CN103733000A - 非正交的太阳能集热器与太阳能热电联产 - Google Patents

Abstract

本发明的一个方面提供了一种非正交的太阳能集热器。非正交太阳能集热器包括：太阳能吸热元件，太阳能热传导/传输元件，它与所述太阳能热吸收元件有紧密的热连接。用于会聚从所述太阳能热传导/传输元件转移来的太阳能热的太阳能热汇聚元件。所述太阳热的传导/转移元件的轴线与地球表面的法线之间的角度是非正交的。所述太阳能热汇聚元件的轴线与地球表面的法线之间的角度是非正交的。在另一个方面，提供了一种太阳能热电联产系统。太阳能热电联产也称为太阳能热力和电力的组合。能在当地同时提供太阳热能和电能给客户。太阳能热电联产系统，包括一个以上将流体加热到不同等级温度的太阳能集热器，由流体压力驱动的涡轮机，由涡轮机轴转动的发电机，发电机通过转子在定子中的运动产生电力，以及一个机构向用户供给热量。驱动涡轮机的压力介质是从水，蒸汽，空气和它们的组合中选择。

Description

非正交的太阳能集热器与太阳能热电联产

技术领域

本申请涉及太阳能应用领域。本申请尤其涉及非正交太阳能集热器和太阳能热收集和储存集成在一起的太阳能集热器。本申请还涉及使用一种以上太阳能集热器的热电联产系统。所述的太阳能热电联产系统就地并同时提供热力和电力给客户。

背景技术

太阳能集热器或集成了热收集和储存的太阳能集热器(以下它们被简单地统称为太阳能集热器)是太阳能热应用的基本设备。在一般情况下，太阳能集热器包括太阳能吸热元件，太阳能热传导/传输元件，和一个太阳能热汇聚元件。

太阳能集热器的一个典型例子是普通的平板太阳能集热器。一个带有太阳能吸热涂层的平板是太阳能热吸收元件。太阳能热传导/转移元件是一组的流体管或热管包括其中的流体，所述的流体管或热管连接到所述平板上或布置在所述平板中。热汇聚元件是一个较大的流体管或热管，它连接到所述的热传导/转移元件。这里的热传导/转移元件从太阳能热吸收元件吸收太阳能热并将其传送到热汇聚元件。

另一个例子是真空管太阳能集热器。一组带热吸收涂层的真空管是太阳能吸热部件。一组位于真空管内的热管或U形管(可能包括散热片)是太阳能热传导/传输元件。热汇聚元件是在真空管的一端较大的流体汇聚管。当真空管填充有储热材料(例如水或沙)但没有流体管(如热管，U形管等)时，所述真空管(包括填充材料)既是太阳能热吸收元件又是热传导/传输元件。用这种真空管的太阳能集热器是集成了太阳能热收集和储存的装置。

通常太阳能热传导/传输元件和太阳能热汇聚元件的轴之间的角度是正交的。这意味着该角度为90度。在运行中，所述太阳能热传导/转移元件或所述太阳能热汇聚元件的任一轴可能都平行于地球表面。在某些情况下这种传统的太阳能集热器工作得并不很好。

第一种情况是在热驱动流体自动循环系统，它在我们之前披露的专利或正在申请的专利中(如PCT/CA2009/001295，PCT/CA2009/001296和PCT/CA2009/001297)介绍过。在自动循环的系统中希望流体的流动是有坡度的。所以有必要设计一种非正交(也称为倾斜角)的太阳能集热器。在这种太阳能集热器中，所述的太阳能热传导/传输元件的轴线与地球表面的法线之间的角度是非正交的，并且该角度是大于95度或小于85度，并且所述太阳能热汇聚元件的轴线和地球表面的法线之间的角度也是非正交的，大于95度或小于85度。

太阳能集热器还包括将太阳能吸热和储热集成在一个设备中的太阳能集热器。这种集成的设备在我们的已公开专利申请(PCT/CA2012/00538)中介绍过。这种集热器的第一实施例是平板太阳能集热器。此收集器的太阳能吸热部件是一个平面储热箱的表面壁。它的第二个例子是用一个热存储罐的壁以吸收太阳能热量，并有透明罩。第三个例子将在本申请中予以披露。

此外，太阳能热发电已经引起越来越多的关注。其原因在于：1、太阳能热吸收材料的吸热效率提高和这种材料的单价减少。2、太阳能热可以被存储并用于在用电高峰时间发电。

目前许多现有的太阳能热发电项目都是规模大，温度高(超过300摄氏度)以及太阳能热收集和储存相分离。它们也远离用户中心，所以余热不容易被使用。此外，所分离的太阳能热收集和储存导致热的传输损失。许多现有的太阳能热发电系统的整体效率不是很高。

非正交太阳能集热器，集成了太阳能热收集和储存的太阳能集热器以及我们的其他创新技术提供一种可能性来开发一种热电联产系统。该系统可就地同时提供太阳的热能和电能给客户。该热电联产系统可以是小的，中等的或者大的规模。该系统可以在较低的温度，较低的压力下高效率地工作。它可以为工业，商业或住宅客户提供一体化的太阳能应用设备。它可以提供电力，热水，供暖和蒸汽。它也可用于一些以烹饪为目的的太阳能烹饪器具，它还可以是一个实用的能源需求管理计划中的能量存储元件，因为所有发电后的余热都可以被使用。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种非正交的太阳能集热器。

