本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能集熱和電解制氫技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種碟式太陽(yáng)能耦合SOEC電解制氫設(shè)備。

背景技術(shù)：

太陽(yáng)能的商業(yè)化開(kāi)發(fā)和利用是可再生能源領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。國(guó)際能源署(IEA)預(yù)計(jì)，到2040年太陽(yáng)能發(fā)電將占世界電力供應(yīng)的20％以上。聚光式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)作為太陽(yáng)能利用的一種重要方式，已成為國(guó)際太陽(yáng)能技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。近幾十年來(lái)，經(jīng)過(guò)一些國(guó)家的持續(xù)研究，目前已開(kāi)發(fā)出多種形式的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，單級(jí)容量從千瓦級(jí)發(fā)展到兆瓦級(jí)，并已進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)開(kāi)發(fā)和運(yùn)行階段。

盡管太陽(yáng)能行業(yè)潛力巨大而且清潔高效，但是由于分布式能源的間歇性及不確定性，導(dǎo)致應(yīng)用的領(lǐng)域及其供能范圍受到極大的限制。一旦將太陽(yáng)能發(fā)電并入電網(wǎng)會(huì)出現(xiàn)很大的問(wèn)題，這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方方面：電網(wǎng)調(diào)峰能里不足、電壓控制難度加大、調(diào)度與接納能力差、光電功率難以預(yù)測(cè)、需要大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的支撐。由于存在種種問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致整體成本較高，且難以物盡其用，很多的能源白白的浪費(fèi)掉了。因此，將太陽(yáng)能高效地轉(zhuǎn)化為一種高熱密度的能源載體顯得極其重要。

當(dāng)今世界開(kāi)發(fā)新能源迫在眉睫，是因?yàn)樗玫哪茉慈缡汀⑻烊粴?、煤，石油氣均屬于不可再生能源。隨著化石燃料的消耗量日益增加，而其儲(chǔ)量逐漸減少，人們急于尋找替代能源。氫是一種清潔的二次能源。被認(rèn)為是理想的未來(lái)能源，研究用氫作為能源載體已經(jīng)成為國(guó)際上的研究熱點(diǎn)，氫能經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為一個(gè)熱門(mén)的話題。21世紀(jì)，我國(guó)和美國(guó)、日本、加拿大、歐盟等都制定了氫能發(fā)展規(guī)劃，并且目前我國(guó)已在氫能領(lǐng)域取得了多方面的進(jìn)展。目前高溫水蒸氣電解制氫是解決大規(guī)模氫能源問(wèn)題的潛在途徑之一。

目前我國(guó)年產(chǎn)氫氣千萬(wàn)余噸，位列世界第一。用于工業(yè)的制氫方法主要有甲烷蒸汽重整和電解水制氫。就目前而言，甲烷蒸汽重整是最經(jīng)濟(jì)的制氫方法。電解水制氫方法主要有三種：堿性電解水制氫，固體聚合物電解水制氫，及高溫固體氧化物電解水制氫。當(dāng)前比較成熟的制氫方法是堿性電解水制氫，廣泛用于工業(yè)上大規(guī)模的電解水制氫。電能主要為電解制氫提供能量，用電費(fèi)用占整個(gè)電解制氫生產(chǎn)成本的80％左右。因此，電解水制氫技術(shù)特別適用于風(fēng)力發(fā)電等可再生能源發(fā)電的能源載體。但是堿性制氫系統(tǒng)電解效率與總制氫效率均較低，分別為56％和25％；SPE制氫系統(tǒng)電解效率雖有提高約76％，但其總制氫效率仍較低約35％。 高溫固體氧化物電解水電解制氫與堿性電解和SPE電解水制氫相比，高溫使系統(tǒng)降低了電能消耗，制氫效率得到有效提高，SOEC制氫系統(tǒng)電解效率可達(dá)90％以上，總制氫效率高達(dá)55％。高溫氣冷堆耦合的SOEC(固體氧化物電解池)電解制氫系統(tǒng)是目前已知總制氫效率最高的大規(guī)模制氫系統(tǒng)。

