線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電的制造方法
【專利摘要】一種線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)，包括中心支架、兩側(cè)支架、菲涅爾反射鏡、程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)。其特征是：所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在中心支架上，所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器安置在中心支架和兩側(cè)支架之間，與地面平行；所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻器安置在加熱器的上方，與加熱器平行。程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器面向反射鏡的一面可安裝光伏電池，其它部分涂裝有隔熱材料。本發(fā)明提出了一種采用線性菲涅爾反射鏡聚光的太陽能溫差發(fā)電裝置，有望大幅度降低太陽能發(fā)電成本，促進(jìn)太陽能發(fā)電的普及。
【專利說明】線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種太陽能溫差發(fā)動(dòng)機(jī)(參見專利申請(qǐng)?zhí)?01410060776.2)，也涉及一種程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)(參見專利申請(qǐng)?zhí)?01410058639.5)。

【背景技術(shù)】
[0002]太陽能發(fā)電最常見的是光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)獲得了最高的太陽能轉(zhuǎn)換效率，但價(jià)格昂貴不能普及。
[0003]在2014年2月24日，一種太陽能溫差發(fā)電機(jī)(參見專利申請(qǐng)?zhí)?01410060776.2)被提出，這種發(fā)電機(jī)采用槽式聚光，利用程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)生產(chǎn)電力輸出，有望達(dá)到太陽能轉(zhuǎn)換效率的新高度以及電力生產(chǎn)成本的最低價(jià)。但在該發(fā)明中，作為聚光焦點(diǎn)處是移動(dòng)的，處于不確定的位置，對(duì)于依靠機(jī)電方式的光熱發(fā)電來說，處于不穩(wěn)定的狀態(tài)對(duì)設(shè)計(jì)和應(yīng)用都帶來一點(diǎn)難度。另外，這種發(fā)電機(jī)采用槽式反射鏡聚光，盡管槽式反射鏡是很成熟的應(yīng)用，但是價(jià)格仍然較高，這對(duì)于降低太陽能發(fā)電成本的仍然有一定的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)，該方案通過線性菲涅爾反射鏡聚焦太陽光能，使其在焦點(diǎn)出產(chǎn)生高溫，為程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器加熱，程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)利用聚光焦點(diǎn)處的高溫和常溫空氣之間的溫差產(chǎn)生動(dòng)力，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力輸出。在本方案中，處于中心地位的溫差發(fā)動(dòng)機(jī)處于固定不動(dòng)的狀態(tài)，這樣運(yùn)行將更安全可靠；使用線性菲涅爾反射鏡，比槽式反射鏡的價(jià)格更低，有利于降低太陽能發(fā)電的成本。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)，包括中心支架、兩側(cè)支架、線性菲涅爾反射鏡、程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)。所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在中心支架上，所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器安置在中心支架和兩側(cè)支架之間；所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻器安置在加熱器的上方，與加熱器平行。
[0006]所述的菲涅爾反射鏡安裝在地面上，聚光到所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器上。
[0007]所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻器可安裝翅片以幫助散熱，翅片設(shè)計(jì)為迎光面面積最小。
[0008]所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器面向反射鏡的一面可安裝光伏電池，其它部分涂裝有隔熱材料。
[0009]所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻器可進(jìn)行封閉，以便采用液體冷卻劑或氣體冷卻劑進(jìn)行冷卻。
[0010]所述的菲涅爾反射鏡有兩組，分布在中心支柱和左右兩側(cè)支柱之間；但也可以只在一側(cè)安裝菲涅爾反射鏡。
[0011]所述的發(fā)電機(jī)可采用交流發(fā)電機(jī)，也可采用直流發(fā)電機(jī)。
[0012]所述的加熱器和冷卻器，可以由多個(gè)單管組成。
[0013]本發(fā)明的有益效果
[0014]本發(fā)明提出的這種新型太陽能發(fā)電裝置，最關(guān)鍵的部件程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)處于固定不動(dòng)的狀態(tài)，可使工作更穩(wěn)定，運(yùn)行更可靠，設(shè)計(jì)和制造的難度也更低；本裝置利用線性菲涅爾反射鏡聚集太陽能，線性菲尼爾反射鏡的成本比槽式反射鏡更低，可降低太陽能發(fā)電成本；本方案可在聚光焦點(diǎn)處迎光面安裝聚光光伏電池，采用光伏光熱同時(shí)進(jìn)行的方式發(fā)電，以期在單位占地面積里發(fā)出更多電力，進(jìn)一步降低太陽能發(fā)電的單位成本，以便于太陽能發(fā)電的普及。本發(fā)明可為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供清潔廉價(jià)的電力，減少煤電的份額，對(duì)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境將作出貢獻(xiàn)，為綠色工業(yè)文明的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為該太陽能溫差發(fā)電裝置示意圖的俯視圖；
[0016]圖2為該太陽能溫差發(fā)電裝置示意圖的側(cè)視圖；
[0017]圖3為圖1中的加熱器和散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖中1.程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、2.線性菲涅爾反射鏡、3.右側(cè)支架、4、程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器、5.發(fā)電機(jī)、6.程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的的冷卻器、7.左側(cè)支架、8.中心支架、9、光伏電池、10.絕緣材料、11.散熱翅片。
[0019]實(shí)施方式
