一種提高太陽能熱發(fā)電效率的方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高太陽能熱發(fā)電效率的方法，包括如下步驟：1）將人工黑體乳化液通過放置在太陽能吸收箱（3）內(nèi)的聚焦加熱器（4）聚焦發(fā)熱產(chǎn)生高溫；2）蒸發(fā)液蒸發(fā)器（6）內(nèi)的蒸發(fā)液遇到高溫時(shí)瞬時(shí)由液態(tài)變成氣態(tài)，增大氣壓；3）補(bǔ)償加熱器（7）加熱，加壓；4）通過壓力平衡罐（9）平衡氣壓，驅(qū)動(dòng)氣體發(fā)動(dòng)機(jī)（12）帶動(dòng)發(fā)電機(jī)（13）發(fā)電。本發(fā)明同時(shí)還公開了一種提高太陽能熱發(fā)電效率的設(shè)備。本發(fā)明利用人工黑體乳化液作為吸收太陽能輻射熱的載體，通過聚焦加熱，對(duì)蒸發(fā)工質(zhì)進(jìn)行熱交換，從而提高太陽能熱發(fā)電效率。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能提高太陽能熱輻射的吸收與轉(zhuǎn)換，提高太陽能熱發(fā)電效率；且制造和使用成本低。
【專利說明】一種提局太陽能熱發(fā)電效率的方法及設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能熱發(fā)電，具體是一種提高太陽能熱發(fā)電效率的方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能是一種非燃料再生能源，來自地球以外，是一取之不盡，用之不竭的潔凈新能源。我國是太陽能資源非常豐富的國家之一。全國各地年太陽輻射總量為928 -2333kw.h / m%2/3的土地面積年日照量都在2000-3300小時(shí)，絕大多數(shù)地區(qū)年平均輻射量在4kw.h /1112，有的高達(dá)71?.!! / rtf，可以說太陽能是一個(gè)巨大的綠色能源庫。
[0003]但目前太陽能的利用效率還很低，平板太陽能光伏發(fā)電效率在16%左右，太陽能熱發(fā)電在17%-18%之間，因此,提高太陽能熱發(fā)電效率還有很大的空間,充分發(fā)揮太陽能的作用，對(duì)節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境和資源，造福于人類有著十分重要的意義。
[0004]黑體是一種理論上的理想物體，其吸收比a=l，這意味著它能夠全部吸收太陽發(fā)出各種波長的電磁波輻射，自然界中黑體是不存在的。但是，我們可以人工模擬制造這種黑體，以提高太陽能輻射吸收與轉(zhuǎn)換，達(dá)到提高太陽能熱發(fā)電效率的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種提高太陽能熱發(fā)電效率的方法及設(shè)備，這種方法和設(shè)備能有效提高太陽能熱發(fā)電效率，且制造和使用成本低。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:
一種提高太陽能熱發(fā)電效率的設(shè)備，包括蒸發(fā)液儲(chǔ)罐、太陽能吸收箱、補(bǔ)償加熱器和壓力平衡罐，所述的太陽能吸收箱內(nèi)設(shè)有聚焦加熱器、人工黑體乳化液、蒸發(fā)液蒸發(fā)器；蒸發(fā)液儲(chǔ)罐、太陽能吸收箱、補(bǔ)償加熱器、壓力平衡罐順序連通。
[0007]所述蒸發(fā)液儲(chǔ)罐與太陽能吸收箱通過輸送泵連通。
[0008]所述補(bǔ)償加熱器與壓力平衡罐通過單向閥連通。
[0009]設(shè)有溢流閥與壓力平衡罐連通。
[0010]所述的溢流閥通過順序連通的風(fēng)冷卻器、水冷凝器與蒸發(fā)液儲(chǔ)罐連通。
[0011]氣體發(fā)動(dòng)機(jī)通過順序連通的風(fēng)冷卻器、水冷凝器與蒸發(fā)液儲(chǔ)罐連通。
