[发明专利]一种太阳能高聚光原位储能发电系统及方法

权利要求书

1.一种太阳能高聚光原位储能发电系统，其特征在于，包括太阳能高倍聚光单元、热传输单元、原位星壤热量存储单元和发电单元，其中，

所述太阳能高倍聚光单元用于将太阳光汇聚成光斑，实施太阳能的传递；所述太阳能高倍聚光单元为二级透镜，包括一级透镜（11）和二级透镜（12），用于逐级汇聚太阳光成光斑，使最终汇聚的光斑照进光热腔（21），太阳能高倍聚光单元的聚光比大于500；

所述热传输单元包括光热腔（21）、热管（22）、强化翅片（24）和导热头（23），光热腔（21）的下端与热管（22）的上端紧密连接，光热腔（21）为经磨砂氧化发黑处理的金属筒形装置；热管（22）的下端与导热头（23）的上端紧密连接，所述光热腔（21）用于收集太阳能高倍聚光单元汇聚的光斑，并将光能转化成热能；所述热管（22）内封装有相变工质，用于强化传热和减小温度梯度；所述导热头（23）为锥形结构，小端与热管（22）下端紧固连接，大端连接至斯特林发电机（41）的冷端，将热管（22）传导的热量向发电单元传递，起到良导体的作用；所述强化翅片（24）分布在热管（22）上，相邻强化翅片（24）之间安装储能蓄热块（31），实施强化翅片（24）在储能蓄热块（31）中的延伸和分布；储能蓄热块（31）通过烧结、熔融、3D打印方式原位利用地外天体星壤制造而成；所述储能蓄热块（31）与热管（22）和强化翅片（24）紧密结合；

所述原位星壤热量存储单元包括储能蓄热块（31），储能蓄热块（31）环抱热管（22），通过地外天体星壤的原位增材制造获得，用于储存热管（22）传递的热能，当光照不足时或夜晚，储能蓄热块（31）能够放热到热管（22），热管（22）把热量传递给导热头（23），导热头（23）再将热量传递到发电单元中用于发电；

所述发电单元包括斯特林发电机（41），斯特林发电机（41）的热端与导热头（23）的下端相连，将接收的热能转换成电能，用于供电。

2.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述太阳能高倍聚光单元包括定日镜（13）和凹面镜（14），定日镜（13）为定向投射太阳光的平面镜，将太阳光反射至凹面镜（14），凹面镜（14）将太阳光汇聚到光热腔（21）。

3.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述热管（22）中的相变工质选择钠、钾或铯中任意一种。

4.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述斯特林发电机（41）的冷端与散热装置（51）相连，与热管（22）传递到斯特林发电机热端的热量形成高低温发电的冷热源，并通过斯特林发电机冷端的散热装置（51）散掉发电热量外的多余热量。

5.一种太阳能高聚光原位储能发电方法，其特征在于，采用权利要求1至4之一所述的一种太阳能高聚光原位储能发电系统，包括如下步骤：

调整太阳能高倍聚光单元的位置，使太阳光汇聚至光热腔（21）；

光热腔（21）吸收太阳光，将光能转换成热能，热量传递至热管（22），一部分热量传递到储能蓄热块（31）中进行储能蓄热，并通过强化翅片（24）增强传热面积，另一部分热量经热管（22）直接传递到导热头（23），由导热头（23）再将热量传到斯特林发电机（41）的热端；

当光照强度不足或夜晚时，储能蓄热块（31）中的热量向热管（22）传递，然后热量传到导热头（23），由导热头（23）再将热量传到斯特林发电机（41）的热端；

斯特林发电机（41）的热端与斯特林发电机（41）的冷端形成高低温热源，在吸热和放热过程中完成膨胀做功发电。