專利名稱：一種光學(xué)鏡熱管太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能的利用，特別是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換熱能后的發(fā)電。
背景技術(shù)：
光熱發(fā)電主要包括五種型式塔式發(fā)電(power tower system)、槽式發(fā)電(trough system)、盤(pán)式發(fā)電(dish system)、太陽(yáng)池發(fā)電(basin system)和熱氣流發(fā)電，塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)也稱集中型太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)。它是利用眾多的平面反射鏡陣列，將太陽(yáng)輻射反射到置于高塔頂部的太陽(yáng)能接收器上，加熱工質(zhì)產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，從而將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)亦即槽式拋物面反射鏡太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，也稱分散型太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)。它是將眾多的槽型拋物面聚光集熱器，經(jīng)過(guò)串并聯(lián)的排列，從而可以收集較高溫度的熱能，加熱工質(zhì)，產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。一種類型的盤(pán)式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，以單個(gè)旋轉(zhuǎn)拋物面集熱盤(pán)和位于其聚焦處的活塞式斯特林發(fā)電機(jī)(stirling engine generator)構(gòu)成。每一個(gè)盤(pán)式太陽(yáng)能熱發(fā)電裝置的單個(gè)功率較小，可以分散獨(dú)立發(fā)電。太陽(yáng)池實(shí)質(zhì)上是一個(gè)含鹽量具有一定濃度的鹽水池，鹽池里的水在豎直方向具有一定的鹽度梯度，上部是新鮮水，底部是較重的鹽水，太陽(yáng)光透過(guò)鹽池上部的水到達(dá)底部，加熱底部的鹽水，然后在不擾亂破壞太陽(yáng)池水主體、維持池內(nèi)所需密度梯度的情況下，用泵從池底抽出已被加熱的鹽水，通過(guò)熱交換器換熱后，再送回池底。太陽(yáng)池?zé)岚l(fā)電即是應(yīng)用太陽(yáng)池的特性，將天然鹽水湖建成太陽(yáng)池，即是一個(gè)巨大的平板太陽(yáng)集熱器，利用它吸收太陽(yáng)能，在通過(guò)熱交換器加熱低沸點(diǎn)工質(zhì)產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。太陽(yáng)能熱氣流發(fā)電是在以大地為吸熱材料的巨大蓬式地面太陽(yáng)空氣集熱器的中央，建造高大的豎直煙囪，煙囪的底部在空氣集熱器透明蓋板的下面開(kāi)吸風(fēng)口，上面安裝風(fēng)輪，地面空氣集熱器根據(jù)溫度效應(yīng)產(chǎn)生熱空氣，從吸風(fēng)口進(jìn)入煙囪，形成熱氣流，驅(qū)動(dòng)安裝在煙囪內(nèi)的風(fēng)輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。目前只有槽式已經(jīng)商業(yè)化，其他的都在實(shí)驗(yàn)之中，可見(jiàn)其中的技術(shù)含有很多的改進(jìn)和不足，需要采用更先進(jìn)的技術(shù)和材料來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能的利用，以便使太陽(yáng)能的熱電成為一種切實(shí)可行的技術(shù)方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能的利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是采用透鏡、反射鏡和熱管技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能的熱發(fā)電，主要采用透鏡或透鏡與反射鏡的組合，將太陽(yáng)能進(jìn)行收集，通過(guò)熱管對(duì)高熱流密度的熱量進(jìn)行吸收和傳遞，將其轉(zhuǎn)換為一種流體的熱能后，利用發(fā)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化為電能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能的熱利用，本發(fā)明特別是采用熱管實(shí)現(xiàn)吸熱、傳熱、換熱及熱能儲(chǔ)存利用。
