温室的聚光太阳能发电制造技术

技术编号:8983173 阅读:147 留言:0更新日期:2013-08-01 01:53
一种防护的透明围护(比如玻璃暖房或温室)包围有聚光太阳能发电系统。聚光太阳能发电系统包括一个或多个太阳能聚光器和一个或多个太阳能接收器。可提供热能用于工业生产程序,可提供电能用于配电网,或两者都是。在一些实施例中,太阳能聚光器是具有一个或多个横向扩展的抛物线槽型聚光器。在一些实施例中,所述横向扩展是一个单边扩展的主要的抛物线槽型形状。在一些实施例中,所述横向扩展可移动地连接到主要部分。在一些实施例中,该横向扩展具有的焦线(focal?line)独立于基本部分的焦线。在一些实施例中,所述温室是荷兰文洛(Dutch?Venlo)风格的温室。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
需要对聚光太阳能热发电(CST),光伏太阳能(PV),聚光伏太阳能(CPV)以及聚光太阳能热能的工业使用进行改进来为其实施,效率和利用提供改善。相关领域:除非明确被确认是公开或公知的,此处提及的技术和概念,包括内容,定义,或比较,不能解释为这 些技术和概念之前就被公众所知或是在先技术的一部分。所有这里引用的参考文献(如果有的话),包括专利,专利申请,公开出版物,通过引用全部结合于此用于各种目的,无论是否以特别地结合于此。聚光太阳能发电系统使用反光镜(mirror),即聚光器(concentrator),在一大块空间上聚集太阳能并将太阳能对准和集中到接收器中,接收器将入射的太阳能转换为另一种形式,比如热能或电能。在一些应用范围内,聚光系统相比于直接使用入射的太阳能的简单系统有几点优势。一个优势就是,更多聚光的太阳能相比较较少聚光的太阳能能更有效转化成热能或电能。太阳热能和太阳能光伏接收器在太阳能入射率越高时效率越高。另一个优势就是,在一些应用范围内,非聚光太阳能接收器相比聚光的反光镜系统的价格更昂贵。所以,构建具有反光镜的系统,在给定区域聚集光线以及将聚集的光线能降低转化成有用能源的总费用。在某些情况下,聚光太阳能采集系统被分为四种类型:基于太阳能是聚光到线聚焦(line-focus)接收器还是点聚焦(point-focus)接收器,以及聚光器是单个单片反射镜(single monolithic reflector)还是以多个反射镜作为菲涅尔透镜以近似于单片反射镜。线聚焦接收器是具有目标(target)的接收器,该目标是像管道一样相对长的直线。线聚焦聚光器是反射镜(由单个光滑反射的表面,多个固定面,或多个可移动的菲涅尔面组成),该反射镜在二维空间接收日光并将日光聚光到一维(宽度)明显更小的焦点上,同时将没有聚光的日光反射到其他维度(长度)来产生焦线。具有线聚焦接收器的线聚焦聚光器在其焦线处是一个基本槽系统(basic trough system)。聚光器可选择地绕着它的焦线在一维空间旋转以追踪太阳的日常或季节性(表面的)运动来改进整个能量捕获和转换。点聚焦接收器是一个接收器目标,其实质是一个点,但在不同方法中是一个面板,窗口,地点,球,或其他目标形状,通常相比于线聚焦接收器其长宽更接近。点聚焦聚光器是反射镜(由单个光滑反射的表面,多个固定侧面,或多个可移动的菲涅尔面组成),该反射镜在二维空间接收日光并将日光聚光到二维(宽度和长度)明显更小的焦点上。具有点聚焦接收器的单片点聚焦聚光器(monolithic point-focus concentrator)在其焦点上是一个基本碟式聚光的太阳能系统(basic dish concentrated solar)。单片聚光器可选择地绕着它的焦点使它的焦轴在二维空间旋转以追踪太阳的日常和季节性运动来改进整个能量捕获和转换。抛物线型槽系统是使用形状像大半管的单片反射镜的线聚光系统(lineconcentrating system),该半管的形状由等式y2 = 4fx定义,而f是槽的焦距。反射镜具有1-维曲面(curvature)将日光集中到线聚焦接收器或通过相对于彼此的固定的多个面以近似这样的曲面。 聚光的菲涅尔反射镜是类似于抛物线型槽的线聚光系统,用一系列反光镜代替了槽,接收器的每个长度都是平直的或者在横向上稍微弯曲。