CN101865534A - 太阳能接收器 - Google Patents

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任松林
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YIKEBO ENERGY SCIENCE AND TECHNOLOGY (SHANGHAI) Co Ltd
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Abstract

一种太阳能接收器，包括一纵长壳体，该壳体设有一内凹的收容腔，该收容腔内沿壳体延伸方向设有数个吸热管，其中该吸热管彼此间隔设置，并且壳体内表面呈抛物面形，经该收容腔开口入射的太阳光部分被该吸热管吸收，而另外一部分从吸热管之间的间隔射向壳体内表面，并经壳体内表面反射至吸热管而被吸收，如此吸热管的面对开口的表面及背对开口的表面均可吸热，从而增大了吸热面积，同时也可令吸热管内的热传输流体受热更加均匀。

Description

太阳能接收器
【技术领域】
本发明涉及一种太阳能接收器，属于太阳能光热利用领域。
【背景技术】
菲涅尔太阳集热器主要包括一线性菲涅尔反射器(Linear FresnelReflector，LFR)系统及一接收器，该线性菲涅尔反射器系统包括一线性反射器场，该线性反射器场由多个并排平行设置的反射器组成，同时这些反射器可通过一跟踪装置驱动以跟踪太阳的运动。这些反射器反射的太阳光被集中射向设置于这些反射器上方的接收器内，通过该接收器将太阳能转换为热能。通常一个接收器可设置在多个反射器之间，以便接收该多个反射器反射的太阳光。此相关的现有技术可参阅公开号为WO2009/023063的PCT专利申请，该专利申请所揭示的菲涅尔太阳集热器的吸收器在中间设有多个与反射器的反射镜平行的吸热管，而在该吸收器的侧面设置反射元件，如此一部分经反射器反射的太阳光会经过该反射元件反射后再照射至吸热管上，此种结构的不足之处是吸热管只是通过一个表面进行吸热，如欲增加吸热面积，则只能增加吸热管的数量，此无疑会增加接收器的体积及相应的成本。
【发明内容】
本发明目的在于提供一种太阳能接收器，用以克服现有太阳能接收器吸热面积较小的缺陷。
为实现上述目的，实施本发明的太阳能接收器包括一纵长壳体，该壳体形成一收容腔，该收容腔内沿壳体延伸方向设有数个吸热管，其中该吸热管彼此间隔设置，并且壳体内表面呈抛物面形，经该收容腔开口入射的太阳光部分被该吸热管吸收，而另外一部分从吸热管之间的间隔射向壳体内表面，并经壳体内表面反射至吸热管而被吸收。
依据上述主要特征，至少有一吸热管设置在该抛物面形的侧壁中心。
依据上述主要特征，该吸热管表面依次镀有半导体吸收层与氧化物保护层。
依据上述主要特征，该壳体内表面贴有反射膜。
依据上述主要特征，该壳体顶部设有一反射件。
与现有技术相比较，本发明通过令吸热管彼此间隔设置，并且接收器壳体呈抛物面形，经该收容腔开口入射的太阳光部分被该吸热管吸收，而部分从被壳体内表面反射至吸热管而被吸收，如此吸热管的面对开口的表面及背对开口的表面均可吸热，从而增大了吸热面积，同时也可令吸热管内的热传输流体受热更加均匀。
【附图说明】
图1为实施本发明的太阳集热装置的结构示意图。
图2为实施本发明的太阳接收器的剖面示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1所示，为实施本发明的太阳集热装置的结构示意图，该太阳集热装置1包括聚光模块10与接收器11。其中该聚光模块10设有多个条状反射镜100，并且该聚光模块10还设有太阳跟踪结构(未图示)，该太阳跟踪结构转动反射镜100以跟踪太阳的运动从而维持聚焦，此太阳跟踪结构在现有技术中多有描述，此处不再详细说明。
请参阅图2所示，为实施本发明的太阳接收器11的剖面示意图，太阳能接收器11包括一纵长壳体110，该壳体110形成一收容腔113，该收容腔113内沿壳体110延伸方向设有吸热管111与119(为简便起见，图中仅画出两个)，其中该吸热管111彼此间隔设置。在具体实施时，该壳体110包括二相对的侧壁117与118，该二侧壁117与118呈抛物面形并形成收容腔113，并且该抛物面形的二侧壁117与118的中心并非重叠，在本实施例中该二吸热管111与119分别设在侧壁118与侧壁117的中心，如此从该收容腔113开口112入射的太阳光一部分直接照射在该吸热管111与119上，而另外一部分则经侧壁118内表面反射的大部分光线可以正好集中在吸热管111上，或者经侧壁117的内表面反射的大部分光线可以正好集中在吸热管119上。另外，该收容腔113顶部还设有一反射件116，从而令入射于收容腔113中的太阳光可经过多次反射而最终照射在吸热管111与119上。
