一种基于定向传光的太阳能集热系统技术方案

本申请实施例公开了一种基于定向传光的太阳能集热系统，菲涅尔透镜在水平旋转台的作用下，能够实现对太阳光线方位角的调整，在旋转固定件的作用下，能够实现对太阳光线高度角的调整，将菲涅尔透镜的聚光焦点与定向调节器的焦点重合，通过定向调节器和导光管对太阳光线进行聚光和传输，实现了太阳能的聚光集热，不需要经过多次的太阳光线反射和折射，避免了太阳能能量的损失，同时不需要使用输油管道进行热传输，也不需要大功率油泵的动力装置，降低了系统的能量损耗；本申请提供的太阳能集热系统，不需要使用光缆进行光的传输和蓄热，而是利用价格低廉且性能稳定的导光管进行聚光和热量传输，经济效益高。

A Solar Energy Collection System Based on Directional Light Transfer

The embodiment of this application discloses a solar energy collecting system based on directional light transmission. The Fresnel lens can adjust the azimuth angle of the solar ray under the action of a horizontal rotating table. Under the action of a rotating fixture, the azimuth angle of the solar ray can be adjusted, and the focus of the Fresnel lens and the focus of the directional regulator can be coincided by a directional regulator and a directional regulator. The light guide tube concentrates and transmits the sunlight, realizes the solar energy concentrating heat, does not need to pass through many times of sunlight reflection and refraction, avoids the loss of solar energy, at the same time does not need to use the oil pipeline for heat transmission, does not need the power device of the high-power oil pump, reduces the energy loss of the system; the solar energy collecting system provided in this application, does not need to use the oil pipeline for heat transmission, nor does it need the power device of the high It is necessary to use optical cable for optical transmission and heat storage, but to use low-cost and stable optical tube for concentrating light and heat transmission, with high economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种基于定向传光的太阳能集热系统
本申请涉及太阳能
，尤其涉及一种基于定向传光的太阳能集热系统。
技术介绍
传统的烹饪系统，多采用煤气、天然气或电作为能量来源，一方面会直接或间接地消耗大量的化石燃料，不利于节能环保事业的开展；另一方面，长期使用煤气、天然气或市电不仅费用高昂，而且容易发生燃气泄漏或电气火灾等安全事故。因此，人们开始展开对安全环保的太阳能烹饪系统的研究。目前常见的太阳能烹饪系统分为箱式太阳灶、聚光型太阳灶和间接型太阳灶三种。其中，箱式太阳灶聚光倍率小，集热温度低，主要用来保温或焖熟食物，结构简单，功能单一；聚光型太阳灶聚光倍率较大，集热温度较高，但其灶头位于室外，不方便日常家居使用，用户体验性较低；而市面上成熟的间接型太阳灶主要以平板集热器或真空管集热器作为吸热端，以水或导热油作为导热介质，通过高温泵驱动，进而实现室内使用太阳灶的有益效果，但系统结构复杂，成本高，且由于大量导热介质和大功率高温泵的使用，系统整体耗能也不低。