[0012]水冷凝器通過壓力調(diào)節(jié)閥與蒸發(fā)液儲(chǔ)罐連通。
[0013]設(shè)有第一黑體乳化液儲(chǔ)熱器與太陽能吸收箱連通。
[0014]設(shè)有第二黑體乳化液儲(chǔ)熱器與補(bǔ)償加熱器、太陽能吸收箱連通。
[0015]所述的壓力平衡罐與蓄能器連通。
[0016]一種提高太陽能熱發(fā)電效率的方法，包括如下步驟:
1)將人工黑體乳化液通過放置在太陽能吸收箱內(nèi)的聚焦加熱器聚焦發(fā)熱產(chǎn)生高溫；
2)蒸發(fā)液蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)液遇到高溫時(shí)瞬時(shí)由液態(tài)變成氣態(tài)，增大氣壓；
3)補(bǔ)償加熱器加熱，加壓；
4)通過壓力平衡罐平衡氣壓，驅(qū)動(dòng)氣體發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。[0017]所述的人工黑體乳化液是按人工黑體、乳化油的百分配比為人工黑體95-99份、乳化油1-5份乳化而成。
[0018]所述的人工黑體為符合吸收太陽輻射發(fā)出的波長0.2um-3um之間的黑度為0.95-0.98、亞微米級(jí)硬質(zhì)活性碳。
[0019]所述的乳化油為比熱是I千卡/ kg.°C、在300 V - 400 V高溫不老化流動(dòng)粘性油類物質(zhì)，例如硅油。
[0020]人工黑體乳化液通過放置在太陽能吸收箱內(nèi)的聚焦加熱器聚焦發(fā)熱產(chǎn)生高溫、蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)液遇到高溫時(shí)瞬時(shí)由液態(tài)變成氣態(tài)，增大氣壓，再通過補(bǔ)償加熱器加熱，力口壓、平衡氣壓后驅(qū)動(dòng)氣體發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，做功后的氣體冷凝，循環(huán)使用。
[0021]本發(fā)明利用人工黑體乳化液作為吸收太陽能輻射熱的載體，通過聚焦加熱，對(duì)蒸發(fā)工質(zhì)進(jìn)行熱交換，從而提高太陽能熱發(fā)電效率。
[0022]這種方法的優(yōu)點(diǎn)是能提高太陽能熱輻射的吸收與轉(zhuǎn)換，達(dá)到提高太陽能熱發(fā)電效率的目的；且制造和使用成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為實(shí)施例中提高太陽能熱發(fā)電效率的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中，1.蒸發(fā)液儲(chǔ)罐2.輸送泵3.太陽能吸收箱4.聚焦加熱器5.人工黑體乳化液6.蒸發(fā)液蒸發(fā)器7.補(bǔ)償加熱器8.單向閥9.壓力平衡罐10.蓄能器11.溢流閥
12.氣體發(fā)動(dòng)機(jī)13.發(fā)電機(jī)14.風(fēng)冷卻器15.水冷凝器16.壓力調(diào)節(jié)閥17.第一黑體乳化液儲(chǔ)熱器18.第二黑體乳化液儲(chǔ)熱器。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步闡述，但不是對(duì)本發(fā)明的限定。
[0026]實(shí)施例:
如圖1所示，一種提高太陽能熱發(fā)電效率的設(shè)備，包括蒸發(fā)液儲(chǔ)罐1、太陽能吸收箱3、補(bǔ)償加熱器7和壓力平衡罐9，所述的太陽能吸收箱3內(nèi)設(shè)有聚焦加熱器4、人工黑體乳化液5、蒸發(fā)液蒸發(fā)器6 ;蒸發(fā)液儲(chǔ)罐1、太陽能吸收箱3、補(bǔ)償加熱器7、壓力平衡罐9順序連通。