利用太陽(yáng)能制氫的途徑有太陽(yáng)能發(fā)電與電解水制氫、太陽(yáng)能光電化學(xué)制氫、太陽(yáng)能熱化學(xué)分解水及生物質(zhì)制氫、太陽(yáng)能光催化分解水制氫。其中太陽(yáng)能光催化分解水制氫具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于操作且投資少的優(yōu)點(diǎn)，有利于大規(guī)模發(fā)展。目前研究結(jié)果中，當(dāng)Pt和PdS分別作為還原和氧化助催化劑負(fù)載到CdS表面組成Pt-PdS/CdS三元光催化劑體系時(shí)，可獲得93％產(chǎn)氫量子效率，這是迄今為止報(bào)道的最高的光催化產(chǎn)氫量子效率。電解水制氫是最傳統(tǒng)的制氫方法，雖然它消耗的一次能源是電，但它能把間斷性不穩(wěn)定的風(fēng)電、太陽(yáng)能等直接轉(zhuǎn)化為氫能。電解水制氫的成熟技術(shù)主要有兩種，即堿性電解液和質(zhì)子交換膜分解水。

甲烷蒸汽重整最經(jīng)濟(jì)，但其消耗大量化石燃料，產(chǎn)生大量二氧化碳。目前常規(guī)堿性電解水制氫技術(shù)成本較高、總制氫效率較低而且大部分發(fā)電過(guò)程也消耗化石燃料排放大量CO₂。從可持續(xù)發(fā)展以及低碳環(huán)保方面考慮，這種制氫方法存在嚴(yán)重的弊端，并且發(fā)展前途阻力很大。

電解水制氫是一種常用的制氫方法，目前全世界生產(chǎn)的氫僅有約4％是靠水的電解來(lái)生產(chǎn)的。這是由于常規(guī)的堿性電解水制氫需要消耗大量的電能，能量轉(zhuǎn)換效率較低、成本較高，因此其應(yīng)用受到很大限制。

目前制氫方面的研究方向又有了新的進(jìn)展，主要有超臨界水氣化有機(jī)質(zhì)制氫、高溫固體氧化物制氫這兩個(gè)方向。

其中超臨界水研究處于初級(jí)階段，只能夠通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)常規(guī)模擬的方法進(jìn)行操作，并憑借一般經(jīng)驗(yàn)來(lái)提高制氫效率。這是由于超臨界水性質(zhì)復(fù)雜，在物理學(xué)及化學(xué)方面尚無(wú)法闡述其作用機(jī)理。當(dāng)然，利用超臨界水的強(qiáng)大活潑、氧化等性質(zhì)可以完成普通狀態(tài)下無(wú)法實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)。但其溫度374℃、22.1MPa(即220個(gè)大氣壓)這種實(shí)驗(yàn)裝置要求很高故操作困難。

SOEC的研究還處于起步階段，不能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，有許多問(wèn)題有待解決。如能量損失和成本問(wèn)題氧電極的極化，電解質(zhì)的歐姆損失和連接體材料成本等；電解池壽命；高效熱交換器開(kāi)發(fā)，制氫系統(tǒng)的熱管理，廢熱的利用；氫安全性問(wèn)題。英文文獻(xiàn)指出，在高溫氧化物電解水制氫系統(tǒng)當(dāng)中，由于整個(gè)系統(tǒng)中高溫(800-1200℃)水蒸氣的存在，使得熱效率成為了一個(gè)非常嚴(yán)重的問(wèn)題。因此，在涉及到SOEC相關(guān)文獻(xiàn)中，主要涉及的仍是高溫材料與電解電極的壽命問(wèn)題。

