渗透式太阳能收集器烟囱塔制造技术

本文提供了一种渗透式太阳能收集器烟囱塔。特别地，本文提供了包括以下的渗透式太阳能空气加热收集器设备：吸热顶；与所述吸热顶相邻的内部空间；以及，在所述吸热顶上分布的并且被构造成使周围空气从所述吸热顶外流进所述内部空间中的多个进气开口，因所述多个进气开口导致的所述吸热顶的孔隙率介于约0.25％的开放面积至约5％的开放面积的范围内；从所述渗透式太阳能空气加热收集器设备延伸并与所述内部空间连接的烟囱塔，以使所述内部空间中的加热的空气从所述内部空间流动通过所述烟囱塔；以及，布置于空气流从所述内部空间通过所述烟囱塔的路径上的一个或多个涡轮机。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本说明书要求与2015年6月16日提交的美国专利申请no.14/740389和于2014年10月2日提交的美国专利申请no.14/504740的优先权益，这二者都通过引用并入本文。
本说明书总体涉及太阳能烟囱塔，并且具体涉及渗透式太阳能收集器烟囱塔。
技术介绍
太阳能可使空气运动，并且可将运动的空气导向风力涡轮机以产生电。在太阳能上升气流塔或烟囱中，日照加热非常宽的温室型的有顶收集器结构(即，透明的和/或有盖的板)旁边的空气，所述收集器结构围绕非常高的烟囱塔的中央基座。该加热导致对流，从而通过烟囱效应使空气向塔运动。该空气流驱动放置于烟囱内或放置于烟囱基部周围的风力涡轮机，以产生电。盖可由在地面上近似水平伸展的玻璃和聚合物膜组成。盖的高度朝塔基部的方向升高，在塔基部处，加热的空气以最小的摩擦损耗从水平运动转向竖向运动。盖允许短波太阳能辐射穿透，并保留来自加热的地面的长波再辐射。因此，在顶下的地面热起来，并将其热传递给进入太阳能收集器阵列圆周的空气，所述空气径向地流向塔，然后在烟囱中上升。然而，与太阳能塔一起使用的这样的温室式收集器具有许多问题，包括高成本、非常低的效率、低的温度升高以及需要大的地块产生热能以制造充分的空气运动。换言之，在顶上使用了非常大面积的盖来产生空气流。此外，在大面积中所述顶可容易地积累灰尘，因此太阳光学效率因灰尘积累导致随着时间的推移而降低，和/或必须清洁所述盖。此外，这样的透明顶的耐久性低，因为难以加固透明的板。此外，玻璃板可能容易损坏；并且用作顶的塑料盖或聚合物盖当暴露于UV射线时将随着时间的推移而降解，并且薄塑料片可能在强风条件下被拆散。这样的顶还具有热问题，其包括低的太阳能效率和低的温度升高，从而影响太阳能塔或烟囱的一般性的能量转换。该低效率需要更大的太阳能收集器面积来产生更多的热和空气运动，从而需要更高的投资成本。
技术实现思路
本说明书总体涉及这样的装置，其包括渗透式太阳能收集器以加热空气，并且一般而言，所述装置被构造成使加热的空气运动至从所述渗透式太阳能收集器延伸的烟囱塔，以使涡轮机转动。所述渗透式太阳能收集器包括吸热顶，和内部空间。例如，所述吸热顶可由一个或多个有穿孔的吸热板形成，并且侧壁可从所述吸热顶延伸，以至少部分地限定所述内部空间。在所述吸热顶上分布有进气开口，所述进气开口允许空气从该处的所述热吸收顶板流动通过所述内部空间，或流进所述内部空间中。太阳辐射加热所述吸热顶，所述吸热顶进而加热所述内部空间中的空气；在所述内部空间的空气与所述渗透式太阳能收集器外的空气之间产生空气压力差，这导致所述内部空间中的加热的空气流动通过所述烟囱，从而使涡轮机转动，同时使周围空气通过所述进气开口进入所述内部空间中。在本说明书中，可将元件描述为“构造成”执行一种或多种功能，或“构造用于”这样的功能。一般而言，构造成执行功能或构造用于功能的元件能够执行该功能，或适于执行该功能，或被适配成执行该功能，或可操作地执行该功能，或能够以其他方式执行该功能。