在具体实施时，该壳体110外表面呈流线形(如椭圆形)，从而减少空气阻力，并且该壳体110可成中空设置，其内可填充高温绝热材料，以防止热传导等热能损失。为令壳体110的内表面115更好的反射入射的太阳光，可在壳体110的内表面115上贴上反射膜等，以增强反射效果。另外，为防止空气对流造成热损失，可在该接收器11的纵长轴线两端设置挡风板，以防止沿接收器纵长轴线的气流带出热量。同时吸热管111也可设为多排。
再者，由于达45％的太阳辐射能量主要集中于波长为(0.3-0.7μm)的可见光的光谱范围内，因此可以在吸热管111表面依次涂覆有半导体涂层与氧化物保护层，该半导体涂层是作为选择性吸收涂层，在太阳能利用领域，理想的选择性吸收材料是对太阳光的可见光部分完全吸收，即对可见光波段的光线吸收率高，而对红外波段具有很高的反射率，同时也利用基底金属材料(金属吸热管)的低红外发射率而提高整个吸热管的红外反射率，即尽可能降低红外区域的发射率，以减小接收器的黑体辐射。由于半导体材料中存在禁带宽度Eg，它只能吸收能量大于Eg的波长，所以存在一个截止波长λc(λc(μm)＝1.24/Eg(eV))，即只有波长λ＜λc的可见、紫外光等，才能使半导体中电子发生跃迁进入导带，引起电子与晶格中质点碰撞，将光能转化为热能；而对于波长λ＞λc的红外光因为能量低不被吸收而透过此半导体涂层，并利用金属吸热管(通常为铜或铁)的高反射特性反射出来，从而构成了半导体涂层的光谱选择性吸收作用。通常Ge、Si、GaAs的禁带宽度在室温下分别为0.66eV、1.12eV、1.42eV，即其对应的截止波长λc(μm)相应为1.88、1.11、0.87，因此波长为(0.3-0.7μm)的可见光均可很好的被上述半导体材料的涂层吸收。
而该氧化物保护层主要是消光系数很小的电介质，如Al2O3，SiO2等，厚度通常是四分之一可见光波长范围内，可以起到增透可见光的作用，同时该氧化物保护层具有较强的抗腐蚀能力和热稳定性，从而也可保护半导体涂层与金属吸热管，防止氧化及腐蚀。
与现有技术相比较，本发明通过令吸热管彼此间隔设置，并且该收容腔与吸热管相对的表面设有反射件，经该收容腔开口入射的太阳光部分被该吸热管吸收，而部分从吸热管之间的间隔射向壳体内表面，并经壳体内表面反射至吸热管而被吸收，如此吸热管的面对开口的表面及背对开口的表面均可吸热，从而增大了吸热面积，同时也可令吸热管内的热传输流体受热更加均匀。同时通过在吸热管表面设置半导体涂层与氧化物保护层，可也以更好的吸收太阳光，并且不对外辐射红外光，从而令该接收器腔体的热平衡温度较小，以降低接收器的黑体辐射及提高提高光能-热能转换效率，同时利用氧化物保护层可以令半导体涂层与金属吸热管与空气隔离，从而避免半导体涂层与金属吸热管氧化，从而增加接收器的使用寿命。

Claims (5)

1.一种太阳能接收器，包括一纵长壳体，该壳体设有一内凹的收容腔，该收容腔内沿壳体延伸方向设有数个吸热管，其特征在于：该吸热管彼此间隔设置，并且壳体内表面呈抛物面形，经该收容腔开口入射的太阳光部分被该吸热管吸收，而另外一部分从吸热管之间的间隔射向壳体内表面，并经壳体内表面反射至吸热管而被吸收。
2.如权利要求1所述的太阳能接收器，其特征在于：至少有一吸热管设置在该抛物面形的侧壁中心。
3.如权利要求1所述的太阳能接收器，其特征在于：该吸热管表面依次镀有半导体吸收层与氧化物保护层。
4.如权利要求1所述的太阳能接收器，其特征在于：该壳体内表面贴有反射膜。
5.如权利要求1所述的太阳能接收器，其特征在于：该壳体顶部设有一反射件。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103225900A (zh) * 2013-04-25 2013-07-31 桑夏太阳能股份有限公司 基于槽式抛物面反射镜的承压式太阳能集热器
CN104748404A (zh) * 2013-12-26 2015-07-01 刘玉玺 太阳能聚焦多管集热器

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