具體發(fā)明內(nèi)容如下一種光學(xué)鏡熱管太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，含有至少一組光學(xué)鏡(1)以及至少一組熱管(2)，光學(xué)鏡(1)將太陽(yáng)能的收集后照射到熱管的蒸發(fā)端(4)，熱管吸收太陽(yáng)能后將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能；一組跟蹤支架，光學(xué)鏡(1)設(shè)置在支撐跟蹤支架上，熱管(2)設(shè)置在支架上或支架外；至少一個(gè)換熱器件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的傳熱、換熱；至少一個(gè)熱能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，將熱能轉(zhuǎn)換為電能；還至少包括一個(gè)蓄熱器(22)，將熱能進(jìn)行儲(chǔ)存；在蓄熱器內(nèi)用于儲(chǔ)存熱能的蓄熱材料為至少下列一種導(dǎo)熱油、相變材料、砂石、金屬、陶瓷；在光學(xué)鏡(1)跟蹤太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使太陽(yáng)能利用設(shè)備與地面相對(duì)靜止或固定跟蹤支架的區(qū)域保持相對(duì)靜止；采用下列架構(gòu)之一，使得在光學(xué)鏡運(yùn)動(dòng)時(shí)，使熱能利用設(shè)備與地面相對(duì)靜止或固定跟蹤支架的區(qū)域保持相對(duì)靜止；A、在跟蹤支架(7)上與地面相垂直的部分上設(shè)置有一個(gè)可以沿水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸(6)，在軸(6)上連接有一個(gè)光學(xué)鏡支架(3)，光學(xué)鏡(1)設(shè)置在光學(xué)鏡支架上，光學(xué)鏡(1)及其支架可以以軸(6)為圓心進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，光學(xué)鏡還可以以軸與光學(xué)鏡支架的聯(lián)結(jié)點(diǎn)為圓心，以光學(xué)鏡支架為半徑垂直旋轉(zhuǎn)，太陽(yáng)能利用設(shè)備(2)設(shè)置在跟蹤支架上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(6)的上端或下端，在光學(xué)鏡跟蹤太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使太陽(yáng)能利用設(shè)備(2)與地面或固定跟蹤支架的區(qū)域保持相對(duì)靜止，此種結(jié)構(gòu)稱為轉(zhuǎn)盤(pán)跟蹤結(jié)構(gòu)；B、至少有一個(gè)平行軸(19)與地球自轉(zhuǎn)軸平行，光學(xué)鏡(1)安裝在此軸上，并可以沿此平行軸與地球自轉(zhuǎn)相同的角度轉(zhuǎn)動(dòng)，還設(shè)置有一個(gè)與平行軸相垂直的垂直軸(20)，平行軸和垂直軸相互交叉，平行軸和/或垂直軸安裝在支架上，太陽(yáng)能利用設(shè)備(2)設(shè)置在兩個(gè)相互垂直軸的交點(diǎn)或其附近，在光學(xué)鏡跟蹤太陽(yáng)的過(guò)程中，使得光學(xué)鏡的焦點(diǎn)始終處于兩個(gè)軸的交叉區(qū)域，此種結(jié)構(gòu)成為十字跟蹤結(jié)構(gòu)；對(duì)于轉(zhuǎn)盤(pán)跟蹤結(jié)構(gòu)或十字跟蹤結(jié)構(gòu)，還設(shè)置有太陽(yáng)能跟蹤設(shè)備，太陽(yáng)能跟蹤設(shè)備選自下列一種對(duì)于盤(pán)式跟蹤結(jié)構(gòu)，采用的跟蹤方法為采用動(dòng)力裝置，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸(6)實(shí)現(xiàn)水平方向的旋轉(zhuǎn)，同時(shí)利用動(dòng)力設(shè)備，驅(qū)動(dòng)垂直旋轉(zhuǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能的跟蹤；對(duì)于十字跟蹤結(jié)構(gòu)，采用的跟蹤方法為采用動(dòng)力裝置，驅(qū)動(dòng)平行軸(19)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于地球自轉(zhuǎn)的跟蹤，同時(shí)利用動(dòng)力設(shè)備，驅(qū)動(dòng)垂直軸(20)旋轉(zhuǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能的高度變化的跟蹤；所采用的動(dòng)力裝置，選自下列之一A、機(jī)械發(fā)條、彈簧、系列孔(17)