应理解，出于本说明的目的，用语“X、Y和Z中的至少一个”和“X、Y和Z中的一个或多个”可被解释为仅X、仅Y、仅Z，或X、Y和Z中的两项或更多项的任何组合(例如，XYZ、XY、YZ、ZZ等)。可将类似的逻辑应用于在出现“至少一种……”和“一个或多个……”用语的任何情况下的两个或更多项目。本说明书的一个方面提供了一种使用太阳辐射来产生电的系统，所述系统包括：包括以下的渗透式太阳能空气加热收集器设备：吸热顶；与所述吸热顶相邻的内部空间；以及，在所述吸热顶上分布的并且被构造成使周围空气从所述吸热顶外流进所述内部空间中的多个进气开口；从所述渗透式太阳能空气加热收集器设备延伸并与所述内部空间连接的烟囱塔，以使所述内部空间中的加热的空气从所述内部空间流动通过所述烟囱塔；以及，布置于所述内部空间内和所述烟囱塔中的一个或多个内并且布置于空气流从所述内部空间通过所述烟囱塔的路径上的一个或多个涡轮机。所述多个进气开口导致的所述吸热顶的孔隙率可介于约0.25％的开放面积至约5％的开放面积的范围内。所述多个进气开口导致的所述吸热顶的孔隙率可介于约0.25％的开放面积至约2％的开放面积的范围内。所述多种进气开口可近似均匀地分布于所述吸热顶上。所述多个进气开口的总开放面积可大于当所述内部空间中所述加热的空气从所述内部空间流动通过所述烟囱塔时离开所述烟囱塔最窄部位的空气体积的总截面积。所述渗透式太阳能空气加热收集器设备还可包括从所述吸热顶延伸的侧壁，所述侧壁和所述吸热顶至少部分地限定所述内部空间。当所述内部空间处于表面上的使用中位置附近和该位置中的一种或多种位置时，所述渗透式太阳能空气加热收集器设备可被构造成吸收所述内部空间内和与所述吸热顶相邻中的一种或多种位置处的太阳辐射和热空气。所述渗透式太阳能空气加热收集器设备可被构造以形成由所述内部空间内的所述加热的空气制造的通过所述烟囱塔的上升气流。所述吸热顶的外侧可为吸收太阳辐射的颜色和黑色中的一种或多种。所述吸热顶可由金属材料、有穿孔的吸热板、平的有穿孔的吸热板和有皱起的有穿孔的吸热板中的一种或多种组成。所述一个或多个涡轮机可包括围绕所述烟囱塔的基部的涡轮机布置。所述一个或多个涡轮机中的每一个都可与蓄电设备和电网中的一种或多种连接。所述系统还包括定位于所述内部空间内的支承结构，所述支承结构被构造成当将所述渗透式太阳能空气加热收集器设备安装于表面上时支承所述渗透式太阳能空气加热收集器设备和所述烟囱塔中的一种或多种。所述渗透式太阳能空气加热收集器设备可被构造成用于安装于表面上或尾矿池上方中的一种或多种位置。所述烟囱塔的顶部可比所述烟囱塔的基部更宽，所述基部与所述渗透式太阳能空气加热收集器设备相邻。所述吸热顶可包括多个光伏模块，并且所述多个进气开口包括处于所述多个光伏模块之间的缺口。所述系统还可包括：与所述吸热顶的外部面相邻的多个光伏模块，并在所述多个光伏模块之间形成空间；以及所述空间与所述多个光伏模块之间的一个或多个开口。所述多个光伏模块与所述吸热顶的外部面之间的距离可在约1cm至约4cm的范围内。所述多个光伏模块与所述吸热顶的外部面之间的距离可在约1cm至约2cm的范围内。所述渗透式太阳能空气加热收集器设备还可包括与所述吸热顶的一个或多个有穿孔的吸热板相邻的一个或多个有盖的板，所述一个或多个有盖的板和所述一个或多个有穿孔的吸热板形成所述渗透式太阳能空气加热收集器设备的顶，并且所述一个或多个有盖的板为有穿孔的和无穿孔的中的一种或多种。所述系统还包括所述吸热顶的至少部分的上方的一个或多个有盖的板，所述一个或多个有盖的板和所述吸热顶限定第二空间，所述吸热顶隔开所述内部空间和所述第二空间。所述系统还可包括包括多个相应进气开口的第二吸热表面，以及与所述吸热顶相邻并且处于所述第二吸热表面上方的一个或多个有盖的板，所述第二吸热表面将所述内部空间与跟所述烟囱塔相邻的第二内部空间隔开。