为解决以上不足，目前的一种改进方法是，通过反射聚光式太阳能炉灶，在室外将太阳光线经过多次的反射和折射，最终汇聚在室内太阳能炉灶的集热器上，实现了在室内操作太阳灶的有益效果，同时省却了高温泵和导热油的使用，但是这种反射聚光式太阳能炉灶，一方面太阳光线经过多次反射和折射，容易损失大量的能量，另一方面，太阳光线直接暴露在空气中，大大增加了与空气分子团的传导热损耗和对流损耗。另一种改进方法是，通过日光聚焦式光缆输入多用蓄热太阳炉，利用聚光镜把日光聚焦后通过阳光漏斗进入光缆，由光缆改变光的取向，把光缆末端的输出插头插入炉具的输入插口中，即可达到使多用蓄热太阳炉放热或蓄热储能延时备用的目的。这种日光聚焦式光缆输入多用蓄热太阳炉虽然能够实现在室内的灵活使用，但是光纤光缆的价格昂贵，且光纤芯容易折断，质量难以保证，因此，容易导致太阳炉灶整体造价高和性能不稳定的问题。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种基于定向传光的太阳能集热系统，解决了现有的太阳能炉灶系统能耗大、造价高和性能不稳定的技术问题。有鉴于此，本申请提供了一种基于定向传光的太阳能集热系统，包括：聚光装置和直接加热装置；所述聚光装置包括：底座、菲涅尔透镜、透镜支架、水平旋转台和定向准直器；所述水平旋转台为环状结构，且安装在所述底座上；所述菲涅尔透镜安装在所述透镜支架上；所述透镜支架通过旋转固定件固定在所述水平旋转台的支柱上；所述定向准直器包括：导光管和定向调节器；所述导光管和所述定向调节器一体化连接；所述定向调节器为旋转抛物面结构；所述菲涅尔透镜的聚光焦点与所述定向调节器的焦点重合；所述聚光装置用于自动跟踪太阳光线，将所述太阳光线聚集并通过所述导光管传输至所述直接加热装置；所述直接加热装置设置有加热板，所述直接加热装置通过所述聚光装置传输过来的太阳光线加热放置在所述加热板上的厨具。优选地，所述导光管位于所述直接加热装置的一端设置有导光管盖，所述导光管盖上设置有光圈。优选地，所述加热板上设置有压力传感器，所述光圈根据所述压力传感器的压力变化进行开启或关闭。优选地，所述太阳能集热系统还包括：储热加热装置和炉盖；所述储热加热装置包括：第一集热器、相变储能换热器、高温油泵、第一高温油管、第二高温油管、第三高温油管、第一三通阀和第二三通阀；所述第一集热器设有用于放置厨具的第一开口，所述第一集热器用于加热厨具；所述相变储能换热器通过管道与所述第一集热器连接，所述管道与所述相变储能换热器内部填充的相变储能材料充分接触，所述管道包括第一进油管道和第一出油管道；所述高温油泵与所述第一高温油管的一端连接，并与所述第二高温油管的一端连接；所述第一高温油管的另一端通过第一三通阀与所述第一出油管道连接；所述第三高温油管的一端通过第二三通阀与所述第一进油管道连接；所述炉盖包括：盖板、保温箱、第二集热器、第二进油管道和第二出油管道；所述第二集热器嵌在所述保温箱内，并设有用于所述第二集热器接收太阳光线的第二开口；所述保温箱固定在所述盖板上；所述第二集热器上设置有盘管，所述盘管的一端与所述第二进油管道的一端连接，并通过所述第二进油管道的另一端与所述第二高温油管的另一端可拆卸性连接，所述盘管的另一端与所述第二出油管道的一端连接，并通过所述第二出油管道的另一端与所述第三高温油管的另一端可拆卸性连接。优选地，所述太阳能集热系统还包括：蓄电装置；所述蓄电装置包括：多焦点菲涅尔光伏聚光镜、全反射匀光漏斗、太阳能光伏电池片、基座和蓄电池组；所述蓄电装置安装在所述透镜支架上；所述基座上设置有太阳能光伏电池片，所述太阳能光伏电池片与所述多焦点菲涅尔光伏聚光镜的焦点对应设置；所述太阳能光伏电池片与所述多焦点菲涅尔光伏聚光镜之间设置有所述全反射匀光漏斗；所述太阳能光伏电池片通过所述基座上的电池片接口与所述蓄电池组电连接。优选地，所述太阳能集热系统还包括：第一散热装置；所述第一散热装置包括：水箱、水泵、水箱进水管、水箱出水管和水泵水管；所述水箱设置有第一进水口和第一出水口，所述第一进水口通过所述水箱进水管与所述水泵的一端连接，所述第一出水口通过所述水箱出水管与所述基座的第二进水口连接；所述水泵的另一端通过所述水泵水管与所述基座的第二出水口连接。优选地，所述第二集热器为锥形盘管集热器。优选地，所述太阳能集热系统还包括：第二散热装置；所述第二散热装置包括：水箱、水泵、水箱进水管、水箱出水管、水泵水管、基座进水软管和基座出水软管；所述水箱设置有第一进水口和第一出水口，所述第一进水口通过所述水箱进水管与所述水泵的一端连接，所述第一出水口通过所述水箱出水管与所述基座进水软管的一端连接，所述基座进水软管的另一端与所述基座的第二进水口连接；所述水泵的另一端通过所述水泵水管与所述基座出水软管的一端连接，所述基座出水软管的另一端与所述基座的第二出水口连接。