非正交太阳能集热器包括：一个太阳能吸热元件，太阳能热传导/传输元件，它与所述太阳能热吸收元件有紧密的热连接，用于会聚从所述太阳能热传导/传输元件转移来的太阳能热的太阳能热汇聚元件，所述太阳能热的传导/转移元件的轴线与地球表面的法线之间的角度是非正交的，例如大于95度或小于85度，所述太阳能热汇聚元件的轴线与地球表面的法线之间的角度是非正交的，例如大于95度或小于85度。

本发明的另一个方面，提供了一种将集热和储热集成在一个装置中的管形的太阳能集热器。

本发明的再一个方面，提供了一种太阳能热电联产系统，也称为太阳能热力和电力的组合。太阳能热电联产在当地同时提供太阳能的热能和电能给客户。

太阳能热电联产系统，包括一个以上将流体加热到不同等级温度的多级太阳能集热器，由流体压力驱动的涡轮机，由涡轮机轴转动的发电机，发电机通过转子在定子中的运动产生电力，一个机构向用户供给热量，流体的入口和流体的出口。

本发明对于那些本领域的技术熟练的人员来说，在阅读完以下应用实例和附图的详细而且精确的说明后，本发明的其它方面和功能，应该都是显而易见的。

附图说明

在附图中示出了本发明的示例性的实施例子：

图1是一个示例性的非正交的太阳能集热器的示意性局部剖视图。

图2是一个示例性的太阳能热电联产系统的截面示意图。

图3是另一种示例性的太阳能热电联产系统剖面示意图。

图4是一个示例性的非正交的太阳能集热器的示意性侧视图。

具体实施方式

参考图1，示出了示例性的非正交的太阳能集热器10的示意性局部剖视图。10是集成了太阳能热收集和储存的太阳能集热器。太阳能集热器10包括第一组真空透明管101(从1011-1017)和第二组真空管102(从1021-1027)。它们被分别布置在热汇聚元件103的两个侧面。有时它们也可以仅设置在一侧。每个真空管具有两层玻璃1018和1019，在两层之间抽真空。101的玻璃内部具有太阳能吸热涂层。一种太阳能储热材料104被放置在真空管中。这里真空管是太阳能热吸收元件。

热会聚元件103包括一个在中心的热汇聚管1031，内储热室1032。当系统运行时，地表面的法线与所述太阳能热汇聚管1031的轴之间的角度是非正交的。1031有一个流体的出口10311和流体的进口10312。一种储热材料被放置在储热室1032。这里该材料是104。它也可以与104不相同。储热材料可以是流体材料，固体材料，相变材料或它们的组合。对用于发电的太阳能集热器，储热材料的沸点温度最好超过100摄氏度以上。沙子，盐，油和它们的组合是经常选用的材料。这里的油具有高的沸点温度。另请注意使用油的安全性。103还具有一个隔热罩1033是位于1032的外面，顶部和底部。

每个真空管有根热管在中间。图1显示了其中的1051和1052。热管将真空管吸收的太阳能热量传递到热汇聚元件103。本组热管是热传导/转移元件。如果真空管101和102的储热材料与储热室1032连接在一起，那么，储热材料就成为热的转移元件的一部分。热管可以保持或去除。除热管外，有许多热传导/转移元件可以被选择，例如液体管，U形管和金属导体等。在某些情况下，有可能没有贮热室1032。在这种情况下，热管有一端直接延伸进到热会聚管1031。

在图1中，所述真空管101(或热管1051)的轴线和热会聚管的轴线1031(热传导/转移元件)之间的夹角小于85度。当103的轴与地表面法线的轴不正交与真空管的轴线也不正交，热管可以很好地工作。当液体管被用来代替热管，以非正交布置将允许热液体从真空管自动传递热量到热汇聚元件。这里无需功率泵。

另外，太阳能集热器10可以具有其它通用的元件，如支撑元件，光反射板，隔热等，他们都没有在图1中示出。

当太阳光照射在真空管101和102上，这些管子吸收太阳能热量，并将其存储在储热材料104中。通过热管，如1051和1052，太阳能热被传递给储热室1032中的储热材料104。两排真空管和储热室一起储存太阳能热量。当需要热量时，从入口10311输入流体。进入的流体吸收104的太阳能热并通过热会聚管1031流经出口10312用于发电或热应用。为加快热传递，可以添加热传导散热片到热会聚管1031。由于热管的轴线是非正交的，所以热量从吸热元件转移到热汇聚元件是自动完成的。由于热会聚管的轴线是非正交的，所以热量从入口传送到在热会聚管的出口也是自动完成的。