跟蹤；B、通過(guò)密閉在一個(gè)空間的物質(zhì)，隨著溫度的增大使其壓力的增大，來(lái)推動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)跟蹤，稱為相變驅(qū)動(dòng)裝置；上述A、B兩種跟蹤不需要耗費(fèi)電能，成為無(wú)電驅(qū)動(dòng)；C、通過(guò)固定時(shí)間的運(yùn)動(dòng)，利用電能帶動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)(11)、鏈條機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)跟蹤；D、通過(guò)電或光的傳感器(8、9)的信號(hào)，通過(guò)比較不同部位的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化器件的電流、電壓值和/或光亮度值，由計(jì)算機(jī)或單片機(jī)來(lái)調(diào)整電機(jī)(10)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的跟蹤；上述C、D兩種跟蹤需要耗費(fèi)電能，成為耗電驅(qū)動(dòng)；換熱器件為至少下列一種A、利用流體強(qiáng)制循環(huán)換熱的器件；B、熱管換熱器件；C、換熱器直接換熱；采用下結(jié)構(gòu)之一通過(guò)熱管吸熱、傳熱、換熱A、普通熱管其蒸發(fā)端直接進(jìn)行對(duì)太陽(yáng)能的接收，冷凝端與一個(gè)強(qiáng)制循環(huán)流動(dòng)的流體進(jìn)行換熱；B、整體熱管(23)將多個(gè)光學(xué)鏡對(duì)應(yīng)的不同的熱管的太陽(yáng)能吸熱部分相互并聯(lián)到一個(gè)垂直的管道上，組成為整體熱管的蒸發(fā)端，其共同擁有一個(gè)冷凝端，冷凝端蓄熱器和/或蒸汽鍋爐連接，將熱能進(jìn)行儲(chǔ)存或直接用于產(chǎn)生蒸汽；C、分離式循環(huán)熱管(29)將多個(gè)光學(xué)鏡對(duì)應(yīng)的不同的熱管的太陽(yáng)能吸熱部分進(jìn)行串聯(lián)，組成為一個(gè)共同熱管的蒸發(fā)端，其共同擁有一個(gè)冷凝端，冷凝端蓄熱器和/或蒸汽鍋爐連接，將熱能進(jìn)行儲(chǔ)存或直接用于產(chǎn)生蒸汽；D、可連接熱管(28)通過(guò)熱管的可連接結(jié)構(gòu)將熱管進(jìn)行連接，構(gòu)成熱管的體系；F、脈沖熱管(30)將熱管進(jìn)行串聯(lián)，選取不同的連接段成為冷凝端，構(gòu)成脈沖自震蕩熱管的結(jié)構(gòu)；光學(xué)鏡為至少下列一種A、復(fù)合拋物面反射鏡B、菲尼爾透鏡C、凹、凸透鏡；D、盤(pán)式拋物面反射鏡；E、柱狀拋物面反射鏡；F、菲尼爾反射鏡；熱能轉(zhuǎn)換為電能的系統(tǒng)為至少下列器件之一A、汽輪機(jī)(32)；B、斯特林發(fā)電機(jī)；C、燃汽輪機(jī)
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖示說(shuō)明如下圖中數(shù)字含義為1光學(xué)鏡，2太陽(yáng)能利用設(shè)備，3光學(xué)鏡支架，4熱管蒸發(fā)端，5凹凸型結(jié)構(gòu)，6水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸，7支架，8X方向傳感器，9Y方向傳感器，10電機(jī)，11蝸輪、齒輪機(jī)構(gòu)，12垂直交叉軸，13公共平臺(tái)，14共同驅(qū)動(dòng)設(shè)備，15肋片，16熱轉(zhuǎn)換材料，18配重，19平行軸，20垂直軸，21太陽(yáng)能利用設(shè)備，22蓄熱設(shè)備，23熱管傳熱系統(tǒng)，24強(qiáng)制流體傳熱系統(tǒng)，25蒸汽鍋爐，26強(qiáng)制流體換熱系統(tǒng)，27保溫材料，28可連接熱管，30脈沖熱管，31強(qiáng)制循環(huán)用泵，32汽輪發(fā)電機(jī)；圖示內(nèi)容為


圖1盤(pán)式熱管手動(dòng)跟蹤系統(tǒng)圖2盤(pán)式自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)圖3臺(tái)型十字半自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)圖4盤(pán)式跟蹤陣列圖5立型十字自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)圖6立型十字自動(dòng)跟蹤陣列圖7臺(tái)型十字跟蹤陣列圖8單循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)圖9雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)圖10普通熱管傳熱系統(tǒng)圖11整體熱管傳熱系統(tǒng)圖12分離循環(huán)熱管傳熱系統(tǒng)圖13可連接熱管傳熱系統(tǒng)圖14脈沖熱管傳熱系統(tǒng)此種結(jié)構(gòu)的跟蹤系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為1、采用本發(fā)明公布的太陽(yáng)能的跟蹤系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)將熱管技術(shù)完美的與光學(xué)鏡系統(tǒng)結(jié)合，便于太陽(yáng)能的中高溫的綜合利用；2、可以便于實(shí)現(xiàn)陣列的太陽(yáng)能的利用，實(shí)現(xiàn)不同的太陽(yáng)能產(chǎn)品的高效的大規(guī)模的利用；3、同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)利用熱管技術(shù)，便于構(gòu)成為熱管的網(wǎng)絡(luò)體系，進(jìn)行熱能的高效的傳輸和利用；
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一盤(pán)式熱管手動(dòng)跟蹤系統(tǒng)采用直徑為1.2米的菲尼爾透鏡(1)，熱管蒸發(fā)端直徑為38MM的鋼管，冷凝端為采用強(qiáng)制循環(huán)的流體換熱系統(tǒng)，外部設(shè)有保溫材料，采用手動(dòng)跟蹤方式，旋轉(zhuǎn)軸(6)做水平的旋轉(zhuǎn)，調(diào)整系列孔(17)來(lái)調(diào)整高度，間斷或同時(shí)的旋轉(zhuǎn)軸以系列孔，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)的跟蹤；實(shí)施例二盤(pán)式自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)對(duì)于盤(pán)式系統(tǒng)的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，采用在水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸(6)上加工上一個(gè)弧形的齒輪，利用電機(jī)(10)來(lái)作為動(dòng)力，采用蝸輪結(jié)構(gòu)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)水平軸的驅(qū)動(dòng)，采用在光學(xué)鏡支架上安裝一個(gè)弧形的齒輪，同樣采用蝸輪結(jié)構(gòu)連接，實(shí)現(xiàn)高度方向的驅(qū)動(dòng)，此電極固定在軸(6)上，并與軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)，其熱能利用部分采用熱管技術(shù)與實(shí)施例一相同；實(shí)施例三臺(tái)型十字半自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)采用四邊型的菲尼爾透鏡3，將其固定在一個(gè)相互垂直的軸上12，形成一個(gè)漏斗的結(jié)構(gòu)，熱管設(shè)置在兩個(gè)軸的交叉的區(qū)域，在其蒸發(fā)端4設(shè)置有熱能利用材料，熱管的蒸發(fā)端直接成為循環(huán)熱管、脈沖熱管、分離循環(huán)熱管等蒸發(fā)部分，或成為可連接熱管的連接部分，在透鏡上設(shè)置有四個(gè)傳感器，X方向和Y方向各有兩個(gè)傳感器，通過(guò)比較不同方向的傳感器的值來(lái)對(duì)透鏡進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)11來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)X方向軸調(diào)整和控制，采用電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部件，此整體系統(tǒng)被安裝在一個(gè)臺(tái)上，故此被稱為臺(tái)型十字跟蹤系統(tǒng)；實(shí)施例四盤(pán)式跟蹤陣列將四個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)型的太陽(yáng)能跟蹤設(shè)備組合成為一個(gè)陣列，采用直徑為1.2米菲尼爾透鏡，其功率可以達(dá)到1000W，四個(gè)透鏡可以達(dá)到4000W，該陣列共同設(shè)置在平臺(tái)13上，每行有兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)型跟蹤器，共同采用電機(jī)10作為驅(qū)動(dòng)使轉(zhuǎn)盤(pán)沿水平方向旋轉(zhuǎn)，在每個(gè)軸上設(shè)置有一個(gè)電機(jī)，通過(guò)蝸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