[发明专利]太阳池

说明书

公开了一种太阳池，太阳池包括太阳池主体、流道，换热器，磁体正负极。主体于第一侧和第二侧之间朝向底面的方向上依次布置聚光透射板、上对流层、非对流层和下储热层。太阳光经聚光透射板聚光后射入太阳池中，经过上对流层与非对流层的散射与吸收，部分可见光以及红外光的能量于下储热层转化为热能储存。布置在所述流道中的换热器中的换热流体依次经过非对流层与下储热层，磁体正负极分别布置在所述第一侧和第二侧以形成磁场方向垂直于第一侧和/或第二侧的磁场。

技术领域

本发明涉及一种太阳池集热技术领域，特别是一种太阳池。

背景技术

随着传统化石能源储量及其环境问题的日益加剧，清洁、环保的可再生能源在国家扶持，相关机构不断探索下，在能源架构占比中保持稳定的增长。可再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等，是清洁、安全的新兴能源，在能源供应体系中占有重要地位。其中太阳能作为其主要种类和利用形式之一，具有储量无限、分布广泛、清洁低碳等特点。然而，由于太阳能存在能量密度分散与时空非连续性等特点，使得太阳能的利用存在低效率、高成本和不稳定的技术难点。较低的热力学效率，独立的太阳辐射收集和储存系统导致了太阳能光热、光电系统的高成本，因此建立更经济的太阳能利用系统，研究在集成太阳能辐射收集和储存的同时提高系统效率，具有很大的研究价值。太阳池便是太阳能利用系统中，集收集和储存为一体的典型系统。

典型的太阳池即为内含盐水的池塘，在自然和人工的干预下形成了三层，太阳池最顶层被称为上对流区，盐浓度较低，自然对流强烈，因此温度、盐度梯度较小；其下为非对流层，温度和盐浓度随深度的增加而增加，因浓度梯度对盐水纵向流动抑制，无浮力驱动对流混合，可能存在剪切力驱动的横向混合；其下为下对流层，是盐浓度和温度最高的区域，为能源吸收与储存区。太阳池被用于储热系统源于其非对流层中浓度梯度对自然对流的抑制作用，然而随着上下对流层自然对流的加剧，一部分流体微团将越过非对流层的上下边界对非对流层造成一系列扰动，侵蚀非对流层，从而导致太阳池隔热能力下降，最终不具有储热隔热能力。

在大型太阳池构建过程中，太阳池类型换热性能优化以及日常维护问题极为突出。二十世纪末以及二十一世纪初国内外几个典型大型太阳池均因热水泄露、盐浓度梯度的破坏而停止运行，故而太阳池内稳定性问题极为重要。然而纵观国内外专利、文献，均未有有效、成本低廉的方法提高太阳池内部的稳定性。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种简单高效、稳定可靠且能够广泛适用的一种太阳池。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

一种太阳池包括，

太阳池主体，其包括底面、第一侧和第二侧，

流道，其布置在所述底面、第一侧和第二侧的中下部，所述流道具有螺旋状环绕侧壁，

第一侧和第二侧之间朝向底面的方向上依次布置聚光透射板、上对流层、非对流层和下储热层，其中，太阳光经聚光透射板聚光后射入太阳池中，经过上对流层与非对流层的散射与吸收，一部分可见光以及红外光的能量于下储热层转化为热能储存，

换热器，其布置在所述流道中的换热器，换热器中的换热流体依次经过非对流层与下储热层，

磁体正负极，其分别布置在所述第一侧和第二侧以形成磁场方向垂直于第一侧和/或第二侧的磁场。

所述的太阳池中，太阳池内包括含氯化钠的溶液，流体微团流动时切割磁场的磁感线以产生磁感力其中，σ为导电率，为速度场，B₀为微团垂直磁场强度，所述磁感力F方向与流体微团流动方向相反以阻碍流体微团流动。