太陽(yáng)能熱分解水制氫，將水或水蒸氣加熱到3000K以上，水中的氫和氧便能分解。這種方法制氫效率高，但需要高倍聚光器才能獲得如此高的溫度，此操作目前只限于實(shí)驗(yàn)室中，對(duì)于真正投入應(yīng)用存在著很大的問(wèn)題，而且對(duì)于材料科學(xué)方面是一個(gè)極大的考驗(yàn)，故一般不采用這種方法制氫。太陽(yáng)能熱化學(xué)循環(huán)制氫其存在的主要問(wèn)題是中間物的還原，即使按99.9％～99.99％還原，也還要作0.1％～0.01％的補(bǔ)充，這將影響氫的價(jià)格，并造成環(huán)境污染。這種方法沒(méi)有消耗任何外加能源，因此十分的經(jīng)濟(jì)環(huán)保。但是直接采用太陽(yáng)能照射光電極分解水制氫技術(shù)目前依舊限制于兩個(gè)方面，一是材料的光腐蝕問(wèn)題引起的材料壽命，二是制氫整個(gè)過(guò)程中僅利用了太陽(yáng)能輻射中的很小一部分即短波輻射，因此整體制氫效率很低。太陽(yáng)能電解水制氫的熱轉(zhuǎn)化率很低，所以如何去設(shè)計(jì)一個(gè)提高熱轉(zhuǎn)化率的系統(tǒng)是該方法的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種碟式太陽(yáng)能耦合SOEC電解制氫設(shè)備，將人工黑體應(yīng)用于裝置使得集熱器的集熱效率大大提高，應(yīng)用遮熱罩將高溫集熱器的輻射熱損失降低。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種碟式太陽(yáng)能耦合SOEC電解制氫設(shè)備，包括光強(qiáng)傳感器，所述光強(qiáng)傳感器設(shè)置在集熱器上，所述集熱器的底部設(shè)有聚光器，聚光器的下部設(shè)有碟式聚光反射鏡，所述碟式聚光反射鏡設(shè)在逐日動(dòng)力軸承箱上，所述逐日動(dòng)力軸承箱設(shè)在基座上；所述光強(qiáng)傳感器與所述逐日動(dòng)力軸承箱內(nèi)的控制器連接；

所述集熱器通過(guò)聯(lián)管式熱管與液態(tài)金屬換熱器連接，所述液態(tài)金屬換熱器與換熱器連接，所述換熱器的底部與水箱聯(lián)通，上部與固體氧化物電解池連接，所述固體氧化物電解池與氧氣儲(chǔ)罐和氫氣儲(chǔ)罐連接。

所述聚光器包括上部的凹透鏡和下部的凸透鏡，所述凸透鏡的下部設(shè)有人工黑體腔。

所述集熱器外部包絡(luò)遮熱罩。

所述聚光器的外部設(shè)有保溫材料。

所述液態(tài)金屬換熱器與換熱器之間設(shè)有兩條管道，一條管道與所述換熱器直接連接，另一條管道上設(shè)有液態(tài)金屬泵。

所述換熱器內(nèi)部的下部設(shè)有均流板，上部設(shè)有擾流棒。

所述換熱器通過(guò)保溫管與所述固體氧化物電解池連接。

所述固體氧化物電解池包括電解電源，電解電源的負(fù)極與多孔陰極電解電極連接，正極與多孔陽(yáng)極電解電極連接，所述電解電源的負(fù)極與氫氣分離器連接，所述氫氣分離器與氫氣 儲(chǔ)罐連接；所述多孔陽(yáng)極電解電極與氧氣分離器連接，所述氧氣分離器與氧氣儲(chǔ)罐連接。

本實(shí)用新型的有益效果：

在利用太陽(yáng)能的前提下，設(shè)備設(shè)計(jì)綜合考慮目前太陽(yáng)能制氫效率低的現(xiàn)狀，綜合利用了SOEC技術(shù)思路，針對(duì)目前高溫固體氧化物電極電解高溫水蒸氣存在的熱效率問(wèn)題進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，構(gòu)成太陽(yáng)能耦合SOEC電解制氫設(shè)備及其流程。

針對(duì)目前太陽(yáng)能制氫效率低以及SOEC技術(shù)電解漏熱量大、電解熱效率低的重大問(wèn)題做了改進(jìn)，增加了基于人工黑體及聯(lián)管設(shè)計(jì)的腔式吸收器、包絡(luò)遮熱罩設(shè)計(jì)、自動(dòng)逐日系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)連接高溫集熱器、SOEC電解器的堿金屬熱管，以及能夠?qū)⒏邏核淮涡該Q熱的到高溫低壓蒸汽的換熱器。通過(guò)一系列的絕熱保溫措施，大大提高了設(shè)備整體的熱效率，從而提高制氫效率。