)的高度跟蹤，通過(guò)不斷的調(diào)整水平方向及高度方向?qū)崿F(xiàn)了太陽(yáng)能的跟蹤利用，該系統(tǒng)通過(guò)整體熱管傳熱方式進(jìn)行傳熱，將在每一個(gè)設(shè)備上所吸收的太陽(yáng)能直接經(jīng)熱管傳熱系統(tǒng)傳輸?shù)秸羝仩t25中，利用蒸汽鍋爐產(chǎn)生的動(dòng)力，推動(dòng)蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能的熱發(fā)電；實(shí)施例五立型十字自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)采用透鏡為太陽(yáng)收集設(shè)備，透鏡被安裝在與地球自轉(zhuǎn)軸平行的平行軸(20)上，光學(xué)鏡可以沿平行軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在平行軸上，設(shè)置有垂直軸(20)，平行軸和垂直軸相互交叉(12)，在平行軸上設(shè)置有一個(gè)與平行軸成為一體的小平臺(tái)，平行軸的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝在平臺(tái)上，可以驅(qū)動(dòng)平行軸轉(zhuǎn)動(dòng)，垂直軸的驅(qū)動(dòng)裝置安裝在支架上，利用蝸輪杠桿結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)垂直軸的驅(qū)動(dòng)，太陽(yáng)能利用設(shè)備為一個(gè)熱管，熱管被安裝在交叉軸上方，在整個(gè)跟蹤系統(tǒng)跟蹤的過(guò)程中，熱管保持不動(dòng)，此系統(tǒng)被安裝在一個(gè)立式的支架上，因而被稱為立型十字跟蹤系統(tǒng)，熱管的蒸發(fā)端直接成為循環(huán)熱管、脈沖熱管、分離循環(huán)熱管等蒸發(fā)部分，或成為可連接熱管的連接部分，或采用強(qiáng)制流體循環(huán)實(shí)現(xiàn)換熱；實(shí)施例六立型十字自動(dòng)跟蹤陣列本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)采用立型十字跟蹤系統(tǒng)的陣列跟蹤，將三個(gè)十字型跟蹤系統(tǒng)并列設(shè)置在一個(gè)區(qū)域，光學(xué)透鏡安裝在平行軸(19)上，三個(gè)平行軸通過(guò)一個(gè)電機(jī)為動(dòng)力設(shè)備，采用蝸輪杠桿為連接機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)三個(gè)光學(xué)鏡被一個(gè)動(dòng)力設(shè)備驅(qū)動(dòng)，在高度方向上，采用一個(gè)齒輪機(jī)構(gòu)，同樣采用一個(gè)電機(jī)為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，將將三個(gè)光學(xué)鏡的高度方向使用一個(gè)動(dòng)力設(shè)備完成驅(qū)動(dòng)，太陽(yáng)能利用設(shè)備—熱管被設(shè)置在十字交叉處，三個(gè)熱管組成為一個(gè)整體熱管，通過(guò)整體熱管傳熱系統(tǒng)(23)將熱能傳輸?shù)叫顭崞髦校瑢崮軆?chǔ)存起來(lái)。
實(shí)施例七臺(tái)型十字跟蹤陣列本實(shí)施例中采用三個(gè)臺(tái)型十字跟蹤系統(tǒng)，在十字交接部位設(shè)置有太陽(yáng)能利用設(shè)備---熱管，其水平和高度方向的動(dòng)力設(shè)備全部采用電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其傳熱系統(tǒng)采用分離循環(huán)熱管，將熱能直接進(jìn)行傳遞。
實(shí)施例八單循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)采用上述的任何陣列構(gòu)成太陽(yáng)能的跟蹤采集系統(tǒng)，采用強(qiáng)制液體循環(huán)如中溫導(dǎo)熱油或化學(xué)物導(dǎo)熱流體以及高溫采用空氣直接傳熱，將熱能通過(guò)蒸汽鍋爐產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)發(fā)電機(jī)32，實(shí)現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)流體經(jīng)冷卻后經(jīng)強(qiáng)制循環(huán)泵進(jìn)行循環(huán)，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的發(fā)電；同時(shí)可以將熱能儲(chǔ)存在蓄熱器22中，在夜間或太陽(yáng)能不足時(shí)進(jìn)行發(fā)電。