[0020]實(shí)施例一:參見圖1-圖3，一種線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)，包括中心支架、兩側(cè)支架、線性菲涅爾反射鏡、程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)。所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在中心支架上，所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器安置在中心支架和兩側(cè)支架之間；所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻器安置在加熱器的上方，與加熱器平行。
[0021]所述的菲涅爾反射鏡安裝在地面上，聚光到所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器上。
[0022]所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻器可安裝翅片以幫助散熱，翅片設(shè)計(jì)為迎光面面積最小。
[0023]所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器面向反射鏡的一面可安裝光伏電池，其它部分涂裝有隔熱材料。
[0024]所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻器可進(jìn)行封閉，以便采用液體冷卻劑或氣體冷卻劑進(jìn)行冷卻。
[0025]所述的菲涅爾反射鏡有兩組，分布在中心支柱和左右兩側(cè)支柱之間；但也可以只在一側(cè)安裝菲涅爾反射鏡。
[0026]所述的發(fā)電機(jī)可采用交流發(fā)電機(jī)，也可采用直流發(fā)電機(jī)。
[0027]所述的加熱器和冷卻器，可以由多個(gè)單管組成。
[0028]本發(fā)明也是程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的一項(xiàng)應(yīng)用，該方案以線性菲涅爾反射鏡聚集太陽能，用于加熱程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器(以下簡(jiǎn)稱加熱器)，而程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻器(以下簡(jiǎn)稱冷卻器)則以常溫空氣對(duì)其進(jìn)行冷卻，使加熱器和冷卻器之間產(chǎn)生較大的溫差。由于加熱器和冷卻器的溫度不同，因此氣體壓強(qiáng)也不同，加熱器中的氣體壓強(qiáng)更大，與冷卻器內(nèi)的空氣有一個(gè)氣壓差。而程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)則利用氣動(dòng)馬達(dá)將氣壓差轉(zhuǎn)化為動(dòng)力，再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力輸出。
[0029]對(duì)冷卻器的冷卻一般由空氣完成。也可以根據(jù)實(shí)際需要，把冷卻器封閉在管道里，然后讓某種低溫液體或氣體流過管道，對(duì)冷卻器進(jìn)行降溫，以此方法可以提高溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，但成本也更高。
[0030]菲涅爾反射鏡可根據(jù)需要安裝一組或兩組，兩組菲涅爾反射鏡性價(jià)比顯然更高。下面以安裝有兩個(gè)菲尼爾反射鏡的菲尼爾太陽能發(fā)電裝置為例，該太陽能發(fā)電裝置的工作過程:
[0031]當(dāng)具有兩個(gè)菲涅爾反射鏡時(shí)，程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)處在兩個(gè)菲涅爾反射鏡的中間位置，而程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的開關(guān)式熱交換裝置組合的數(shù)量則需要2的倍數(shù)個(gè)，亦即可以是2組、4組、6組等等，一邊一半平均分布在兩個(gè)菲涅爾反射鏡中，輪流工作。在實(shí)際使用中，更多的熱交換裝置組合數(shù)量意味著每組有更多的時(shí)間實(shí)現(xiàn)更充分的熱交換，以提高整體效率。
[0032]提高加熱效率的第二條路徑是增加加熱器和冷卻器的表面積，因此可以把加熱器和冷卻器設(shè)計(jì)成由多個(gè)更細(xì)的管路組成。
[0033]加熱器面對(duì)反射鏡的那一面，可以安裝光伏電池，這樣就進(jìn)行了兩次太陽能發(fā)電:一次是光伏發(fā)電，一次是光熱發(fā)電，光能利用效率更高；這樣的組合只需要很少量的光伏電池，成本很低；同時(shí)在這樣的組合中，光伏電池可以起到把熱能均勻分布到加熱器上的作用，而加熱器則可以把光伏電池上積聚的熱量帶走，降低光伏電池的溫度，提高光伏電池的使用壽命，這可謂是絕佳配合。
[0034]該裝置使用發(fā)電機(jī)將程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)化為電力，發(fā)電機(jī)可以是直流發(fā)電機(jī)，也可以是交流發(fā)電機(jī)。在作為分布式能源單獨(dú)使用的時(shí)候，裝置交流發(fā)電機(jī)也許更加實(shí)用，這樣各種電器可直接接入。當(dāng)作為大型太陽能發(fā)電站集群使用時(shí)，裝置直流發(fā)電機(jī)則可直接使用應(yīng)用于光伏的各種電力傳送設(shè)備，如逆變器等等，不需要額外開發(fā)新設(shè)備。
【權(quán)利要求】
1.一種線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)，包括中心支架、兩側(cè)支架、菲涅爾反射鏡、程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)。其特征是:所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在中心支架上，所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器安置在中心支架和兩側(cè)支架之間，與地面平行；所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻器安置在加熱器的上方，與加熱器平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)，其特征是:所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻器可安裝翅片以幫助散熱，翅片設(shè)計(jì)為迎光面面積最小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)，其特征是:所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻器可進(jìn)行封閉，以便采用液體冷卻劑或氣體冷卻劑進(jìn)行冷卻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)，其特征是:所述的發(fā)電機(jī)可采用交流發(fā)電機(jī)，也可采用直流發(fā)電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)，其特征是:所述的菲涅爾反射鏡安裝在地面上，聚光到所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)，其特征是:所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器面向反射鏡的一面可安裝光伏電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)，其特征是:所述的菲涅爾反射鏡有兩組，分布在中心支柱和左右兩側(cè)支柱之間；但也可以只在一側(cè)安裝菲涅爾反射鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)，其特征是:所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器沒有面向反射鏡的部分涂裝有隔熱材料。
【文檔編號(hào)】F03G6/06GK104500356SQ201410679560
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】虞一揚(yáng) 申請(qǐng)人:上海領(lǐng)勢(shì)新能源科技有限公司, 虞一揚(yáng)