固體氧化物電解池在高溫條件下操作，一方面能夠得到比常規(guī)電解方法更高的能源轉(zhuǎn)化效率，產(chǎn)生的污染更??；另一方面SOEC所需的能量可完全來(lái)源于太陽(yáng)能，具有廣闊的應(yīng)用前景，滿足我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。研究的整套系統(tǒng)能夠有效的解決間歇性能源——太陽(yáng)能，難以并網(wǎng)發(fā)電及轉(zhuǎn)化的電、熱地域性分布問(wèn)題，通過(guò)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為高效能源載體——?dú)?，能夠改善能源分布，促進(jìn)氫工業(yè)蓬勃發(fā)展。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為圖1中A部分的放大圖；

圖3為考慮一微段的示意圖；

其中，1光強(qiáng)傳感器、2集熱器、3聯(lián)管式熱管、4液態(tài)金屬換熱器、5聚光器、6碟式聚光反射鏡、7逐日動(dòng)力軸承箱、8基座、9液態(tài)金屬泵、10換熱器、11擾流棒、12均流板、13高壓水泵、14水箱、15電解電源、16多孔陰極電解電極、17SOEC電解池、18氫氣分離器、19氫氣儲(chǔ)罐、20氧氣分離器、21氧氣儲(chǔ)罐、22多孔陽(yáng)極電解電極；

5.1凹透鏡、5.2凸透鏡；

B液態(tài)金屬，C水蒸氣，D水。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1-2所示，一種碟式太陽(yáng)能耦合SOEC電解制氫設(shè)備，包括光強(qiáng)傳感器1，所述光強(qiáng)傳感器1設(shè)置在集熱器2上，所述集熱器2的底部設(shè)有聚光器5，聚光器5的下部設(shè)有碟式聚光反射鏡6，所述碟式聚光反射鏡6設(shè)在逐日動(dòng)力軸承箱7上，所述逐日動(dòng)力軸承箱7設(shè) 在基座8上；所述光強(qiáng)傳感器1與所述逐日動(dòng)力軸承箱7內(nèi)的控制器連接；

所述集熱器2通過(guò)聯(lián)管式熱管3與液態(tài)金屬換熱器4連接，所述液態(tài)金屬換熱器4與換熱器10連接，所述換熱器10的底部與水箱14聯(lián)通，上部與SOEC電解池17連接，所述SOEC電解池17與氧氣儲(chǔ)罐21和氫氣儲(chǔ)罐19連接。

所述聚光器5包括上部的凹透鏡5.1和下部的凸透鏡5.2，所述凸透鏡5.2的下部設(shè)有人工黑體腔。

所述液態(tài)金屬換熱器4與換熱器10之間設(shè)有兩條管道，一條管道與所述換熱器直接連接，另一條管道上設(shè)有液態(tài)金屬泵9。

所述換熱器內(nèi)部的下部設(shè)有均流板12，上部設(shè)有擾流棒11。

所述換熱器10通過(guò)保溫管與所述SOEC電解池17連接。

所述SOEC電解池17包括電解電源15，電解電源15的負(fù)極與多孔陰極電解電極16連接，正極與多孔陽(yáng)極電解電極22連接，所述電解電源15的負(fù)極與氫氣分離器20連接，所述氫氣分離器18與氫氣儲(chǔ)罐19連接；所述多孔陽(yáng)極電解電極22與氧氣分離器20連接，所述氧氣分離器20與氧氣儲(chǔ)罐21連接。

一種碟式太陽(yáng)能耦合SOEC電解制氫設(shè)備的制氫方法，包括

光強(qiáng)傳感器通過(guò)檢測(cè)太陽(yáng)日光強(qiáng)度，判斷太陽(yáng)光線是否垂直入射碟式聚光反射鏡，當(dāng)光強(qiáng)傳感器檢測(cè)光線并非垂直入射時(shí)，電信號(hào)將傳遞到位于碟式聚光反射鏡底部的逐日動(dòng)力軸承箱中，通過(guò)控制器進(jìn)行處理信息，并驅(qū)動(dòng)設(shè)備動(dòng)作，直到太陽(yáng)光線垂直入射為止；

從液態(tài)金屬換熱器處換熱得到的高溫?zé)嵩创虻綋Q熱器中，通過(guò)高壓水泵將水從水箱中抽出，水泵將高壓水送到換熱器的底部，高壓水沖擊均流板，使水分散開(kāi)，水由于受到高溫將會(huì)迅速氣化，在經(jīng)過(guò)擾流棒的過(guò)程中，減速降壓通過(guò)保溫管路進(jìn)入固體氧化物電解池；