實(shí)施例九雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)采用上述的任何陣列構(gòu)成太陽(yáng)能的跟蹤采集系統(tǒng)，采用熱管傳熱系統(tǒng)進(jìn)行傳熱，如整體熱管、循環(huán)熱管、脈沖熱管等，將熱能直接傳輸?shù)叫顭嶂?，蓄熱器直接通過(guò)蒸汽鍋爐產(chǎn)生整器，推動(dòng)發(fā)電機(jī)32，實(shí)現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)流體經(jīng)冷卻后經(jīng)強(qiáng)制循環(huán)泵進(jìn)行循環(huán)，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的發(fā)電；本系統(tǒng)采用雙循環(huán)結(jié)構(gòu)，將蓄熱器設(shè)計(jì)足夠大，可以保證不間斷的進(jìn)行發(fā)電。
實(shí)施例十普通熱管傳熱系統(tǒng)采用三個(gè)盤(pán)式跟蹤系統(tǒng)，采用強(qiáng)制流體換熱器(26)與熱管(2)進(jìn)行換熱，將熱能直接交換到蓄熱器(22)中，其中設(shè)置有強(qiáng)制循環(huán)用泵；實(shí)施例十一整體熱管傳熱系統(tǒng)采用三個(gè)十字跟蹤系統(tǒng)，采用整體熱管傳熱系統(tǒng)(23)，即每一個(gè)跟蹤系統(tǒng)上的熱管的蒸發(fā)端(4)相互并聯(lián)構(gòu)成熱管的蒸發(fā)端，組成一個(gè)整體的熱管，其冷凝端設(shè)置在一個(gè)蓄熱器(22)中，實(shí)現(xiàn)采用整體熱管進(jìn)行傳熱。
實(shí)施例十二分離循環(huán)熱管傳熱系統(tǒng)將三個(gè)盤(pán)式跟蹤系統(tǒng)的光學(xué)鏡對(duì)應(yīng)的不同的熱管的太陽(yáng)能吸熱部分進(jìn)行串聯(lián)，組成為一個(gè)共同熱管的蒸發(fā)端，其共同擁有一個(gè)冷凝端，冷凝端蓄熱器和/或蒸汽鍋爐連接，將熱能進(jìn)行儲(chǔ)存或直接用于產(chǎn)生蒸汽，其熱管工作接介質(zhì)經(jīng)換熱后成為液體，回流到每一個(gè)熱管的蒸發(fā)部位，實(shí)現(xiàn)了熱管的循環(huán)傳熱；實(shí)施例十三可連接熱管傳熱系統(tǒng)通過(guò)熱管的可連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳熱，將帶有凹行孔的熱管插入到三個(gè)十字跟蹤系統(tǒng)的熱管的冷凝端，其余部分成為一個(gè)整體熱管，直接將熱能傳輸?shù)叫顭崞魃?；?shí)施例十四脈沖熱管傳熱系統(tǒng)將四個(gè)盤(pán)式結(jié)構(gòu)的熱管蒸發(fā)端進(jìn)行串聯(lián)成為一個(gè)循環(huán)的結(jié)構(gòu)，選取間隔不同的部分連接段成為冷凝端，冷凝端設(shè)置在蒸汽鍋爐中，直接產(chǎn)生蒸汽，此結(jié)構(gòu)構(gòu)成脈沖自震蕩熱管的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)鏡熱管太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征是含有至少一組光學(xué)鏡(1)以及至少一組熱管(2)，光學(xué)鏡(1)將太陽(yáng)能的收集后照射到熱管的蒸發(fā)端(4)，熱管吸收太陽(yáng)能后將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能；一組跟蹤支架，光學(xué)鏡(1)設(shè)置在支撐跟蹤支架上，熱管(2)設(shè)置在支架上或支架外；至少一個(gè)換熱器件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的傳熱、換熱；至少一個(gè)熱能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，將熱能轉(zhuǎn)換為電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)鏡熱管太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征是還至少包括一個(gè)蓄熱器(22)，將熱能進(jìn)行儲(chǔ)存。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)鏡熱管太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征是在蓄熱器內(nèi)用于儲(chǔ)存熱能的蓄熱材料為至少下列一種導(dǎo)熱油、相變材料、砂石、金屬、陶瓷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)鏡熱管太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征是在光學(xué)鏡(1)跟蹤太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使太陽(yáng)能利用設(shè)備與地面相對(duì)靜止或固定跟蹤支架的區(qū)域保持相對(duì)靜止。