太陽能發電系統的製作方法
2023-11-05 06:22:47
專利名稱：太陽能發電系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能發電領域，特別是涉及一種太陽能發電系統。
背景技術：
太陽能就是太陽輻射能。在太陽內部，每時每刻都進行著激裂的核裂變和核聚變反應，從而產生大量的熱。太陽表面的溫度達6000°C左右，內部溫度高達數百萬度。由於太陽的溫度很高，它不斷地向宇宙空間輻射能量，包括可見光，不可見光和各種微粒，總稱為太陽輻射。照射在地球上的太陽能非常巨大，大約40分鐘照射在地球上的太陽能，便足以供全球人類一年能量的消費。而且，太陽能隨處可得，不必遠距離輸送，而且不會產生廢水、廢氣、廢渣等汙染，也不會產生諸如溫室氣體等環保問題，可以說，太陽能是真正取之不盡、用之不竭的清潔環保的新能源。因此，如何利用太陽能是未來清潔能源的重要發展趨勢之·一，而利用太陽能發電更是太陽能利用的重要方式。目前，太陽能光發電是利用太陽能電池將太陽能直接轉換為電能。太陽能電池由單晶矽或非晶矽薄膜製成，轉換效率最多為10% — 17%，其轉化率較低，製作成本較高，無法大面積實施。我國目前沒有掌握生產單晶矽或非晶矽薄膜的關鍵技術，並且在生產時產生的費料，是一種有毒的物質，會對環境造成嚴重汙染。由於該種物質回收再利用的成本昂貴，多數生產光伏電池太陽能板的公司均未裝設或未完全安裝相關的回收設備，嚴重汙染了環境。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明提供一種轉化效率高、不汙染環境、製作成本低的太陽能發電系統。本發明的太陽能發電系統，包括太陽能採集區、U型管蒸發器、汽輪機、發電機和導熱油工作箱，所述太陽能採集區包括低溫採集區和高溫採集區，所述低溫採集區和高溫採集區通過主油管連通，所述高溫採集區通過管路與U型管蒸發器連通，所述U型管蒸發器的頂部通過管路與汽輪機的主氣閥連通，所述汽輪機的輸出軸與發電機連接，所述導熱油工作箱通過管路與低溫採集區連通。進一步的，所述低溫採集區包括至少一塊低溫採集板，所述低溫採集板包括中空外框、高透光玻璃、吸熱板和保溫板，所述高透光玻璃與所述中空外框垂直密封連接，所述吸熱板設於高透光玻璃的下方，且與中空外框垂直密封連接，所述保溫板貼合於吸熱板的底面；所述高溫採集區包括至少一塊高溫採集板，所述高溫採集板包括中空外框、帶有短焦距凸透鏡的高透光玻璃、吸熱板和保溫板，所述帶有短焦距凸透鏡的高透光玻璃與所述中空外框垂直密封連接，所述吸熱板設於帶有短焦距凸透鏡的高透光玻璃的下方，且與中空外框垂直密封連接，所述保溫板貼合於吸熱板的底面。進一步的，所述高透光玻璃與吸熱板之間設有自動排氣閥。
進一步的，所述保溫板與吸熱板的貼合面粘貼有反射膜。進一步的，所述高透光玻璃和吸熱板之間設有絕緣墊塊。進一步的，所述吸熱板包括外殼和熱芯，所述熱芯設於所述外殼內，所述熱芯內設
有至少一根銅管。進一步的，還包括冷凝器，所述冷凝器的進氣口通過管路與所述汽輪機的出氣口連通，冷凝器底部的工作液出口通過管路與U型管蒸發器上的工作液入口連通，冷凝器的
內部設有冷卻管，所述冷卻管從上至下交替設於冷凝器內，冷卻管的頂部設有熱水出水口，冷卻管的底部設有冷水補水口。進一步的，所述U型管蒸發器內設有保壓室和蒸發室，所述保壓室和蒸發室通過氣液分離網相隔，所述蒸發室內設有U型管導熱器，所述U型管導熱器的入口通過管路與高溫採集區連通，U型管導熱器的出液口通過管路與低溫採集區連通，在U型管導熱器的周圍充滿二氯甲烷工作介質。進一步的，在所述U型管蒸發器和高溫採集區之間的管路上設有補熱鍋爐和穩壓器。進一步的，還包括二氯甲烷工作液箱，所述二氯甲烷工作液箱通過管路與U型管蒸發器連通。與現有技術相比本發明的有益效果為本發明的太陽能發電系統，可廣泛應用於各種建築物上，轉化率高，製作成本低，不汙染環境，可有效的將太陽能轉換為電能。
圖I是本發明的流程圖；圖2是低溫採集板的剖視圖；圖3是高溫採集板的剖視圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。如圖I、圖2和圖3所示，一種太陽能發電系統，包括太陽能採集區I、補熱鍋爐4、穩壓器5、U型管蒸發器6、汽輪機7、變速箱8、發電機9、冷凝器10、二氯甲烷工作液箱11和導熱油工作箱12，太陽能採集區I包括低溫採集區2和高溫採集區3，低溫採集區2和高溫採集區3通過主油管42連通，高溫採集區3的一側通過管路與U型管蒸發器6底部的進液口連通，在U型管蒸發器6和高溫採集區3之間的管路上依次安裝有補熱鍋爐4、穩壓器5和第一導熱油泵15，U型管蒸發器6頂部的排氣口 17通過管路與汽輪機7的主氣閥16連通，在排氣口 17上設有壓力控制閥18，汽輪機7的輸出軸與變速箱8連接，變速箱8與發電機9連接，二氯甲烷工作液箱11通過管路與U型管蒸發器6連通，在二氯甲烷工作液箱11與U型管蒸發器6之間的管路上設有工作液循環泵14，導熱油工作箱12通過管路與低溫採集區2連通，在導熱油工作箱12與低溫採集區2之間的管路上設有第二導熱油泵13。低溫採集區2包括四十塊低溫採集板21，低溫採集板21包括中空外框211、高透光玻璃212、吸熱板213和保溫板214，其中中空外框211由鋁合金型材構成，中空外框211的內部為中空結構，高透光玻璃212垂直粘合於中空外框211的頂部，與中空外框211密封連接於一起，吸熱板213設於高透光玻璃212的下方與中空外框211垂直連接於一起，在吸熱板213與中空外框211的連接處設有密封膠條215，以保證吸熱板213與中空外框211連接的密封性，高透光玻璃212和吸熱板213之間設有絕緣墊塊216，為儘可能的減少吸熱板213的熱量損失，在高透光玻璃212與吸熱板213之間設置了自動排氣閥216，利用熱脹冷縮的原理，使吸熱板213的空腔內形成半真空，以減少無陽光照射時的熱量損失，保溫板214貼合於吸熱板213的底面，保溫板214與吸熱板2 13的貼合面粘貼有反射膜217，可降低熱量的散失。吸熱板213包括外殼218和熱芯219，吸熱板213的外殼218由I. Omm鋁合金板壓制而成，熱芯219設於外殼內，在熱芯219的內部設有七根供導熱油流通的銅管220，熱芯219是由工業廢鋁粉碎而成的鋁屑和埋入鋁屑中的銅管220經耐高溫高導粘合劑壓制而成，熱芯219裝入外殼218中貼合於外殼218的向陽面可處理成高吸收率的深色，具體的顏色可根據建築總體的顏色來調定。高溫採集區3包括五塊高溫採集板31，高溫採集板31包括中空外框311、帶有短焦距凸透鏡的高透光玻璃312、吸熱板313和保溫板314，其中中空外框311由鋁合金型材構成，中空外框311的內部為中空結構，帶有短焦距凸透鏡的高透光玻璃312垂直粘合於中空外框311的頂部，與中空外框311密封連接於一起，吸熱板313設於帶有短焦距凸透鏡的高透光玻璃312下方的聚焦處，吸熱板313與中空外框311垂直連接於一起，在吸熱板313與中空外框311的連接處設有密封膠條315，以保證吸熱板313與中空外框311連接的密封性，帶有短焦距凸透鏡的高透光玻璃312和吸熱板313之間設有絕緣墊塊316，為儘可能的減少吸熱板313的熱量損失，在高透光玻璃312與吸熱板313之間設置了自動排氣閥316，利用熱脹冷縮的原理，使吸熱板313的空腔內形成半真空，以減少無陽光照射時的熱量損失；保溫板314貼合於吸熱板313的底面，保溫板314與吸熱板313的貼合面粘貼有反射膜317，可降低熱量的散失。吸熱板313包括外殼318和熱芯319，吸熱板313的外殼318由
I.Omm鋁合金板壓制而成，熱芯319設於外殼內，在熱芯319的內部設有七根供導熱油流通的銅管320，熱芯319是由工業廢鋁粉碎而成的鋁屑和埋入鋁屑中的銅管320經耐高溫高導粘合劑壓制而成，熱芯319裝入外殼318中貼合於外殼318的向陽面可處理成高吸收率的深色，具體的顏色可根據建築總體的顏色來調定。在實際使用中，低溫採集板21作為建築物向陽面外裝飾幕裝使用，其數量根據建築物的面積而定，在低溫採集板21內的銅管220中導入高溫導熱油，通過銅管220由下向上在低溫採集區2中串升，進入高溫採集區3，低溫採集板21的銅管220內的油溫在8小時的日照時段通常保持在80°C (±5°C)，油溫的控制用調節導熱油的流量來實現。高溫採集區3通過光電控制，在早上9時至下午3時間隨著太陽的移動而在二維空間擺動，擺動時段根據季節設定，使陽光始終對高溫採集區垂直照射。高溫採集區3 —般採用4-6塊高溫採集板31組合為一組，每塊高溫採集板31的面積一般為I. 2m2，通過實驗，高溫採集區3在日照充足的情況下，聚焦處的溫度能達到460°C左右。上述所說的光電控制是安裝在高溫採集區3的支架上的兩隻步進電機，其分別控制高溫採集板的仰角及左右轉動，步進電機通過蝸輪變速箱傳動，電機的轉動由光控開關控制。當光控開關在陽光直射時處於斷開狀態，電動機立即停止轉動。當陽光發生偏轉達到一定的偏轉量時，光控開關處於閉合狀態，電動機轉動，進行左右或仰角的調正，直至陽光與高溫採集板垂直，光控開關又處於斷開狀態。高溫採集板的轉動方向根據日照移動規律可預先設定。U型管蒸發器6內設有保壓室66和蒸發室63，保壓室66和蒸發室63之間通過氣液分離網65隔開，蒸發室63內部設有U型管導熱器61，U型管導熱器61由多根U型管組合而成，U型管導熱器61的入口 62通過管路與高溫採集區3連通，U型管導熱器61的出液口 64通過管路與低溫採集區2連通，在U型管導熱器61的周圍充滿工作介質二氯甲烷，二氯甲烷其凝固點為_95°C，沸點39. 75°C。在450度以下其性能穩定，當達到450度時其分解產生光氣。工作時，高溫採集板31內的銅管311內的導熱油工作液經U型管導熱器61的入口 62進入U型管導熱器61內，然後從U型管導熱器61的出液口 64排出，經與低溫採集區2連通的管路流回低溫採集板21內的銅管220內進行重複利用。由於從高溫採集區3內的銅管311內流出的導熱油溫度在160°C左右，高溫導熱油在U型管導熱器61內流動 的時，U型管蒸發器6內的工作介質二氯甲烷受熱氣化，氣體從保壓室66頂部的排氣口 17排出，確保排出的二氯甲烷蒸氣的壓力不低於O. 8Mpa，經管路從汽輪機7的主氣閥16進入汽輪機7內，使得汽輪機7開始工作，汽輪機7通過變速箱8調速後，帶動發電機9開始發電。冷凝器10是將氣態的二氯甲烷通過冷卻變成液態而循環使用。冷凝器10的進氣口 101通過管路與汽輪機7的出氣口 71連通，冷凝器10底部的工作液出口 102通過管路與U型管蒸發器6上的工作液入口連通，冷凝器10的內部設有冷卻管103，冷卻管103從上至下交替設於冷凝器10內，冷卻管103的頂部設有熱水出水口 104，冷卻管103的底部設有冷水補水口 105。工作時，汽輪機7將二氯甲烷氣體排入冷凝器10內，經冷卻管103內的冷水冷卻後，從設於冷凝器10底部的工作液出口 102排入U型管蒸發器6內進行重複使用，在冷卻二氯甲烷氣體過程中升高溫度的冷水在熱水泵19的作用下，經冷凝器10上的熱水出水口 104排入熱水箱內，冷卻所生成的熱水可滿足生活熱水，冷水經冷水泵41抽入冷凝管103內，繼續對二氯甲烷氣體進行冷卻。本實施例中的汽輪機採用TLl型低溫低壓汽輪機7，其正常的工作壓力為O. 5-0. 8Mpa，機型將隨負荷而選擇。補熱鍋爐4的作用是在長期無日照的期間或日照長期不足期間確保太陽能發電系統正常運行。穩壓器5是由穩壓罐及儀表組成，其可調節和穩定高溫導熱油的溫度，避免不必要的蒸發。導熱油工作液箱12用於對低溫採集板21內的銅管220內的導熱油進行補充。二氯甲烷工作液箱11用於對U型管蒸發器6內的二氯甲烷63工作液進行補充。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種太陽能發電系統，其特徵在於包括太陽能採集區、U型管蒸發器、汽輪機、發電機和導熱油工作箱，所述太陽能採集區包括低溫採集區和高溫採集區，所述低溫採集區和高溫採集區通過主油管連通，所述高溫採集區通過管路與U型管蒸發器連通，所述U型管蒸發器的頂部通過管路與汽輪機的主氣閥連通，所述汽輪機的輸出軸與發電機連接，所述導熱油工作箱通過管路與低溫採集區連通。
2.如權利要求I所述的太陽能發電系統，其特徵在於所述低溫採集區包括至少一塊低溫採集板，所述低溫採集板包括中空外框、高透光玻璃、吸熱板和保溫板，所述高透光玻璃與所述中空外框垂直密封連接，所述吸熱板設於高透光玻璃的下方，且與中空外框垂直密封連接，所述保溫板貼合於吸熱板的底面； 所述高溫採集區包括至少一塊高溫採集板，所述高溫採集板包括中空外框、帶有短焦距凸透鏡的高透光玻璃、吸熱板和保溫板，所述帶有短焦距凸透鏡的高透光玻璃與所述中空外框垂直密封連接，所述吸熱板設於帶有短焦距凸透鏡的高透光玻璃的下方，且與中空外框垂直密封連接，所述保溫板貼合於吸熱板的底面。
3.如權利要求2所述的太陽能發電系統，其特徵在於所述高透光玻璃與吸熱板之間設有自動排氣閥。
4.如權利要求3所述的太陽能發電系統，其特徵在於所述保溫板與吸熱板的貼合面粘貼有反射月吳。
5.如權利要求4所述的太陽能發電系統，其特徵在於所述高透光玻璃和吸熱板之間設有絕緣墊塊。
6.如權利要求2所述的太陽能發電系統，其特徵在於所述吸熱板包括外殼和熱芯，所述熱芯設於所述外殼內，所述熱芯內設有至少一根銅管。
7.如權利要求I所述的太陽能發電系統，其特徵在於還包括冷凝器，所述冷凝器的進氣口通過管路與所述汽輪機的出氣口連通，冷凝器底部的工作液出口通過管路與U型管蒸發器上的工作液入口連通，冷凝器的內部設有冷卻管，所述冷卻管從上至下交替設於冷凝器內，冷卻管的頂部設有熱水出水口，冷卻管的底部設有冷水補水口。
8.如權利要求7所述的太陽能發電系統，其特徵在於所述U型管蒸發器內設有保壓室和蒸發室，所述保壓室和蒸發室通過氣液分離網相隔，所述蒸發室內設有U型管導熱器，所述U型管導熱器的入口通過管路與高溫採集區連通，U型管導熱器的出液口通過管路與低溫採集區連通，在U型管導熱器的周圍充滿二氯甲烷工作介質。
9.如權利要求I所述的太陽能發電系統，其特徵在於在所述U型管蒸發器和高溫採集區之間的管路上設有補熱鍋爐和穩壓器。
10.如權利要求1-9中任意一項所述的太陽能發電系統，其特徵在於還包括二氯甲烷工作液箱，所述二氯甲烷工作液箱通過管路與U型管蒸發器連通。
全文摘要
本發明涉及太陽能發電領域，特別是涉及一種太陽能發電系統；包括太陽能採集區、U型管蒸發器、汽輪機、發電機和導熱油工作箱，太陽能採集區包括低溫採集區和高溫採集區，低溫採集區和高溫採集區通過主油管連通，高溫採集區通過管路與U型管蒸發器連通，U型管蒸發器的頂部通過管路與汽輪機的主氣閥連通，汽輪機的輸出軸與發電機連接，導熱油工作箱通過管路與低溫採集區連通；本發明的太陽能發電系統，可廣泛應用於各種建築物上，轉化率高，製作成本低，不汙染環境，可有效的將太陽能轉換為電能。
文檔編號F24J2/08GK102953947SQ20111023501
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月17日 優先權日2011年8月17日
發明者姜建綱 申請人:姜建綱