太阳能接收器、集热系统以及太阳能转化成热能的方法技术方案

本发明专利技术提供一种太阳能接收器，包括多个接收器单元，每个所述接收器单元均由吸热管构成，所述吸热管螺旋排布形成所述接收器单元的腔体，所述腔体一端设有一开口。本发明专利技术太阳能接收器能够最大限度的减少热损失，热效率相对较高，且对于定日镜场布置的要求以及接收器的制作工艺都较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能设备领域，且尤其涉及一种太阳能接收器。
技术介绍
在塔式太阳能热发电系统中，太阳能接收器是实现塔式太阳能热发电最为关键的核心技术，它将定日镜所捕捉、反射、聚焦的太阳能直接转化为可以高效利用的高温热能，为发电机组提供所需的热源或动力源，从而实现太阳能热发电的过程。目前，不少国家相继投资对该技术的研究，起步较早的欧、美及以色列等国在该技术上已经取得重大突破。国际上现有的塔式太阳能接收器主要分为间接照射接收器和直接照射接收器两大类。 塔式太阳能接收器，分为间接照射和直接照射，间接太阳能接收器也称为外露式太阳能接收器，其主要特点是接收器向载热工质的传热过程不发生在太阳照射面，工作时聚焦入射的太阳能先加热受热面，受热面升温后再通过壁面将热量向另一侧的工质传递。管状接收器属于这一类型。如图1，图I为现有技术管状接收器的结构示意图，管状接收器32由若干竖直排列的管子31组成，这些管子31呈环形布置，形成一个圆筒体，管外壁涂以耐高温选择性吸收涂层，通过塔体周围定日镜聚焦形成的光斑直接照射在圆筒体外壁，以辐射方式使得圆筒体壁温升高；而载热工质从竖直管内部流过，在管内表面，热量以导热和对流的方式从壁面向工质传输，从而使载热工质获得热能成为可加以利用的高温热源。这种接收器可采用水、熔盐、空气等多种工质，流体温度一般在100 600°C间，压力^ 120atm。管状太阳能接收器的优点是它可以接收来自塔四周360°范围内定日镜反射、聚焦的太阳光，有利于定日镜镜场的布局设计和太阳能的大规模利用；但是，由于其吸热体外露于周围环境之中，存在着较大的热损失，因此接收器热效率相对较低。管状太阳能接收器的应用代表是美国的塔式热发电电站Solar One和Solar Two，两者均采用管状太阳能接收器，两者的主要区别在于流经接收器的载热工质不同，分别为水和熔盐。直接照射太阳能接收器，也称空腔式接收器，这类接收器的共同特点是接收器向工质传热与入射阳光加热受热面在同一表面发生，同时，空腔式接收器内表面具有几近黑体的特性，可有效吸收入射的太阳能，从而避免了选择性吸收涂层的问题。直接照射太阳能接收器主要包括无压腔体式接收器和有压腔体式接收器两种。采用这类接收器时，由于阳光只能从其窗口方向射入，定日镜场的布置受到一定的限制。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种，用以克服现有技术中太阳能接收器热损失较大以及定日镜场的布置受到限制的问题。为了实现上述目的，本专利技术提出一种太阳能接收器，包括多个接收器单元，每个所述接收器单元均由吸热管构成，所述吸热管螺旋排布形成所述接收器单元的腔体，所述腔体一端设有一开口。可选的，多个所述接收器单元位于同一平面上以构成所述太阳能接收器。可选的，多个所述接收器单元位于同一曲面上以构成所述太阳能接收器。可选的，所述曲面为一平滑的凸面。可选的，所述曲面为一平滑的凹面。可选的，所述接收器单元还包括一透明盖体，所述透明盖体覆盖于所述开口。可选的，所述透明盖体材料为石英玻璃、高硅氧玻璃、钠钙玻璃、铅硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃或磷酸盐玻璃。可选的，所述透明盖体的厚度小于等于10毫米。可选的，所述透明盖体位于腔体内的一面贴有红外反射薄膜。 可选的，所述透明盖体的两面均贴有增透膜。可选的，所述透明盖体为平板状。可选的，多个所述接收器单元的透明盖体位于同一平面上。可选的，所述接收器单元的开口直径的范围为10厘米至50厘米。可选的，所述接收器单元的开口直径为10厘米、20厘米、30厘米、40厘米或50厘米。