高溫的蒸汽進(jìn)入多孔陰極電解電極，水中的氫離子的電子生成氫氣，氫氣進(jìn)入氫氣分離器，隨后進(jìn)入氫氣儲(chǔ)罐；二價(jià)陽(yáng)離子與致密電解質(zhì)接觸交換，將陽(yáng)離子傳遞到多孔陽(yáng)極電解電極發(fā)生氧化反應(yīng)，隨后氧氣和未電解完全的水蒸氣進(jìn)入氧氣分離器，通過(guò)分離之后進(jìn)入氧氣儲(chǔ)罐。

如圖所示，實(shí)用新型裝置包括光強(qiáng)傳感器1、集熱器2、聯(lián)管式熱管3、液態(tài)金屬換熱器4、聚光器5、碟式聚光反射鏡6、逐日動(dòng)力軸承箱7、基座8、液態(tài)金屬泵9、換熱器10、擾流棒11、均流板12、高壓水泵13、水箱14、電解電源15、多孔陰極電解電極16、SOEC電解池17、氫氣分離器18、氫氣儲(chǔ)罐19、氧氣分離器20、氧氣儲(chǔ)罐21、多孔陽(yáng)極電解電極22。

本實(shí)用新型主要包括四個(gè)大的裝置，分別是太陽(yáng)能碟式聚光反射器、包含人工黑體耦合 聚光器的集熱器、液態(tài)金屬換熱器系統(tǒng)及SOEC電解池。下面將分別敘述這四大模塊的組成及基本操作方式。

太陽(yáng)能碟式聚光反射器主要由以下幾個(gè)部分組成，光強(qiáng)傳感器1、反射鏡6、逐日動(dòng)力軸承箱7、基座8。設(shè)備操作如下，光強(qiáng)傳感器1通過(guò)感光原件，檢測(cè)太陽(yáng)日光強(qiáng)度，判斷太陽(yáng)光線是否垂直入射反光鏡6，當(dāng)傳感器檢測(cè)光線并非垂直入射時(shí)，此時(shí)電信號(hào)將傳遞到位于反光鏡底部的逐日動(dòng)力軸承箱7中，通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行處理信息，并驅(qū)動(dòng)設(shè)備動(dòng)作，直到太陽(yáng)光線垂直入射為止，完成逐日過(guò)程，從而保證裝置較高的光熱轉(zhuǎn)化效率。

包含人工黑體耦合聚光器的集熱器主要由聯(lián)管式熱管3、液態(tài)金屬換熱器4、聚光器5三大部分組成，通過(guò)TracePro及fluent模擬表明，集熱器設(shè)置為聯(lián)管布置方式，將會(huì)有效的降低集熱管內(nèi)部的對(duì)流損失和輻射損失。由于集熱設(shè)備會(huì)產(chǎn)生高溫，故將集熱器外部包絡(luò)遮熱罩進(jìn)而減少與外界環(huán)境的輻射熱損失。對(duì)于太陽(yáng)光而言，并不是完全意義上的平行光，而是帶有6’偏角的光線族，因此通過(guò)反射鏡聚光之后并不能形成一點(diǎn)，而是變成一個(gè)橢球體光斑，故為了增加設(shè)備光熱轉(zhuǎn)化率就必須要盡可能減少這部分光學(xué)損失。因此設(shè)備考慮設(shè)置聚光器5及人工黑體腔，這樣就可以盡可能的將高倍聚光的光能轉(zhuǎn)化為熱能。聚光器5的基本構(gòu)造由凹透鏡5.1、凸透鏡5.2構(gòu)成，凹透鏡5.1將反射鏡匯聚來(lái)的光線進(jìn)行發(fā)散處理將光線變?yōu)槠叫泄猓S后由凸透鏡5.2將光線進(jìn)一步匯聚到人工黑體腔中，此時(shí)將會(huì)盡可能地減少由于光源本身的帶來(lái)的損失。聚光器5外表面及其內(nèi)部都做了相關(guān)的處理，其內(nèi)表面采用鍍銀處理降低其內(nèi)部光學(xué)損失，另外外部也有相關(guān)的保溫減少熱損措施。