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)鏡熱管太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征是采用下列架構(gòu)之一，使得在光學(xué)鏡運(yùn)動(dòng)時(shí)，使熱能利用設(shè)備與地面相對(duì)靜止或固定跟蹤支架的區(qū)域保持相對(duì)靜止；A、在跟蹤支架(7)上與地面相垂直的部分上設(shè)置有一個(gè)可以沿水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸(6)，在軸(6)上連接有一個(gè)光學(xué)鏡支架(3)，光學(xué)鏡(1)設(shè)置在光學(xué)鏡支架上，光學(xué)鏡(1)及其支架可以以軸(6)為圓心進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，光學(xué)鏡還可以以軸與光學(xué)鏡支架的聯(lián)結(jié)點(diǎn)為圓心，以光學(xué)鏡支架為半徑垂直旋轉(zhuǎn)，太陽(yáng)能利用設(shè)備(2)設(shè)置在跟蹤支架上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(6)的上端或下端，在光學(xué)鏡跟蹤太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使太陽(yáng)能利用設(shè)備(2)與地面或固定跟蹤支架的區(qū)域保持相對(duì)靜止，此種結(jié)構(gòu)稱為轉(zhuǎn)盤(pán)跟蹤結(jié)構(gòu)；B、至少有一個(gè)平行軸(19)與地球自轉(zhuǎn)軸平行，光學(xué)鏡(1)安裝在此軸上，并可以沿此平行軸與地球自轉(zhuǎn)相同的角度轉(zhuǎn)動(dòng)，還設(shè)置有一個(gè)與平行軸相垂直的垂直軸(20)，平行軸和垂直軸相互交叉，平行軸和/或垂直軸安裝在支架上，太陽(yáng)能利用設(shè)備(2)設(shè)置在兩個(gè)相互垂直軸的交點(diǎn)或其附近，在光學(xué)鏡跟蹤太陽(yáng)的過(guò)程中，使得光學(xué)鏡的焦點(diǎn)始終處于兩個(gè)軸的交叉區(qū)域，此種結(jié)構(gòu)成為十字跟蹤結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)鏡熱管太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征是對(duì)于轉(zhuǎn)盤(pán)跟蹤結(jié)構(gòu)或十字跟蹤結(jié)構(gòu)，還設(shè)置有太陽(yáng)能跟蹤設(shè)備，太陽(yáng)能跟蹤設(shè)備選自下列一種對(duì)于盤(pán)式跟蹤結(jié)構(gòu)，采用的跟蹤方法為采用動(dòng)力裝置，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸(6)實(shí)現(xiàn)水平方向的旋轉(zhuǎn)，同時(shí)利用動(dòng)力設(shè)備，驅(qū)動(dòng)垂直旋轉(zhuǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能的跟蹤；對(duì)于十字跟蹤結(jié)構(gòu)，采用的跟蹤方法為采用動(dòng)力裝置，驅(qū)動(dòng)平行軸(19)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于地球自轉(zhuǎn)的跟蹤，同時(shí)利用動(dòng)力設(shè)備，驅(qū)動(dòng)垂直軸(20)旋轉(zhuǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能的高度變化的跟蹤；所采用的動(dòng)力裝置，選自下列之一A、機(jī)械發(fā)條、彈簧、系列孔(17)跟蹤；B、通過(guò)密閉在一個(gè)空間的物質(zhì)，隨著溫度的增大使其壓力的增大，來(lái)推動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)跟蹤，稱為相變驅(qū)動(dòng)裝置；上述A、B兩種跟蹤不需要耗費(fèi)電能，成為無(wú)電驅(qū)動(dòng)；C、通過(guò)固定時(shí)間的運(yùn)動(dòng)，利用電能帶動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)(11)、鏈條機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)跟蹤；D