可选的，所述接收器单元的腔体的深度和开口直径的尺寸比例范围为I : 3至3 I0可选的，所述接收器单元的腔体的深度和开口直径的尺寸比例为I : 3、1 2、I: 1、2 : I 或 3 : I。可选的，所述吸热管的材料为碳素钢或合金钢。可选的，所述吸热管表面涂有太阳光选择性吸收涂膜。可选的，所述腔体的开口形状为正方形、长方形、圆形或正六边形。可选的，所述接收器单元在与开口相对的另一端设有一反射体，所述反射体延伸至所述腔体内，所述反射体为三角锥形。可选的，所述接收器单元外部设有一壳体，且所述壳体与所述吸热管之间设有绝热保温层。可选的，多个所述接收器单元被平均分组，同组内的所述接收器单元相互串联。可选的，所述接收器单元被平均分成2组、3组、4组或5组。可选的，每组内的接收器单元数量范围为4个至20个。为了实现上述目的，本专利技术还提出一种太阳能集热系统，包括太阳能接收器，所述太阳能接收器包括多个接收器单元，每个所述接收器单元均由吸热管构成，所述吸热管螺旋排布形成所述接收器单元的腔体，所述腔体一端设有一开口 ；太阳能收集器，位于所述太阳能接收器的一侧，将太阳光反射至所述太阳能接收器上；驱动装置，和所述吸热管的一端相连，带动液体或者气体从一个或多个所述吸热管中流过。为了实现上述目的，本专利技术还提出一种将太阳能转化成热能的方法，包括以下步骤太阳能收集器将太阳光反射至太阳能接收器上的接收器单元的吸热管上；驱动装置提供动力使得吸热管内的液体或气体流动并吸收太阳光提供的能量，从而使得所述吸热管内的液体或气体温度升高，成为可利用的热能。与现有技术相比较，本专利技术的有益效果在于本专利技术将多个接收器单元以并联和串联的方式组成一个整体，使得定日镜场的布局不受限制，而且制作工艺的难度也大大降低；本专利技术的接收器单元在开口处采用透明盖体，且在透明盖体上加贴红外反射薄膜和增透膜，减少了热损失，提高了热利用效率。附图说明图I为现有技术管状接 收器的结构示意图。图2为本专利技术第一实施例的结构示意图。图3为本专利技术第一实施例的管道连接示意图。图4为本专利技术的接收器单元第一实施例的结构示意图。图5为本专利技术的对流热损计算图。图6为本专利技术第二实施例的结构示意图。图7为本专利技术第三实施例的结构示意图。图8为本专利技术第四实施例的结构示意图。图9为本专利技术第五实施例的结构示意图。图10为本专利技术的接收器单元第二实施例的结构示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。首先，请参考图2，图2为本专利技术第一实施例的结构示意图，从图2可以看出，太阳能接收器20包括多个接收器单元21，所述接收器单元21并排放置，图2中太阳能接收器包括有36个接收器单元21，接收器单元21组成一个正方形，每边设置6个。所述接收器单元21的腔体的开口形状为圆形，开口处设置有透明盖体22。多个所述接收器单元21位于同一平面上以构成所述太阳能接收器20。在实际处理中，腔体的开口形状还可以其他形状，例如正方形、长方形和正六边形等。上述几种形状，均可实现腔与腔之间较大限度的紧密配合，尤其是正六边形，能够最大限度的减少热损失，热效率相对较高，且对于定日镜场布置的要求以及接收器的制作工艺都较低。接着，请参考图3，图3为本专利技术第一实施例的管道连接示意图。图3中，多个所述接收器单元34的吸热管被平均分成多组(图3中为五组)，每组包括五个串联的接收器单元34，两端均连接一主管道31和33，其中两个主管道，一个是进油管道31，另一个为出油管道33，当油通过进油管道31进入各个接收器单元34后被加热，最终通过出油管道33流出。实际使用中，太阳能接收器单元相互之间串联还是并联，可以通过管道的设计而实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能接收器，其特征在于，包括：多个接收器单元，每个所述接收器单元均由吸热管构成，所述吸热管螺旋排布形成所述接收器单元的腔体，所述腔体一端设有一开口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：项晓东，张融，
申请(专利权)人：益科博能源科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：