[实用新型]基于光跟踪系统真空隔热的太阳能光热转换装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及太阳能中高温利用(新能源与节能技术之太阳能发电/供暖)领域中的一种基于光跟踪系统真空隔热的太阳能光热转换装置，并涉及菲涅尔线聚焦、光热转换与热损控制，构件包括菲涅尔线聚焦透镜、转接架、带有特定曲面的真空玻璃管、耐压高导热集热管。

背景技术

地球表面太阳辐射能总量丰富，但由于其所特有的分散性、能量的低密度性，又使具体一个地理位置太阳能的资源程度，对于工业利用而言却又显得远不够高。鉴于此，对分散的太阳能集中，将低密度的辐射能聚焦等解决方案就成了太阳能中高温利用的前提条件。现有的能实现集热与聚焦功能的装置或构件有闭式的太阳能真空管、开式反射太阳灶、槽式弧面玻璃反射线聚焦装置和开式菲涅尔太阳能线聚焦集热装置等。其共同缺点是集热效率低和热损失大，如此使热输出温度达不到工业应用所需求的高品位，形成这一结果的基本原因就是，它们聚焦的光斑尺寸相对来说过于大，开式结构(对流空气存在)使热损失过于严重。因此，研制开发一种基于光跟踪系统真空隔热的太阳能光热转换装置一直是太阳能中高温利用领域急待解决的课题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于光跟踪系统真空隔热的太阳能光热转换装置，该装置通过对菲涅尔线聚焦透镜、优选的几何聚焦比、闭式结构+真空隔热、集热管表面涂低发射率-高吸收比涂料以及集热管内工质相变换热等构件、工艺及尺寸要素等进行合理配置与组态，以最大限度弥补前述现有光热转换装置所存在的不足或缺陷，让太阳光呈线性集聚且光斑直径(在闭式结构内)尽可能地小，进而使热损失尽可能地低，热输出品位尽可能地高-从而达到热能的工业级水准。

本实用新型的目的是这样实现的：一种基于光跟踪系统真空隔热的太阳能光热转换装置，包括菲涅尔线聚焦透镜、转接架、带有特定曲面的真空玻璃管、耐压高导热集热管，菲涅尔线聚焦透镜通过转接架安装在带有特定曲面的真空玻璃管上，并让光斑与耐压高导热集热管的表面上缘重合，且转接架的上下端面分别与菲涅尔线聚焦透镜下表面和带有特定曲面的真空玻璃管的特定曲面吻合，用与其相容的结构胶带粘接而成，转接架的数量与间距视菲涅尔线聚焦透镜不发生自由挠度变型为准；菲涅尔线聚焦透镜是非成像-线聚焦-透光镜，几何聚焦比＞50，光斑直径≤2mm，用于太阳能平行光的线聚集；带有特定曲面的真空玻璃管朝向菲涅尔线聚焦透镜的玻璃曲面为特制-且该表面的任何一点的切线与此点的聚焦线垂直；隔热采用基于线型-小光斑尺寸的闭式结构且确保真空隔绝。

本实用新型的要点在于它的结构。工作原理是，利用线聚焦-高几何聚焦比-菲涅尔透镜来实现太阳能的高质量线聚焦，令其光斑直径≤2mm；如此可使离散的-低密度的太阳辐射能有效集聚在极小的线形空间内，为接下来的热转换、热隔绝与热输送奠定基础；选用铜质-耐压-表面涂低发射率-高吸收比涂料-内有工质导管来完成被线聚焦于极小空间内太阳辐射能的光热转换以及热传输；如此可让热转换效率很高，转换的热能品位很高，缘于热辐射而形成的热损最小，热隔绝的成本最低；采用真空绝热工艺来担当对已完成很高品位热能的隔绝，如此能让整体的光热转换效率保持在高值，并让由太阳辐射能转换过来的热能品位维持在最合理水平。本发明在构思上也集合了多项成熟技术与工艺，比如：真空玻璃管选用低膨胀率、耐高温、高强度、高硬度、高透光率和高化学稳定性的高硼硅玻璃，且表面涂双层减反射涂层；玻璃管与集热金属管之间采用可伐合金及不锈钢波纹管封接；集热管外表面涂光选择性涂料，且吸收比≥95%，发射率≤20%(300℃)；其它相关材料、结构与组件的技术指标均应满足国家标准，真空管内的绝对压力≤5x10^-3Pa等等。

基于光跟踪系统真空隔热的太阳能光热转换装置与现有技术相比，具有对太阳辐射能热聚集与热转换效率高，让太阳能形成较高的热通量而获得较高的热转换效率，光聚集体形态工整-集热密度高、热损低-结构轻便适于单元布设与总体安装，且输出的热能品位高-应用范围广等优点，可广泛应用于太阳能中高温利用领域。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2 是图1的左视图。

具体实施方式：