[实用新型]旋转地球仪高倍聚能风光双效发电装置

说明书

技术领域：

本实用新型为一种旋转地球仪高倍聚能风光双效发电装置，属太阳能和风能应用新领域。 

背景技术：

由于二氧化碳过度排放对地球环境的深度恶化，全球掀起了低碳经济风暴。风能、潮汐能、地热能，尤其是太阳能的研究开发面临前所未有的机遇。资料显示：太阳直径139.3×10⁴km，是地球直径的109倍，质量1.989×10³⁰kg，为地球质量的33×10⁴倍。太阳中心区不停地进行热核反应，其核心温度156×10⁵℃，表面温度5800℃，并每秒钟向宇宙空间辐射约3.83×10²⁶J/s的能量，虽然日地平均距离15×10⁷km，但地球表面仍能接收到其中22亿分之一的辐射能量，仅此22亿分之一，就相当于太阳每年无偿馈送给地球1亿座100亿度的核电厂。正是由于太阳辐射到地球的光和热，才有了地球万物的休养生息，才有了人类的智慧和文明。因此，积极开发和利用太阳能，较之地球上各种生物加化石能源的总和，太阳能是取之不尽，用之不竭的可再生清洁能源。 

我国幅员辽阔，地处阳光充沛的亚热带地区，陆地面积每年接收的太阳辐射总量在3.3×10³～8.4×10⁶kJ/m²a之间，相当于2.4×10⁴亿吨标准煤。全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时，能量在5×10⁶kJ/m²a以上。著名美国华裔科学家朱棣文博士经论证后说：“即使全用太阳能发电来满足全球能源需求，所需的面积也不过才占全部海洋面积2.3％或全部沙漠面积的51.4％。如此丰富的太阳能资源，对开发利用太阳能提供了得天独厚的物质条件。 

人类对太阳能的开发利用由来已久，采用冷、热水密度差自然循环换热的玻璃真空管太阳能热水器广泛应用于居室采暖、洗浴，是迄今为止开发利用最成功，应用范围最广的太阳能产品。但该种换热方式存在容量小、受太阳能供应不连续的制约。 

光伏发电规模越来越大，但由于占地面积大，耗材多，成本居高不下，处于国家热，用户冷，举债经营的两难境地。 

自上世纪以来，太阳能碟式、槽式、塔式热发电方兴未艾，但同样受到发电成本的制约。 

影响太阳能利用的制约瓶颈一是太阳能能流密度低，需要大面积光学反射装置和接收装置；二是太阳能利用效率低，年净发电效率不超过15％；三是太阳能供应不连续、不稳定。上述三点制约都需要在系统中增加庞大的聚能、接受、蓄热装置和管路系统，导致太阳能发电投资成本明显高于常规发电投资成本。在两者价格体系相差悬殊的情况下，太阳能发电技术难以冲破利益的诱惑，形成商业化开发规模。因此，只有攻克低成本高效聚能和热电转化的技术瓶颈，才能加快太阳能利用的商业化发展。 

上述制约因素影响了太阳能利用的普及和推广，亟待开发一种聚能式太阳能发电装置，解决工厂、企业和家家户户的用电、采暖、洗浴、饮用、制冷需求，推动太阳能利用的进步和发展。 

近年来，一种“聚能光斑”理论引起广泛关注。研究表明：一个直径1m，面积0.78m²，温度在2000℃左右的太阳能“聚能光斑”，其光热发电量可供2万户人家使用1年。即使将光斑直径缩小为20cm，温度在300—400℃之间，也可以安装相当于6kw左右的太阳能聚光电池，年发电量在14000kwh左右，足以解决近10个家庭的日常用电。 

美国19岁少年Eric Jacqmain在普通42英寸卫星信号接收盘上黏满5800多块小玻璃镜面，其焦点温度可达3000-3600℃。该温度远远超出自然界中常见的大部分物体的熔点，足以熔化钢铁、煮沸水泥、瞬间摧毁任何有机材料，被称为“死亡射线”，实际验证了“聚能光斑”理论。 

上述太能能技术和产品的工业性开发及“聚能光斑”理论和“死亡射线”试验，为研发更具创新性和实用性的太阳能技术产品奠定了理论和实践基础。 

发明内容：

发明的探索过程和成功往往只有一步之遥，“集零为整”容易形成大规模、大效益。但在规模与成本的杠杆难于平衡时，“化整为零”却可以收到立竿见影的奇效。本实用新型针对上述太阳能利用效率低、成本高、阳光供应不连续的瓶颈制约，规避光伏发电要上规模，就铺天盖地地铺电池板，太阳能取暖要规模化，就整楼整楼地排集热管的思维定式，转而利用聚光镜群焦共聚形成“聚能光斑”理论，以风动力旋转地球仪为载体，实现风光双效发电，形成千家万户太阳能电气化“集零为整”的规模效益。