一种流体的热能后，利用发电设备实现热能转化为电能，从而实现对太阳能的热利用，本发明特别是采用热管实现吸热、传热、换热及热能储存利用。

具体发明内容如下

一种光学镜热管太阳能热发电系统，

含有至少一组光学镜1以及至少一组热管2，光学镜1将太阳能的收集后照射到热管的蒸发端4，热管吸收太阳能后将太阳能转化为热能；

一组跟踪支架，光学镜1设置在跟踪支架上，热管2设置在跟踪支架上或支架外；

至少一个换热器件，实现系统内部的传热、换热；

至少一个热能转换为电能的装置，将热能转换为电能；

还至少包括一个蓄热器22，将热能进行储存；

在蓄热器内用于储存热能的蓄热材料为至少下列一种：

导热油、相变材料、砂石、金属、陶瓷。

在光学镜1跟踪太阳转动时，使太阳能利用设备与地面相对静止或固定跟踪支架的区域保持相对静止；

采用下列架构之一，使得在光学镜运动时，使热能利用设备与地面相对静止或固定跟踪支架的区域保持相对静止；

A、在跟踪支架7上与地面相垂直的部分上设置有一个可以沿水平方向转动的轴6，在轴6上连接有一个光学镜支架3，光学镜1设置在光学镜支架上，光学镜1及其支架可以以轴6为圆心进行水平旋转，同时，光学镜还可以以轴与光学镜支架的联结点为圆心，以光学镜支架为半径垂直旋转，太阳能利用设备2设置在跟踪支架上的转动轴6的上端或下端，在光学镜跟踪太阳转动时，使太阳能利用设备2与地面或固定跟踪支架的区域保持相对静止，此种结构称为转盘跟踪结构；

B、至少有一个平行轴19与地球自转轴平行，光学镜1安装在此轴上，并可以沿此平行轴与地球自转相同的角度转动，还设置有一个与平行轴相垂直的垂直轴20，平行轴和垂直轴相互交叉，平行轴和/或垂直轴安装在支架上，太阳能利用设备2设置在两个相互垂直轴的交点或其附近，在光学镜跟踪太阳的过程中，使得光学镜的焦点始终处于两个轴的交叉区域，此种结构成为十字跟踪结构；

对于转盘跟踪结构或十字跟踪结构，还设置有太阳能跟踪设备，太阳能跟踪设备选自下列一种：

对于盘式跟踪结构，采用的跟踪方法为：