本说明书的另一方面提供一种用于产生电的方法，所述方法包括：在渗透式太阳能空气加热收集器设备的内部空间与连接至其的烟囱塔之间制造空气压力差，所述渗透式太阳能空气加热收集器设备包括：吸热顶；与所述吸热顶相邻的内部空间；以及分布于所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用太阳辐射以产生电的系统，所述系统包括：包括以下的渗透式太阳能空气加热收集器设备：吸热顶；与所述吸热顶相邻的内部空间；以及，在所述吸热顶上分布的并且被构造成使周围空气从所述吸热顶外流进所述内部空间中的多个进气开口；从所述渗透式太阳能空气加热收集器设备延伸并与所述内部空间连接的烟囱塔，以使所述内部空间中的加热的空气从所述内部空间流动通过所述烟囱塔；以及，布置于所述内部空间内和所述烟囱塔中的一个或多个位置内并且布置于空气流从所述内部空间通过所述烟囱塔的路径上的一个或多个涡轮机。

【技术特征摘要】
2014.10.02 US 14/504740;2015.06.16 US 14/7403891.一种使用太阳辐射以产生电的系统，所述系统包括：包括以下的渗透式太阳能空气加热收集器设备：吸热顶；与所述吸热顶相邻的内部空间；以及，在所述吸热顶上分布的并且被构造成使周围空气从所述吸热顶外流进所述内部空间中的多个进气开口；从所述渗透式太阳能空气加热收集器设备延伸并与所述内部空间连接的烟囱塔，以使所述内部空间中的加热的空气从所述内部空间流动通过所述烟囱塔；以及，布置于所述内部空间内和所述烟囱塔中的一个或多个位置内并且布置于空气流从所述内部空间通过所述烟囱塔的路径上的一个或多个涡轮机。2.如权利要求1所述的系统，其中因所述多个进气开口导致的所述吸热顶的孔隙率介于约0.25％的开放面积至约5％的开放面积的范围内。3.如权利要求2所述的系统，其中因所述多个进气开口导致的所述吸热顶的孔隙率介于约0.25％的开放面积至约2％的开放面积的范围内。4.如权利要求1所述的系统，其中所述多种进气开口近似均匀地分布于所述吸热顶上。5.如权利要求1所述的系统，其中所述多个进气开口的总开放面积大于当所述内部空间中所述加热的空气从所述内部空间流动通过所述烟囱塔时离开所述烟囱塔最窄部位的空气体积的总截面积。6.如权利要求1所述的系统，其中所述渗透式太阳能空气加热收集器设备还包括从所述吸热顶延伸的侧壁，所述侧壁和所述吸热顶至少部分地限定所述内部空间。7.如权利要求1所述的系统，其中当所述内部空间处于表面上的使用中位置附近和该位置中的一种或多种位置时，所述渗透式太阳能空气加热收集器设备被构造成吸收所述内部空间内和与所述吸热顶相邻中的一种或多种位置处的太阳辐射和热空气。8.如权利要求1所述的系统，其中所述渗透式太阳能空气加热收集器设备被构造以形成由所述内部空间内的所述加热的空气制造的通过所述烟囱塔的上升气流。9.如权利要求1所述的系统，其中所述吸热顶的外侧是吸收太阳辐射的颜色和黑色中的一种或多种。10.如权利要求1所述的系统，其中所述吸热顶由金属材料、有穿孔的吸热板、平的有穿孔的吸热板和有皱起的有穿孔的吸热板中的一种或多种组成。11.如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个涡轮机包括围绕所述烟囱塔的基部的涡轮机布置。12.如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个涡轮机中的每一个都与蓄电设备和电...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍利克约翰，埃莱奈尔道庚，
申请(专利权)人：霍利克太阳能系统有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA