一种太阳能集热储热介质结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种太阳能集热储热介质结构，包括：粉体材料、固态无相变的多层结构，所述太阳能集热储热介质的最外层为透光隔热层，中间层为光热转换层，中心为集热储热体。由于存在透光隔热层，消除了热辐射导致的热损失，极大的提高了储热性能；宏观保持固体特征，不存在不存在气液、固液相变，消除了因为相变带来的高压、结块、腐蚀等问题，极大的简化了系统设计、设备性能需求；可以在更宽的温度范围内实现储热及其应用，提高了塔式太阳能储热的应用方便性、降低了工艺控制敏感性。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于新能源领域，具体涉及一种太阳能集热储热介质结构。
技术介绍
太阳能热利用是太阳能应用的重要方面，在中高温太阳能热利用中，塔式太阳能热利用技术是最成熟、有效和得到规模化商业推广的唯一技术。最早的中高温太阳能技术中，采用水作为储热介质，但是，因为伴随着气化、高温，水介质存在一系列高温高压产生的腐蚀、耐压等问题；当前塔式太阳能技术中，主要采用300-400度的熔盐作为储热介质，但是也存在下列不足：1、由于存在固液体相变，容易在器壁产生结块，2、熔盐液体对密封圈有强烈腐蚀作用，容易出现泄露，3、需要严格控制工作温度，不能过高或过低。
技术实现思路
为了解决由于存在固液体相变，容易在器壁产生结块；熔盐液体对密封圈有强烈腐蚀作用，容易出现泄露；需要严格控制工作温度，不能过高或过低的技术问题，本技术提出了一种太阳能集热储热介质结构。本技术记载了一种太阳能集热储热介质装置，包括：粉体材料、固态无相变的多层结构；进一步的，所述粉体材料包括：实心粉体或空心粉体；进一步的，所述多层结构的最外层为透光隔热层，中间层为光热转换层；进一步的，中心为集热储热体即粉体材料；进一步的，所述透光隔热层、所述光热转换层、所述集热储热体的尺度为纳米到毫米级；进一步的，所述透光隔热层为透过太阳光，同时不辐射中高温热能的薄膜；作为一种举例说明，所述薄膜为AlN、AlOx、SiO2、SiNx、TiO2、DLC、TaOx等；进一步的，所述光热转换层为金属或黑色物质；作为一种举例说明，所述光热转换层组成为Fe、Cu、Ti、Al、W，或者其他单一组分金属物质，也可以是多种金属组分形成的合金、混合物；所述光热转换层组成还包括非金属光热转换物质；作为一种举例说明，所述非金属光热转换物质包括：炭黑；或不同金属与O、C、N、P、S等形成的化合、混合物组成；所述集热储热体为金属粉体、陶瓷粉体、无机盐粉体、碳基粉体、有机高分子材料或空心微球；所述太阳能集热储热体的外形为球形，所述太阳能集热储热体的球形表面为光滑或粗糙；所述太阳能集热储热介质结构的多层结构之间，设置有明确的边界或梯度改变。进一步的，所述太阳能集热储热介质在集热、储热、放热过程中，外观即球形结构整体不发生相变，所述中心的集热储热体可存在相变；为了更好的说明本技术的设计原理，现举例其设计思路如下：首先，球形粉体材料(集热储热体)的原材料为实心粉体或空心粉体；其次，所述的球形粉体材料的粉体表面做储热性能改进，在所述球形外沉积光热转换层、透光隔热层；进一步的，在沉积过程中使用的PVD、CVD、浸渍、涂敷技术时，均采用了满足粉体表面均匀沉积的粉体均匀表面沉积处理技术；最后，所述光热转换层与透光隔热层之间为完全不同的两种物质形成界面层或形成梯度过渡层；有益效果：本技术公开的太阳能集热储热介质及其制备方法，由于存在透光隔热层，消除了热辐射导致的热损失，极大的提高了储热性能；宏观保持固体特征，不存在不存在气液、固液相变，消除了因为相变带来的高压、结块、腐蚀等问题，极大的简化了系统设计、设备性能需求；可以在更宽的温度范围内实现储热及其应用，提高了塔式太阳能储热的应用方便性、降低了工艺控制敏感性。附图说明图1为是本技术的太阳能集热储热介质的剖面图附图标记：储热体1、光热转换层2、透光隔热层3具体实施方式下面，参考附图1所示，对本技术做进一步详细的叙述，附图中示出了本技术的示例性实施例。然而，本技术可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本技术全面和完整，并将本技术的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。本技术旨在提供一种无相变固态的太阳能集热储热介质结构及其制备方法。为了解决上述问题，本技术提供了一种太阳能集热储热介质结构，包括：粉体材料、固态无相变多层结构；所述集热储热体为粉体材料，所述多层结构的最外层为透光隔热层3，中间为光热转换层2；进一步的，中心为集热储热体1即粉体材料；所述粉体材料的尺度为纳米到毫米级。上述的透光隔热层3结构为透过太阳光、同时不辐射中高温热能的薄膜，如类金刚石膜、AlN膜、Al2O3薄膜、TiO2膜、Si3N4薄膜、SiO2薄膜等；薄膜厚度为纳米到微米级。上述的光热转换层2为金属或黑色物质，如Fe、Al、Cu、Co、W等金属或合金、混合物，或者炭黑等非金属材料；薄膜厚度为纳米到毫米级。上述的储热体1为金属或者其他陶瓷、无机盐、有机(高分子)材料，甚至空腔。其尺寸为直径纳米到毫米级。上述的集热储热体的外形特征宏观为球形，球形表面或者光滑、或者粗糙。所述太阳能集热储热介质结构的不同层组成之间，可以有明确的边界，也可以是梯度改变。根据上述的一种太阳能集热储热介质结构，该太阳能集热储热介质在集热、储热、放热过程中，外观整体不发生相变，但是不排除所述中心储热体存在相变。本技术还提供了一种多层结构的太阳能集热储热介质的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤一：选择球形粉体材料作为原材料，即中心；步骤二：利用PVD、CVD、离子注入、浸渍、涂敷等方法对粉体原材料进行处理，优化其储热性能；步骤三：利用PVD、CVD、浸渍、涂敷等方法在粉体材料表面沉积光热转换层；步骤四：利用PVD、CVD、浸渍、涂敷等方法进一步沉积透光隔热层。根据上述的一种太阳能集热储热介质结构的制备方法，其中所述的球形粉体原材料，可以是实心粉体，也可以是空心粉体。根据上述的一种太阳能集热储热介质的制备方法，其中粉体表面储热性能改进、制备光热转换层、制备透光隔热层过程中使用的PVD、CVD等技术时，均采用了满足粉体表面均匀沉积的粉体均匀表面沉积处理技术。下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细描述，但不作为对本技术的限定。图1是本技术公开的一种多层结构的太阳能集热储热介质结构的剖面图，如图1所示，本技术提供了一种多层结构的太阳能集热储热介质结构，从外向内为：透光隔热层3、光热转换层2、集热储热体1。选择直径在纳米到毫米范围内的球形金属粉体、或者陶瓷粉体、无机盐粉体、碳基粉体、或者空心微球作为储热体1。球形粉体的表面或者光滑、或者粗糙。利用PVD、CVD、涂敷、浸渍、电镀、化学镀、离子注入等方法之一或几种不同方法叠加对储热体1进行表面处理、表面沉积，形成光热转换膜层2。光热转换层2的组成或者为金属，如Fe、Cu、Ti、Al、W、或者其他单一组分金属物质、或者多种金属组分形成的合金、混合物；或者其他非金属光热转换物质，如炭黑、单一或不同金属与O、C、N、P、S等形成的化合、混合物。在光热转换层2与储热体1之间，或者为完全不同的两种物质形成界面层，或者形成梯度过渡层，或者是两种相同或相近的物质形成混合层。在完成光热转换层2制备的基础上，进一步利用利用PVD、CVD、涂敷、浸渍、电镀、化学镀、离子注入等方法之一或几种不同方法叠加沉积透光隔热层3.如何具有可见光透过、中高温区间不辐射热的材料均可以作为透光隔热层3，如AlN、AlOx、SiO2、SiNx、TiO2、DLC(类金刚石薄膜)、TaOx等等。在光热转换层2与透光隔热层3之间，或者为完全不同的两种物质形成界面层，或者形成梯度过渡层.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能集热储热介质结构，包括：粉体材料、多层结构，其特征在于，所述太阳能集热储热介质结构的最外层为透光隔热层，中间层为光热转换层，中心为集热储热体；所述集热储热体为粉体材料。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能集热储热介质结构，包括：粉体材料、多层结构，其特征在于，所述太阳能集热储热介质结构的最外层为透光隔热层，中间层为光热转换层，中心为集热储热体；所述集热储热体为粉体材料。2.根据权利要求1所述的一种太阳能集热储热介质结构，其特征在于，所述透光隔热层为透过太阳光同时不辐射中高温热能的薄膜，包括：AlN、AlOx、SiO2、SiNx、TiO2、DLC或TaOx。3.根据权利要求1所述的一种太阳能集热储热介质结构，其特征在于，所述储热体为金属粉体、陶瓷粉体、无机盐粉体、碳基粉体、有机高分子材料或空心微球。4.根据权利要求1所述的一种太阳能集热储热介质结构，其特征在于，所述光热转换层组成为Fe、Cu、Ti、Al、W、或者其他单一组分金属物质或者多种金属组分形成的合金、混合物。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛晨光，杨武保，陆钧，
申请(专利权)人：中海阳能源集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11