太陽能煙囪電站內部的溫室建築的製作方法
2023-05-23 23:46:41 1
太陽能煙囪電站內部的溫室建築的製作方法
【專利摘要】一種太陽能煙囪電站內部的溫室建築，包括集熱棚，煙囪，渦輪發電機，溫室建築，其特徵為：在太陽能煙囪電站集熱棚內搭建溫室建築，充分利用幾乎是空置的集熱棚，把集熱棚大規模用於人居住宅，使太陽能煙囪電站的經濟效益更高，巧妙利用集熱棚立柱建造溫室建築，使溫室建築的建造和運營成本遠遠低於普通房屋，而抗雨雪風性能、抗震性能、冬季保溫性能及夏季降溫性能遠遠超過普通房屋，在集熱棚裡形成一個自己自足的零能耗生物圈，尤其是在長江以北地區的冬季，室外已是草木凋零、一片枯黃，而在集熱棚裡卻是綠意盎然、一片生機！自然而然地成為百姓的冬季公園和旅遊景點。
【專利說明】太陽能煙囪電站內部的溫室建築
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種溫室建築技術【背景技術】
[0002]隨著社會生產力的發展，能源短缺、溫室效應和環境汙染已成為全球性問題。尋求清潔能源利用新技術已成為世界上研究的熱點技術之一。太陽能作為一種清潔的可再生能源對人類來說幾乎是取之不盡，用之不竭的。在各種可再生能源中，太陽能是最重要的基本能源，生物質能、風能、水能、潮汐能都是來自於太陽能。比如生物質能是生物將太陽能儲存在體內，再通過物理、化學方法就可以將儲存在生物體內的能量轉化為我們所需的能源。與其他可再生能源相比，太陽能具有很多其它能源所不能具備的優點:
[0003]①儲量的「無限性」
[0004]太陽每秒鐘放射的能量大約是16X1023kW，一年內到達地球表面的太陽能總量折合標準煤約1892X1013千億噸，是目前世界主要能源已探明儲量的一萬倍。相對於常規能源的有限性，太陽能具有儲量的「無限性」，取之不盡，用之不竭。
[0005]②存在的普遍性
[0006]相對於其它能源來說，太陽能對於地球上絕大多數地區具有存在的普遍性，可就地取用。這就為常規能源缺乏的國家和地區解決能源問題提供了美好前景。
[0007]③利用的清潔性
[0008]太陽能同風能、潮汐能等潔淨能源一樣，其開發利用時幾乎不產生任何汙染。
[0009]④利用的經濟性
[0010]可以從兩個方面看太陽能利用的經濟性。一是太陽能取之不盡，用之不竭，而且在接收太陽能時不徵收任何「稅」，可以隨地取用；二是在目前的技術發展水平下，太陽能利用不僅可能而且可行。因此，太陽能必將在世界能源結構轉換中擔當重任，將成為理想的替代能源。
[0011]目前太陽能熱利用技術成熟，並已形成產業的當屬太陽能熱水器和太陽能熱發電。在世界範圍內，太陽能熱水器技術已很成熟，並已形成行業，正在以優良的性能不斷地衝擊電熱水器市場和燃氣熱水器市場。隨著世界範圍內環保意識和節能意識的普遍提高，太陽能熱水器必將逐步替代電熱水器和燃氣熱水器。雖然太陽能熱水器目前仍存在市場價格高、受季節和天氣影響的不利因素，但太陽能熱水器具有低成本運行、安全、無汙染等優勢，而且隨著技術的發展其經濟性也逐漸顯露出來。
[0012]在太陽能熱發電方面，目前應用比較廣泛的有三種，即線聚焦拋物面槽式太陽能熱發電技術(簡稱拋物面槽式)、點聚焦中央接收式太陽能熱發電技術(簡稱塔式)及點聚焦拋物面盤式太陽能熱發電技術(簡稱拋物面盤式)。這三種技術的發電原理都是利用一種類似接受器的設備——定日鏡，連續不斷的接受太陽輻射的能量，然後將吸收接受到的能量通過流體吸收，產生蒸汽驅動渦輪機進行發電。上述的幾種太陽能熱發電技術已經比較成熟了，但它們設備昂貴且易損壞，使得它們的投資及維護費用相當高，在我國推廣目前應該說是不太實際的。另外一種目前研究的較多的太陽能發電技術是太陽能光伏電池，但是由於太陽能電池的核心一光伏轉換功能材料的價格太貴而阻礙了其推廣應用。太陽能煙囪發電技術具有設備簡單、投資費用低、佔地面積大的特點，正好適合我國西部經濟不是很寬鬆、太陽能資源豐富、荒地多的情況，所以這種太陽能發電技術被許多國內外能源專家所看好。
[0013]太陽能熱氣流發電系統(也叫太陽能煙囪電站)由太陽能集熱棚、太陽能煙囪以及渦輪發電機組3個基本部分所構成。太陽能集熱棚在一塊太陽輻照強、絕熱性能比較好的地面上，集熱棚和地面有一定間隙，可以讓周圍空氣進入系統:集熱棚中間離地面一定距離處裝著煙?，在煙?底部裝有渦輪機，太陽光照射集熱棚，集熱棚下面的地面吸收透過覆蓋層的太陽輻射能，並加熱地面和集熱棚覆蓋層之間的空氣，使集熱棚內空氣溫度升高，密度下降，從而引起空氣沿著煙囪上升，同時集熱棚周圍的冷空氣不斷進入系統進行補充，從而形成空氣循環流動。當集熱棚內的空氣流到煙囪底部的時候，由於煙囪效應在煙囪內將形成強大的氣流，利用這股強大的氣流推動裝在煙囪底部的渦輪機，帶動發電機發電。在空氣流動過程中，伴隨著三個能量轉換的過程，首先空氣被加熱，太陽能轉化為空氣內能:由於空氣在煙囪內的上升流動，內能轉變為動能；當空氣流到渦輪機時，氣流推動渦輪機轉子轉動，動能又轉化成我們所需的電能。
[0014]太陽煙囪發電系統綜合了三種效應:溫室效應、煙囪壓差風力效應和熱能風力渦輪機氣動效應。這類系統是在一片廣闊的平地上，用塑料或玻璃建成一個巨型溫室(直徑約5000m)，在陽光照射下，溫室內空氣被加熱。加熱了的空氣徑向運動從外周向中心流動，並通過一根超高(大約1000 m)煙囪迅速上升，排向大氣。在大尺寸這類電廠中，進入熱能風力渦輪機的氣流速度可達14?15 m/s，溫升可達30?35°C。在煙囪底部周向安裝一圈熱能風力渦輪機，將熱空氣的動能、熱能、壓力能轉換為機械能，再繼而轉變為電能。
[0015]太陽能煙囪發電技術具有以下特點:
[0016]①設備較其它發電技術簡單，而且運行費用低
[0017]太陽能煙囪發電設備簡單，只需太陽能集熱棚和太陽能煙囪，以及渦輪機組。太陽能煙囪發電的效率隨著集熱棚面積的增加和煙囪的增高而提高，所以為了得到更好的效率和經濟性，修建大規模的電站是必須的。一旦電站建成，這種電站將運行很長時間。煙囪本身將用100年或更長的時間。由於運動部件很少，所以這種電站的維修費用很低。作為主要運動組件的渦輪將安裝在穩定的空氣流中，因此比安裝在不能預期的陣陣狂風中的風力渦輪機所承受的應力小的多。當地的工程技術人員不需要外國顧問的幫助就應該能夠運行和維護這種電站[2]。
[0018]②太陽能來源廣泛，更適合於人口稀少的地區
[0019]地球上的太陽能資源一般以全年總輻射量[kj/m2.a]和全年日照總時數表示，就全球而言，美國西南部、非洲、澳大利亞、中國西藏、中東等地區的全年總輻射量或目照總時數最大，為世界太陽能資源最豐富地區。我國陸地面積每年接收的太陽輻射總量在
3.3xl03?8.4xl06 [kj/m2.a ]之間,相當於2.4X IO4億t標準煤,屬太陽能資源車富的國家之一。全國總面積2/3以上地區年日照時數大於2000h，太阻輻射量在5X IO6 kj/(m2 -a)以上。我國西藏、青海、新疆、甘肅、寧夏、內蒙古高原的總輻射量和日照時數據為全國最高，屬太陽能資源豐富地區；除四川盆地、貴州資源稍差外，東部、南部及東北等其它地區為資源較富和中等區。
[0020]③良好的環境效應，不會汙染環境
[0021]太陽能煙囪發電技術具有良好的環境效應，不會產生化石能源所帶來的S02、NOx等氣體物，並且也不會產生C02、CH4等溫室效應氣體。
[0022]④改善與調節樓房建築的通風環境[17]
[0023]在城市人口密集的地區，可以將太陽能煙囪建立在建築物的頂部，用於改善和調節建築物通風，消除局部汙染物的聚集。試驗表明，當使用太陽能煙囪通風系統時，房間溫度接近於周圍環境的溫度。這表示太陽能煙囪在減少房間的熱吸收和保證熱舒適度方面有很好的性能。開窗和門的效果比用太陽能煙囪的效果要差，並且房間和周圍環境的溫差比用太陽能煙囪的房間和周圍環境的溫差要大。
[0024]與普通太陽能熱氣流電站相比，山體導流塔式太陽能熱氣流電站具有如下優點:
[0025]①更適合土地資源緊張，或是山區地形的地區。
[0026]山體導流塔式太陽能電站可以有效依託地形，更好的融入多山地區的環境中，更能充分利用空間，使得對太陽能的利用實現最大化。
[0027]②可以獲得更大的太陽能入射輻射。
[0028]在中高緯度地區，普通太陽能熱氣流電站的平面集熱棚不能使太陽直射，從而降低了太陽輻射的利用率，而與地面成一定傾角的斜坡集熱棚使得太陽入射角更接近直角，這更有利於對太陽輻射的吸收。
[0029]③傾斜的集熱棚具有煙囪抽吸作用，可以強化氣流的流動。
[0030]普通太陽能熱氣流電站適合人口稀少，土地面積大的地區。這在土地緊張或是山地地形地區是難於實現的。如果能夠充分利用地形，在多山地區建立依託山體的太陽能熱氣流電站，將能夠更好的實現對太陽能的開發利用。
[0031]④不用建造佔主要成本、維護費用高、存在倒塌危險的的高大煙囪，使建造、維護成本更低，運行更安全。
[0032]檢索中外專利，所有的太陽能熱氣流電站均是只具備發電這一單一功能，偌大的集熱棚裡最多也只是養種殖了一些動植物，而把集熱棚大規模用於人居住宅的方案還沒有見到。
【發明內容】
[0033]本實用新型即是充分利用幾乎是空置的太陽能煙囪電站集熱棚，把集熱棚大規模用於人居住宅，使太陽能煙囪電站的經濟效益更高。本實用新型的技術方案是:一種太陽能煙囪電站內部的溫室建築，包括集熱棚I，煙囪2，渦輪發電機3，溫室建築4，集熱棚立柱5，集熱棚網架6，集熱棚透光覆蓋層7，集熱棚進風口擋板8，集熱棚進風口門9，溫室建築院牆院門10，可調百葉11，其特徵為:太陽能煙囪電站集熱棚I內設有溫室建築4，溫室建築4可利用集熱棚立柱5搭建，集熱棚I的進風口處設有集熱棚進風口擋板8和集熱棚進風口門9，溫室建築4的屋前院落與大片集熱棚I之間設有溫室建築院牆院門10，溫室建築4頂上整個覆蓋可調百葉11，冬季陽光時，將溫室建築屋頂上可調百葉立起，讓陽光射入加溫溫室建築，陽光退卻後，將溫室建築屋頂上可調百葉放平，變成一層薄板為溫室建築保溫；夏季陽光時，將溫室建築屋頂上可調百葉放平或與陽光成直角遮擋陽光。溫室建築4的向陽面立牆為落地透明窗14和透明門15，溫室建築4的向陽面立牆內(或外)設整面保溫簾16，這樣在冬季陽光時拉開或捲起整面保溫簾能夠充分採光，陽光退去後拉合或放卷整面保溫簾又能充分保溫。溫室建築的屋頂與集熱棚網架6之間設有間隙13，這樣，夏季從集熱棚進風口門9進入的空氣可通過間隙13帶走屋頂的熱氣，為屋頂降溫，熱氣流流向煙囪也為電站增加一份動力。可在溫室建築院牆院門10與集熱棚網架6之間留有一定間隙設置可伸縮的隔斷簾12，這樣在冬季陽光時打開可伸縮的隔斷簾，使溫室建築與之外的大片集熱棚相通，吸收大片集熱棚內的熱氣，而在夏季陽光時可拉合伸縮的隔斷簾，使溫室建築與之外的大片集熱棚隔絕，避免大片集熱棚內的熱氣進入溫室建築。部分集熱棚透光覆蓋層7在溫室建築以外的某些區域與集熱棚網架6之間可以做成不連續的點狀封膠17，點狀封膠間填充棉布等透水但不透氣的物質18，或者部分集熱棚透光覆蓋層7與集熱棚網架6之間的膠條為可方便取下和回裝的膠條19，這樣雨水可以通過無膠點進入集熱棚，滴灌其中生長的植物。
[0034]本實用新型的有益效果是:充分利用幾乎是空置的太陽能煙囪電站集熱棚，把集熱棚大規模用於人居住宅，使太陽能煙?電站的經濟效益更高，巧妙利用集熱棚立柱建造溫室建築，使溫室建築的建造和運營成本遠遠低於普通房屋，而抗雨雪風性能、抗震性能、冬季保溫性能及夏季降溫性能遠遠超過普通房屋，它彌補了常規建築對陽光利用不足的缺憾，使建築在冷天能敞開胸懷最大限度地收集這最廉價最綠色的能源一一太陽能！(注:常規建築只南面牆上部分面積開窗採光，冷天陽光射入量很有限，而溫室建築卻可以南立面全採光，充分加溫屋內，且陽光退卻後，又能拉合整面保溫簾充分保溫)它超強的保溫、遮陽、收集陽光、抗颶風、抗雪壓、抗強震性能，以及材料的可回收、重複利用，減少建築垃圾的排放和比常規建築更低廉的造價，給人們帶來節能、安全的同時將有效地緩解地球的能源危機！
[0035]【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明:
[0037]圖1是本實用新型的整體結構示意圖。
[0038]圖2是本實用新型的溫室建築局部結構示意圖。
[0039]圖3是本實用新型的側刨結構示意圖。
[0040]圖4是本實用新型的集熱棚網架與集熱棚透光覆蓋層局部結構示意圖
[0041]圖中1.集熱棚，2.煙囪，3.渦輪發電機，4.溫室建築，5.集熱棚立柱，6.集熱棚網架，7.集熱棚透光覆蓋層，8.集熱棚進風口擋板，9.集熱棚進風口門，10.溫室建築院牆院門，11.可調百葉，12.可伸縮的隔斷簾，13.間隙，14.落地透明窗，15.透明門，16.整面保溫簾，17.不連續的點狀封膠，18.棉布等透水但不透氣的物質，19.可方便取下和回裝的膠條，A.斜坡山體。
【具體實施方式】
[0042]在圖1中，依託斜坡山體A，集熱棚1、煙囪2、渦輪發電機3組成太陽能煙囪電站，太陽能煙囪電站集熱棚I內設有溫室建築4，溫室建築4利用集熱棚立柱5搭建，集熱棚I的進風口處設有集熱棚進風口擋板8和集熱棚進風口門9，溫室建築4與大片集熱棚I之間設有溫室建築院牆院門10，溫室建築4頂上整個覆蓋可調百葉11，冬季陽光時，將溫室建築屋頂上可調百葉立起，讓陽光射入加溫溫室建築，陽光退卻後，將溫室建築屋頂上可調百葉放平，變成一層薄板為溫室建築保溫；夏季陽光時，將溫室建築屋頂上可調百葉放平或與陽光成直角遮擋陽光。
[0043]在圖2中，集熱棚透光覆蓋層7為雙鋼化中空玻璃(至少是溫室建築屋頂及前院部分)，溫室建築4的東西北三面牆及平屋頂由水泥玻纖面板、8-15cm厚的不燃輕質發泡體和三聚氰胺家具貼面內板組成，這種牆板是普通磚牆保溫性能的十倍左右，而建造成本比普通磚牆還要便宜很多，其抗震性能更讓普通磚牆望塵莫及，向陽面立牆為3-4層中空玻璃的落地透明窗14和透明門15，溫室建築4的向陽面立牆內(或外)設整面保溫簾16，這樣在冬季陽光時拉開或捲起整面保溫簾能夠充分採光，陽光退去後拉合或放卷整面保溫簾又能充分保溫。溫室建築的屋頂與集熱棚網架6之間設有間隙13，這樣，夏季從集熱棚進風口門9進入的空氣可通過間隙13帶走屋頂的熱氣，形成一個「太陽能煙囪降溫系統」為屋頂降溫，熱氣流流向煙囪也為電站增加一份動力；當然也可同時打開建築的前門和後窗形成穿堂風為建築降溫，成為「太陽能煙囪降溫系統」的一部分。可在溫室建築院牆院門10與集熱棚網架6之間留有一定間隙設置可伸縮的隔斷簾12，這樣在冬季陽光時打開可伸縮的隔斷簾，使溫室建築與之外的大片集熱棚相通，吸收大片集熱棚內的熱氣，而在夏季陽光時可拉合伸縮的隔斷簾，使溫室建築與之外的大片集熱棚隔絕，避免大片集熱棚內的熱氣進入溫室建築。
[0044]溫室建築內可以採用全熱交換通風系統以及鋪設灌裝相變儲能材料的金屬(陶瓷)容器地板。溫室建築彌補了常規建築(向陽面一半是不透光的牆)對陽光利用不足的缺憾，使建築在冷天能敞開胸懷最大限度地收集這最廉價最綠色的能源一一太陽能！但溫室建築的一個最大的問題就是冬季中午陽光充足時，屋外零下幾度，屋內卻可以達到零上30度，而凌晨時又降到10幾度，晝夜溫差太大！而採用灌裝相變儲能材料的金屬(陶瓷)容器地板，高效吸收中午陽光的熱量使屋內的溫度不至於過熱，並且把中午儲存的熱量轉移到晚上釋放出來，使夜晚、凌晨不至於太冷，從而有效地解決了這個問題！象這樣的一個溫室建築，在北京地區這種日照率的冬季，幾乎不用額外的取暖設備，靠太陽的光能、自身超強的保溫性能、全熱交換通風系統的低損耗通風性能和灌裝相變儲能材料的金屬(陶瓷)容器地板的無動力調溫性能，即可維持屋內的溫度在18°C以上，可以完全省略龐雜的採暖和空調系統。高寒地區還可以在溫室建築的屋前院落上再增加一層透光覆蓋層，使大溫室(集熱棚)中套小溫室(溫室建築及屋前院落)，能夠更好地實現保溫。
[0045]集熱棚裡溫室建築以外的空間還可進行糧食作物、瓜果蔬菜、家禽家畜、水產品等的養殖，形成一個自己自足的零能耗生物圈。尤其是在長江以北地區的冬季，室外已是草木凋零、一片枯黃，而在集熱棚裡卻是綠意盎然、一片生機！自然而然地成為百姓的冬季公園和旅遊景點。
[0046]由於集熱棚有降低水分蒸發的作用，荒坡披上集熱棚後，裡面的植被會漸漸得到恢復，從而起到了減少水土流失和抑制風沙的作用。
[0047]集熱棚網架及集熱棚透光覆蓋層的壓條最好為鮮豔色或反光色，以防止鳥類撞上透明集熱棚而死傷，也防止透明集熱棚被撞壞。以及集熱棚邊緣設可供小動物通過的雙簾地道，以避免縮小小動物們的生存空間。
【權利要求】
1.一種太陽能煙囪電站內部的溫室建築，包括集熱棚(1)，煙囪(2)，渦輪發電機(3)，溫室建築(4)，集熱棚立柱(5)，集熱棚網架(6)，集熱棚透光覆蓋層(7)，集熱棚進風口擋板(8)，集熱棚進風口門(9)，溫室建築院牆院門(10)，可調百葉(11)，其特徵為:太陽能煙囪電站集熱棚(I)內設有溫室建築(4)，溫室建築(4)利用集熱棚立柱(5)搭建，集熱棚(I)的進風口處設有集熱棚進風口擋板(8)和集熱棚進風口門(9)，溫室建築(4)的屋前院落與大片集熱棚(I)之間設有溫室建築院牆院門(10)，溫室建築(4)頂上整個覆蓋可調百葉(11)。
2.根據權利要求1所述的太陽能煙囪電站內部的溫室建築，其特徵為:溫室建築(4)的向陽面立牆為落地透明窗(14)和透明門(15)，溫室建築(4)的向陽面立牆內或外設整面保溫簾(16)。
3.根據權利要求1所述的太陽能煙囪電站內部的溫室建築，其特徵為:在溫室建築院牆院門(10)與集熱棚網架(6)之間留有一定間隙設置可伸縮的隔斷簾(12)，溫室建築的屋頂與集熱棚網架(6)之間設有間隙(13)。
4.根據權利要求1所述的太陽能煙囪電站內部的溫室建築，其特徵為:部分集熱棚透光覆蓋層(7)在溫室建築以外的某些區域與集熱棚網架(6)之間做成不連續的點狀封膠(17)，點狀封膠間填充棉布透水但不透氣的物質(18)，或者部分集熱棚透光覆蓋層(7)與集熱棚網架(6)之間的膠條為可方便取下和回裝的膠條(19)。
【文檔編號】E04H5/02GK203640341SQ201320565879
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年9月12日 優先權日:2013年9月12日
【發明者】田國 申請人:田國