[0027]使用時(shí)，氣體發(fā)動(dòng)機(jī)12與壓力平衡罐9連通，由壓力平衡罐9內(nèi)的氣體推動(dòng)氣體發(fā)動(dòng)機(jī)12做功,帶動(dòng)發(fā)電機(jī)13發(fā)電。
[0028]所述蒸發(fā)液儲(chǔ)罐I與太陽能吸收箱3通過輸送泵2連通。
[0029]所述補(bǔ)償加熱器7與壓力平衡罐9通過單向閥8連通。
[0030]設(shè)有溢流閥11與壓力平衡罐9連通。
[0031]所述的溢流閥11通過順序連通的風(fēng)冷卻器14、水冷凝器15與蒸發(fā)液儲(chǔ)罐I連通。
[0032]氣體發(fā)動(dòng)機(jī)12通過順序連通的風(fēng)冷卻器14、水冷凝器15與蒸發(fā)液儲(chǔ)罐I連通。以便于收集做功后的氣體冷凝成蒸發(fā)液液體，循環(huán)使用，降低使用成本。
[0033]水冷凝器15通過壓力調(diào)節(jié)閥16與蒸發(fā)液儲(chǔ)罐I連通。
[0034]設(shè)有第一黑體乳化液儲(chǔ)熱器17與太陽能吸收箱3連通。
[0035]設(shè)有第二黑體乳化液儲(chǔ)熱器18與補(bǔ)償加熱器7、太陽能吸收箱3連通。[0036]所述的壓力平衡罐9與蓄能器10連通。
[0037]一種提高太陽能熱發(fā)電效率的方法，包括如下步驟:
1)將人工黑體乳化液通過放置在太陽能吸收箱3內(nèi)的聚焦加熱器4聚焦發(fā)熱產(chǎn)生高
溫；
2)蒸發(fā)液蒸發(fā)器6內(nèi)的蒸發(fā)液遇到高溫時(shí)瞬時(shí)由液態(tài)變成氣態(tài)，增大氣壓；
3)補(bǔ)償加熱器7加熱，加壓；
4)通過壓力平衡罐9平衡氣壓，驅(qū)動(dòng)氣體發(fā)動(dòng)機(jī)12帶動(dòng)發(fā)電機(jī)13發(fā)電。
[0038]所述的人工黑體乳化液是按人工黑體、乳化油的百分配比為人工黑體95-99份、乳化油1-5份乳化而成。
[0039]所述的人工黑體為符合吸收太陽輻射發(fā)出的波長0.2um_3um之間的黑度為
0.95-0.98、亞微米級(jí)硬質(zhì)活性碳。
[0040]所述的乳化油為比熱是I千卡/ kg.°C、在300 V - 400 V高溫不老化流動(dòng)粘性油類物質(zhì)，例如硅油。
[0041]具體地:
(O太陽能福射面積I `m2,太陽能福射能量4kw.h / m2,人工黑體乳化液15 kg,比熱I千卡/ kg.°C，液溫20°C，環(huán)境溫度30°C，風(fēng)力；2級(jí)，測(cè)試時(shí)間連續(xù)3小時(shí)；
(2)測(cè)試結(jié)果:人工黑體乳化液溫度380°C，蒸氣溫度225°C，壓力25kg/ cm2，蒸汽流量 0.7L / S ;
(3)總吸熱量:15kgXI千卡/ kg.°C X ( 380 V -20 V ) = 5400千卡拆算功率N=5400 千卡 / 860 千卡=6.28kw /3 小時(shí)=2.09kw/h ；
(4)功率換算作功:
25kg.f / cm2 X0.7L / S XlOm /L/ 102kgf.m.s = 1.72kw / h ；
(5)計(jì)算活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)作功:
N=PFHr / 6120=25kg /cm2 X 28.26cm2 X 0.15mX330r.p.m / 6120=1.72kw.hN =功率(KW)，P=氣體壓力，F(xiàn) =活塞截面積，H =活塞行程，r=轉(zhuǎn)速/分鐘，排量=127c m3 / r ,700mlX 60s / 127ml=330r.p.m ；
(6)機(jī)械效率按85 %，1.71kw / hX85 % = 1.45kw / h ；
(7)本發(fā)明太陽能熱發(fā)電效率為:1.45kw / h / 4kw.h / m2 =36.25% ；
(8)太陽能熱能轉(zhuǎn)化率:2.09kw / 4kw =52.25 % ；
(9)效果:是太陽能光伏發(fā)電的1.45kw / 0.64kw = 2.27 (倍)、是太陽能熱發(fā)電的
1.45kw /0.68w=2.13 (倍)。
【權(quán)利要求】
1.一種提高太陽能熱發(fā)電效率的設(shè)備，其特征是，包括蒸發(fā)液儲(chǔ)罐(I)、太陽能吸收箱(3)、補(bǔ)償加熱器(7)和壓力平衡罐(9)，所述的太陽能吸收箱(3)內(nèi)設(shè)有聚焦加熱器(4)、人工黑體乳化液(5)、蒸發(fā)液蒸發(fā)器(6);蒸發(fā)液儲(chǔ)罐(I)、太陽能吸收箱(3)、補(bǔ)償加熱器(7)、壓力平衡罐(9)順序連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高太陽能熱發(fā)電效率的設(shè)備，其特征是，所述蒸發(fā)液儲(chǔ)罐(I)與太陽能吸收箱(3)通過輸送泵(2 )連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高太陽能熱發(fā)電效率的設(shè)備，其特征是，設(shè)有溢流閥(11)與壓力平衡罐(9)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高太陽能熱發(fā)電效率的設(shè)備，其特征是，所述的溢流閥(II)通過順序連通的風(fēng)冷卻器(14)、水冷凝器(15)與蒸發(fā)液儲(chǔ)罐(I)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高太陽能熱發(fā)電效率的設(shè)備，其特征是，氣體發(fā)動(dòng)機(jī)(12)通過順序連通的風(fēng)冷卻器(14)、水冷凝器(15)與蒸發(fā)液儲(chǔ)罐(I)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高太陽能熱發(fā)電效率的設(shè)備，其特征是，設(shè)有蓄能器(10)與所述的壓力平衡罐(9)連通。
7.一種提高太陽能熱發(fā)電效率的方法，其特征是，包括如下步驟: 1)將人工黑體乳化液通過放置在太陽能吸收箱(3)內(nèi)的聚焦加熱器(4)聚焦發(fā)熱產(chǎn)生高溫； 2)蒸發(fā)液蒸發(fā)器(6)內(nèi)的蒸發(fā)液遇到高溫時(shí)瞬時(shí)由液態(tài)變成氣態(tài)，增大氣壓； 3)補(bǔ)償加熱器(7)加熱，加壓； 4)通過壓力平衡罐(9)平衡氣壓，驅(qū)動(dòng)氣體發(fā)動(dòng)機(jī)(12)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(13)發(fā)電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的提高太陽能熱發(fā)電效率的方法，其特征是，所述的人工黑體乳化液是按人工黑體、乳化油的百分配比為人工黑體95-99份、乳化油1-5份乳化而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的提高太陽能熱發(fā)電效率的方法，其特征是，所述的人工黑體為符合吸收太陽輻射發(fā)出的波長0.2um-3um之間的黑度為0.95-0.98、亞微米級(jí)硬質(zhì)活性碳。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的提高太陽能熱發(fā)電效率的方法，其特征是，所述的乳化油為比熱是I千卡/ kg.°C、在300 V - 400 V高溫不老化流動(dòng)粘性油類物質(zhì)，例如硅油。
【文檔編號(hào)】C09K5/10GK103758713SQ201410019726
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】莫家群, 莫宇 申請(qǐng)人:莫家群