多透鏡類(lèi)球面結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本設(shè)計(jì)為一種多透鏡類(lèi)球面結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)及方法，應(yīng)用于太陽(yáng)能發(fā)電、集熱等系統(tǒng)，屬于節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能發(fā)電是新興的可再生能源技術(shù)，目前已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的主要是太陽(yáng)能光伏發(fā)電和太陽(yáng)能光熱發(fā)電。太陽(yáng)能光伏發(fā)電具有電池組件模塊化、安裝維護(hù)方便、使用方式靈活等特點(diǎn)，是太陽(yáng)能發(fā)電應(yīng)用最多的技術(shù)。而太陽(yáng)能光熱發(fā)電通過(guò)聚光集熱系統(tǒng)加熱介質(zhì)，再利用傳統(tǒng)蒸汽發(fā)電設(shè)備發(fā)電，近年來(lái)產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目開(kāi)始增多。但太陽(yáng)能光伏發(fā)電的主要部件太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)成本高，設(shè)計(jì)壽命較短，更為嚴(yán)重的是生產(chǎn)太陽(yáng)能電池的污染成本較大；而太陽(yáng)能光熱發(fā)電隨可以避免上述缺點(diǎn)，但其設(shè)備體積大，使用受地形限制較大，在推廣上具有一定的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種體積小、效率高的高效凸透鏡類(lèi)球面結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能集熱發(fā)電系統(tǒng)及方法。
[0004]該系統(tǒng)包括由上半球透鏡、下半球反射鏡和支撐部件組成的球形外殼。其中，球形外殼圍成的區(qū)域?yàn)楣べ|(zhì)蒸發(fā)系統(tǒng)，而工質(zhì)蒸發(fā)系統(tǒng)的中心為蒸氣發(fā)生器。
[0005]所述的工作方法，其特征在于:陽(yáng)光通過(guò)透鏡匯集于工質(zhì)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的發(fā)生器；而下半球反射鏡將未被利用的光照再次反射回球形蒸汽發(fā)生器，再次加熱工質(zhì)。
[0006]該太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)除了發(fā)電外，還可以直接用于海水淡化。海水由底部管道直接進(jìn)入發(fā)生器，由太陽(yáng)光加熱后水蒸發(fā)，由頂部管道引出凝結(jié)成所需的淡水。該裝置較以前的光伏發(fā)電系統(tǒng)或光熱發(fā)電系統(tǒng)更加簡(jiǎn)便可靠，由于沒(méi)有陽(yáng)光跟蹤裝置，故對(duì)風(fēng)沙、潮濕空氣等等惡劣氣候條件有較強(qiáng)的抵抗能力，故可用于沙漠、海洋、高山等氣候惡劣但光照資源較為豐富的地區(qū)；并且該系統(tǒng)成本較前兩個(gè)系統(tǒng)成本更加低廉，推廣大規(guī)模應(yīng)用更加方便；且該系統(tǒng)可以小型化，對(duì)地形等條件要求更低，可安裝于城市高樓頂端等類(lèi)似地區(qū)；而且生產(chǎn)該系統(tǒng)的主要原料玻璃隨處可見(jiàn)，甚至可以通過(guò)廢玻璃回收利用的方式來(lái)生產(chǎn)該系統(tǒng)，進(jìn)一步降低了該系統(tǒng)的生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1本系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2本系統(tǒng)的工質(zhì)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖中標(biāo)號(hào)名稱(chēng):1.透鏡，2.支撐，3.蒸發(fā)系統(tǒng)，4.反射鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1所示，本發(fā)明由外部的透鏡、支撐、內(nèi)部的蒸發(fā)系統(tǒng)以及底部的反射鏡組成。光照熱量經(jīng)過(guò)凸透鏡進(jìn)行匯聚，最終匯聚到工質(zhì)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的玻璃球容器中，而未被利用的光照則經(jīng)過(guò)反射鏡反射回到蒸發(fā)系統(tǒng)中心，加熱其中的工質(zhì)，生成工質(zhì)蒸汽。工質(zhì)蒸汽再通過(guò)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的頂部管道導(dǎo)流至外部，進(jìn)行下一步操作。而損失的工質(zhì)則由玻璃容器的下部管道進(jìn)行補(bǔ)充。從而達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)不斷產(chǎn)生工質(zhì)蒸汽的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多透鏡類(lèi)球面結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，其特征在于: 包括由上半球透鏡⑴和下半球反射鏡⑷及支撐部件⑵組成的球形外殼； 其中上半球透鏡(I)為透鏡；下半球反射鏡(4)內(nèi)壁為反射鏡； 還包括位于球形外殼中的工質(zhì)蒸發(fā)系統(tǒng)(3);工質(zhì)蒸發(fā)系統(tǒng)(3)的中心區(qū)域?yàn)榍蛐握羝l(fā)生器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多透鏡類(lèi)球面結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，其特征在于:所述上半球透鏡(I)由若干透鏡陣列組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多透鏡類(lèi)球面結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，其特征在于:所述透鏡陣列中布置于系統(tǒng)頂部的一塊透鏡為菲涅耳透鏡。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多透鏡類(lèi)球面結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，其特征在于:下半球反射鏡(4)由若干反射鏡陣列組成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作方法，其特征在于: 陽(yáng)光通過(guò)透鏡(I)匯集于工質(zhì)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)(3)的發(fā)生器；而下半球反射鏡(4)將未被利用的光照再次反射回球形蒸汽發(fā)生器，再次加熱工質(zhì)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多透鏡類(lèi)球面結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能集熱發(fā)電系統(tǒng)的工作方法，其特征在于:上述工質(zhì)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)中的工質(zhì)為R21、R123、R134a、R245fa、HFE700、HFR7100。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多透鏡類(lèi)球面結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能集熱發(fā)電系統(tǒng)的工作方法，其特征在于:上述工質(zhì)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)中的工質(zhì)為冊(cè)13或co2。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多透鏡類(lèi)球面結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能集熱發(fā)電系統(tǒng)的工作方法，其特征在于:上述工質(zhì)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)(3)中的工質(zhì)為R245fa與R601混合物、NH3-H2O, R410a、R415B。
【專(zhuān)利摘要】一種多透鏡類(lèi)球面結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)及方法，屬于節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。包括由上半球透鏡（1）和下半球反射鏡（4）及支撐部件（2）組成的球形外殼；其中上半球透鏡（1）為凸透鏡；下半球反射鏡（4）內(nèi)壁為反射鏡；還包括位于球形外殼中的工質(zhì)蒸發(fā)系統(tǒng)（3）；工質(zhì)蒸發(fā)系統(tǒng)（3）的中心區(qū)域?yàn)榍蛐握羝l(fā)生器。本發(fā)明采用新式的集熱技術(shù)，可以充分利用太陽(yáng)光光能，成本低、換熱效率高。
【IPC分類(lèi)】F24J2/08, F22B1/00, F24J2/13
【公開(kāi)號(hào)】CN104964462
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510312831
【發(fā)明人】張軒愷, 韓東, 姚瑤
【申請(qǐng)人】南京航空航天大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年6月9日