每个反光镜单独地绕长轴旋转将入射的日光照到线聚焦接收器上。抛物线型碟式系统(parabolic dish system)是使用形状像碗的单片反射镜的点聚光系统。反射镜具有2-维曲面将日光集中到点聚焦接收器或通过相互固定的多个平面或者曲面以接近这样的曲面。太阳能发电塔是类似于抛物线型碟的点聚光系统,用2-维阵列反光镜代替了碟,反光镜都是平面或曲面。每个反光镜(定日镜)单独地在二维空间旋转将入射的日光照到点聚焦接收器上。个别的反光镜和相关的控制系统是具有聚焦轴的点聚焦聚光器的一部分,该聚焦轴绕着焦点旋转。在太阳热能系统中,接收器是加热传感器的光源。接收器吸收太阳能,将太阳能转化成热能并将热能传输到热传输介质,如水,蒸汽,油,或熔盐。接收器将太阳能转换成热能并最小化和/或减少由于热辐射对热能的损耗。在聚光的光伏发电系统,接收器是一个光伏表面,它能将日光直接生成电能。在一些太阳热能系统中,CPV和CST组合成一个单一系统,该系统中太阳热能系统生成热能,且作为光伏电池的散热器能高效冷却。其他接收器,比如斯特林发动机,使用太阳能来生成热能并通过机械运动和发电机将热能局部地转换成电能,在一些方法中,也可以配置为一个接收器。在一些聚光太阳能系统中,比如一些具有高集中度的系统,整个系统的成本由不同元件决定,比如聚光系统(比如反光镜或透镜),聚光器的支撑系统,以及能追踪太阳运动的发动机和机制。元件能控制成本在于元件能经受风和天气。在一些应用范围中,太能能系统能够经受不同环境危险如风,雨,雪,冰,冰雹,露水,老鼠,鸟和其他动物,尘,沙,苔藓和其他生物。聚光器的反射率对破坏,锈蚀和污垢积聚都很灵敏,因为只有直接反射的日光,而不是散射的日光,才能有效被集中。玻璃反光镜在一些聚光的系统中使用,因为有能力超过聚光太阳能系统设计的年限(如,30年)来维持好的发光属性。玻璃相对冰雹和其他形式的损害是易碎和易受破坏的,除非它适当厚,如4-5毫米相对大的反光镜。在400平方英尺的聚光的碟厚度有接近1000磅的重量或在每平方米聚光器面积里大约有9千克重。反光镜形成于精确的曲线中,在一维里是一个槽,在二维里是一个碟,来集中日光。在一些聚光的系统中,如果反光镜表面弯曲了,则不再如预期的聚焦。所以,反射镜由塑形为弯曲玻璃的金属的上层结构来支撑和维持。上层结构支撑并保护反光镜不受到环境情况破坏,比如每小时75英里或更强的风力。防止风力破坏的保护增加了额外10,000磅的重量,该重量超过了反光镜1000磅的重量,导致了在碟式系统中每平方米的反光镜区域需要大约20千克的结构钢的复杂的结构。在一些聚光的系统中,聚光追踪发动机(concentrator tracking motor)移除了聚光器每平方米30千克的重量,也克服了每平方米超过额外的300千克的风力。发动机曝露于环境因素中(比如污垢,灰尘,水分,等)。在一些聚光的系统中,槽间距相比于(如,水平)地面相距相对比较远以避免互相遮挡。避免遮挡是重要的因为镜面槽(trough mirror)相对比较昂贵,所以任何反光镜被遮挡(非生产的)是花费成本的。很少有方法超过地面覆盖33%,因为那个间距在冬天(东/西方向)或白天早晨/晚上(南/北方向)可避免遮挡。一些东/西方向(如,地面覆盖33% )在一天或一年的任何时间里实质上没有任何槽表面被另一个所遮挡,在冬天用槽阵列边界捕获了几乎所有的入射光(当槽垂直时),但在夏季时用槽阵列边界只捕获了 1/3的入射光(当槽水平放置)。槽可放置为南/北或东/西方向。如果放在北/南方向,那么其白天旋转以跟踪太阳的日常运动,并保持入射光集中到接收器上。早晨,槽对准东面初升的太阳,中午对准正午的阳光,在晚上它对准日落西下的太阳。北/南槽不跟踪太阳位置的季节性变化。相反,在冬季,当太阳向天空低处移动(向赤道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:彼得·埃梅里·冯贝赫伦斯
申请(专利权)人:玻点太阳能有限公司
类型:
国别省市:

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