优选地，所述炉盖还包括：加强肋；所述加强肋对立固定在所述保温箱的两侧，并分别与所述盖板固定连接。优选地，所述炉盖还包括：圆环；所述圆环设置于所述盖板的两端，用于悬挂所述炉盖。优选地，所述第二集热器表面涂覆高温选择性吸收涂层。优选地，所述第一集热器为圆柱形盘管集热器或平面蛇形盘管集热器或复合形盘管集热器。优选地，所述第一集热器，和/或所述第一高温油管，和/或所述第二高温油管，和/或所述第三高温油管，内部充注高温合成导热油。优选地，所述第一集热器，和/或所述相变储能换热器，和/或所述第一高温油管，和/或所述第二高温油管，和/或所述第三高温油管，和/或所述第一进油管道，和/或所述第一出油管道，和/或所述第二进油管道，和/或所述第二出油管道，外部均裹覆保温隔热材料。优选地，所述太阳能光伏电池片表面设置有防水层，所述太阳能光伏电池片通过所述基座与所述基座内部的水流接触。优选地，所述全反射匀光漏斗表面镀有全反射膜。优选地，所述蓄电装置还包括：连接丝杆；所述连接丝杆的一端与所述多焦点菲涅尔光伏聚光镜连接，另一端与所述基座连接；所述连接丝杆的高度可调节。优选地，所述导光管盖的材质为耐高温材料。优选地，所述直接加热装置外部设置有耐高温隔板。优选地，所述定向调节器和/或所述导光管内表面涂覆高反射铝膜。优选地，所述聚光装置还包括：固定台；所述固定台设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于定向传光的太阳能集热系统，其特征在于，包括：聚光装置和直接加热装置；所述聚光装置包括：底座、菲涅尔透镜、透镜支架、水平旋转台和定向准直器；所述水平旋转台为环状结构，且安装在所述底座上；所述菲涅尔透镜安装在所述透镜支架上；所述透镜支架通过旋转固定件固定在所述水平旋转台的支柱上；所述定向准直器包括：导光管和定向调节器；所述导光管和所述定向调节器一体化连接；所述定向调节器为旋转抛物面结构；所述菲涅尔透镜的聚光焦点与所述定向调节器的焦点重合；所述聚光装置用于自动跟踪太阳光线，将所述太阳光线聚集并通过所述导光管传输至所述直接加热装置；所述直接加热装置设置有加热板，所述直接加热装置通过所述聚光装置传输过来的太阳光线加热放置在所述加热板上的厨具。

【技术特征摘要】
1.一种基于定向传光的太阳能集热系统，其特征在于，包括：聚光装置和直接加热装置；所述聚光装置包括：底座、菲涅尔透镜、透镜支架、水平旋转台和定向准直器；所述水平旋转台为环状结构，且安装在所述底座上；所述菲涅尔透镜安装在所述透镜支架上；所述透镜支架通过旋转固定件固定在所述水平旋转台的支柱上；所述定向准直器包括：导光管和定向调节器；所述导光管和所述定向调节器一体化连接；所述定向调节器为旋转抛物面结构；所述菲涅尔透镜的聚光焦点与所述定向调节器的焦点重合；所述聚光装置用于自动跟踪太阳光线，将所述太阳光线聚集并通过所述导光管传输至所述直接加热装置；所述直接加热装置设置有加热板，所述直接加热装置通过所述聚光装置传输过来的太阳光线加热放置在所述加热板上的厨具。2.根据权利要求1所述的太阳能集热系统，其特征在于，所述导光管位于所述直接加热装置的一端设置有导光管盖，所述导光管盖上设置有光圈。3.根据权利要求2所述的太阳能集热系统，其特征在于，所述加热板上设置有压力传感器，所述光圈根据所述压力传感器的压力变化进行开启或关闭。4.根据权利要求1所述的太阳能集热系统，其特征在于，所述太阳能集热系统还包括：储热加热装置和炉盖；所述储热加热装置包括：第一集热器、相变储能换热器、高温油泵、第一高温油管、第二高温油管、第三高温油管、第一三通阀和第二三通阀；所述第一集热器设有用于放置厨具的第一开口，所述第一集热器用于加热厨具；所述相变储能换热器通过管道与所述第一集热器连接，所述管道与所述相变储能换热器内部填充的相变储能材料充分接触，所述管道包括第一进油管道和第一出油管道；所述高温油泵与所述第一高温油管的一端连接，并与所述第二高温油管的一端连接；所述第一高温油管的另一端通过第一三通阀与所述第一出油管道连接；所述第三高温油管的一端通过第二三通阀与所述第一进油管道连接；所述炉盖包括：盖板、保温箱、第二集热器、第二进油管道和第二出油管道；所述第二集热器嵌在所述保温箱内，并设有用于所述第二集热器接收太阳光线的第二开口；所述保温箱固定在所述盖板上；所述第二集热器上设置有盘管，所述盘管的一端与所述第二进油管道的一端连接，并通过所述第二进油管道的另一端与所述第二高温油管的另一端可拆卸性连接，所述盘管的另一端与所述第二出油管道的一端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩腾，陈木生，黄金，王海，张丹琼，陈丹娜，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44