、通過(guò)電或光的傳感器(8、9)的信號(hào)，通過(guò)比較不同部位的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化器件的電流、電壓值和/或光亮度值，由計(jì)算機(jī)或單片機(jī)來(lái)調(diào)整電機(jī)(10)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的跟蹤；上述C、D兩種跟蹤需要耗費(fèi)電能，成為耗電驅(qū)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)鏡熱管太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征是換熱器件為至少下列一種A、利用流體強(qiáng)制循環(huán)換熱的器件；B、熱管換熱器件；C、換熱器直接換熱。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)鏡熱管太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征是采用下結(jié)構(gòu)之一通過(guò)熱管吸熱、傳熱、換熱A、普通熱管其蒸發(fā)端直接進(jìn)行對(duì)太陽(yáng)能的接收，冷凝端與一個(gè)強(qiáng)制循環(huán)流動(dòng)的流體進(jìn)行換熱；B、整體熱管(23)將多個(gè)光學(xué)鏡對(duì)應(yīng)的不同的熱管的太陽(yáng)能吸熱部分相互并聯(lián)到一個(gè)垂直的管道上，組成為整體熱管的蒸發(fā)端，其共同擁有一個(gè)冷凝端，冷凝端蓄熱器和/或蒸汽鍋爐連接，將熱能進(jìn)行儲(chǔ)存或直接用于產(chǎn)生蒸汽；C、分離式循環(huán)熱管(29)將多個(gè)光學(xué)鏡對(duì)應(yīng)的不同的熱管的太陽(yáng)能吸熱部分進(jìn)行串聯(lián)，組成為一個(gè)共同熱管的蒸發(fā)端，其共同擁有一個(gè)冷凝端，冷凝端蓄熱器和/或蒸汽鍋爐連接，將熱能進(jìn)行儲(chǔ)存或直接用于產(chǎn)生蒸汽；D、可連接熱管(28)通過(guò)熱管的可連接結(jié)構(gòu)將熱管進(jìn)行連接，構(gòu)成熱管的體系；F、脈沖熱管(30)將熱管進(jìn)行串聯(lián)，選取不同的連接段成為冷凝端，構(gòu)成脈沖自震蕩熱管的結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)鏡熱管太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征是光學(xué)鏡為至少下列一種A、復(fù)合拋物面反射鏡B、菲尼爾透鏡C、凹、凸透鏡；D、盤(pán)式拋物面反射鏡；E、柱狀拋物面反射鏡；F、菲尼爾反射鏡。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)鏡熱管太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征是熱能轉(zhuǎn)換為電能的系統(tǒng)為至少下列器件之一A、汽輪機(jī)(32)；B、斯特林發(fā)電機(jī)；C、燃汽輪機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種太陽(yáng)能熱電系統(tǒng)，采用光學(xué)鏡和熱管技術(shù)，利用盤(pán)式跟蹤系統(tǒng)或十字跟蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能的跟蹤，采用熱管對(duì)太陽(yáng)能的熱能進(jìn)行吸收，采用熱管傳熱系統(tǒng)或強(qiáng)制對(duì)流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的傳熱，采用汽輪機(jī)或斯特林發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能的熱發(fā)電，在本發(fā)明技術(shù)中，特別是采用熱管技術(shù)作為一種吸熱、傳熱、換熱、蓄熱及利用的器件，發(fā)揮了熱管的高效的熱力學(xué)性能，本發(fā)明公布的技術(shù)方法是目前實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能最低成本的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，將對(duì)太陽(yáng)能的利用產(chǎn)生巨大的革命。
文檔編號(hào)F24J2/32GK101029778SQ20061002035
公開(kāi)日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2006年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月27日
發(fā)明者李建民 申請(qǐng)人:李建民