聯(lián)管式熱管3加工組裝為聯(lián)管形式，將集熱器2與液態(tài)金屬換熱器4相連接，如此布置的目的是將處于較高位置的高溫?zé)崮軗Q到較低的平面處，一是方便后續(xù)操作，二是為了降低碟式聚光器頭部的重量，減少逐日能耗。應(yīng)用液態(tài)金屬換熱器4的主要原因是其換熱效果超過(guò)現(xiàn)有的所有的金屬，換熱效率能夠滿足設(shè)備要求。

液態(tài)金屬換熱器系統(tǒng)由液態(tài)金屬換熱器4、換熱器10以及附屬的液態(tài)金屬泵9組成，對(duì)于換熱器10主要由擾流棒11、均流板12組成。由于SOEC電解堆需要低壓水蒸氣作為原料，因此，需要設(shè)計(jì)換熱器10將高壓水直接換熱為低壓蒸汽。整個(gè)過(guò)程如下，從液態(tài)金屬換熱器4處換熱得到的高溫?zé)嵩赐ㄟ^(guò)泵(附圖中沒(méi)有給出)打到換熱器10中，通過(guò)高壓水泵13將水從水箱14中抽出，泵送到換熱器10的底部，高壓水沖擊均流板12，使水分散開(kāi)水由于受到高溫將會(huì)迅速氣化，在經(jīng)過(guò)擾流棒11的過(guò)程中，減速降壓通過(guò)保溫管路進(jìn)入SOEC電解池17。

高溫的蒸汽進(jìn)入多孔陰極電解電極16水中的氫離子的電子，生成氫氣，氫氣進(jìn)入分離器18，隨后進(jìn)入氫氣儲(chǔ)罐19；二價(jià)陽(yáng)離子與致密電解質(zhì)接觸交換，將陽(yáng)離子傳遞到陽(yáng)極22發(fā) 生氧化反應(yīng)，隨后氧氣和未電解完全的水蒸氣進(jìn)入分離器20，通過(guò)分離之后進(jìn)入氧氣儲(chǔ)罐21。

在換熱器中由于水在換熱過(guò)程中發(fā)生相變，考慮到對(duì)換熱體總體選取控制體并進(jìn)行開(kāi)口系能量方程分析的方法較為復(fù)雜和困難，為了簡(jiǎn)化期間，現(xiàn)只對(duì)液態(tài)金屬取微元體，應(yīng)用伯努利方程做定性分析。對(duì)于直接接觸式換熱器，水的換熱過(guò)程可作如下分析：

考慮一微段如圖3所示，水在換熱器中直接接觸高溫的液態(tài)金屬B，換熱劇烈水將會(huì)立刻沸騰變?yōu)樗魵釩；液態(tài)金屬進(jìn)出口的流量相差不大，故可以省略速度項(xiàng)影響。對(duì)a、b斷面所處的液態(tài)金屬進(jìn)行分析并化簡(jiǎn)，可得：

由于液態(tài)金屬的密度很大，故它對(duì)系統(tǒng)的能量影響必須加以考慮。因此，化簡(jiǎn)的模型可視為液態(tài)金屬的壓能與其位能相互轉(zhuǎn)化，而液態(tài)金屬所具有的壓力可視為其附近介質(zhì)傳遞的，即水和水蒸氣的壓力，因此，整個(gè)換熱過(guò)程中，水所具有的壓能將會(huì)克服液態(tài)金屬重力做功，從而引起水壓力下降，從而實(shí)現(xiàn)該換熱過(guò)程的高低壓轉(zhuǎn)化。

本實(shí)用新型基于蝶式太陽(yáng)能聚光集熱，并結(jié)合SOEC技術(shù)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化的熱能變?yōu)闅淠?。將人工黑體應(yīng)用于裝置使得集熱器的集熱效率大大提高，應(yīng)用遮熱罩將高溫集熱器的輻射熱損失降低。設(shè)計(jì)新型聯(lián)管式腔體吸收器克服了傳統(tǒng)真空集熱管向外界有光學(xué)損失、輻射換熱、對(duì)流換熱的缺點(diǎn)，提高了吸收器的集熱效率。通過(guò)軟件模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：添加人工黑體腔可明顯提高集熱管集熱效率。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以?xún)?nèi)。