虽然只有非正交真空管太阳能集热器在图1中作了介绍，但这个概念可以用于平板太阳能集热器和具有太阳能热吸收涂层的管子的太阳能集热器。所述太阳能集热器可以是没有集成太阳能集热和储热的常规的太阳能集热器或集成了集热和储热的太阳能集热器。

此外，如果真空管太阳能集热器没有带阳光的反射板，集热器可以是一个双太阳能集热器。这意味着，旋转集热器的热会聚管1031的轴线180度时，集热器的结构和功能保持不变。如果我们需要一个双平板太阳能集热器，两个太阳能吸热板和两个透明的隔热需要被放在太阳能集热器的两面。双太阳能集热器可以用来从东部和西部方向或从上，下方向吸收太阳光。

参考图2，示出了示例性的太阳能热电联产系统20的截面示意图。在这里，201是一个横剖面图和202是纵剖视图。

热电联产系统20有三级太阳能集热器。部件21是第一级太阳能集热器。这是一种集热和储热一体的太阳能集热器。储热材料212存放于金属盒211。212可以是液体材料，固体材料，热相变材料或它们的组合。在这里，它是沙子。盒211有保温。211的上面有由透明材料制成的板，它允许太阳光穿过并减少热损失。211的上表面有太阳能热吸收涂层。一组流体管213连接到反面上或布置在所述有吸收涂层的面板中。213被连接到热汇聚元件214。214具有上端口215和下端口216。216是用于注入液体或排放液体。在这种情况下，液体管被布置在所述热汇聚管214的两个相对侧。213的轴和214的轴与地表面的法线都是非正交的，使收集在太阳能集热器的太阳能热量可无需动力泵自动会聚到热汇聚元件的顶部。太阳能集热和储存一体的太阳能集热器已在我的另一个专利申请(PCT/CA2012/000538)中详细的介绍了。太阳能集热器也可以是一个普通和简单的非正交的太阳能集热器。在这种情况下，一个单一的太阳能吸热器取代了金属盒211。非正交管子连接到该吸收体或布置在所述吸收器体中。这种太阳能集热器如图4所示。

图4示出了一个示范性的非正交的太阳能集热器40的示意性侧视图。太阳能吸热体404布置在隔热的玻璃402下，并且所述吸热体配置有非正交的流体通道，例如4051和4052。在这里，我们只标示两个通道。其实，他们是一组并联的管子。会聚管406收集加热后流体，它有两个端部4091和4092。406有非正交角度的通道4051和4052等，这里408是隔热。401和403是集热器框架的部件。

部件22为第二级的太阳能集热器。这是一种集成了太阳能集热和储热的太阳能集热器。一组真空太阳能集热管221中放有储热材料222。这里是沙子。一组热管223分别安排在一组真空管221的每个真空管中。热管的一端延伸到放置在热汇聚元件(224)中的储热材料225中。一个中心流体管226位于224的中心。226是由具有高导热性和耐压力的材料制成。在这里它是一个铜管。226可以有或无翅片。热管223可以延伸也可以不延伸到中心流体管226。它取决于热发电的持续时间要求。热汇聚元件的尺寸和储热材料的数量也取决于所要求的热量和贮存期限。例如，22可以在白天存储所吸收的热量而在晚上发电。22的尺寸也可以是很小。如果被吸收的太阳能热量立即用于发电。这个原理同样可以用于太阳能集热器21和23。22还有一个上端口227和下端口228。228是用于流体注入和排放。在这种情况下，真空管被布置在所述热汇聚元件224的两个侧面。223的轴线和224的轴线都是非正交的。

部件23是第三级的太阳能集热器也是集成了集热和储热在一起的。它有一个柱状的结构。外层包括透明和真空的玻璃管231，232和233的三个部分。他们让阳光穿过，减少热损失。两个连接部件2341和2342连接这三个部分。他们是环形的。2341和2342提供管子231、232和233的热膨胀和收缩的间隙，同时它也提供了一个路径来连接三个部分的太阳能集热器。玻璃管231、232和233内还有一个集热管235。235有一吸热涂层在外表面上。这种管可以在市场上购买。它们被用于太阳能发电。它们是由金属，陶瓷等的材料制造.储热材料237被放置在管235。储热材料237可以是沙子或熔盐，液态金属或合金等。在太阳能热吸收管235的中心有一个液体管237由储热材料所包围。该管237是用于加热空气，水或其他材料以驱动涡轮机250。涡轮机的转动通过涡轮的轴251传递到发电机的转子上。

在太阳能集热器23有一组定日镜群24。远程控制调节定日镜群去追踪太阳光并将太阳光集中反射到太阳热吸收管235。260用来支持系统。涡轮机250有一个出口250用于冷凝水252，一个阀254和一个输出口，阀255用于热气体和隔热套256。

太阳能集热器23还包括一个入口和阀238和一个出口和阀239。238是用于与另一个能量源26连接。在没有阳光的时候，加热器26可以向发电单元25提供蒸汽用于发电。外包的蒸汽可以通过液体管237被注入。在这种情况下，该系统可以获取和存储从其他能源26来的热能。其它能源包括除了太阳能之外的化石能源(煤，天然气，石油等，生物质能，核能，大地和空气的能量热源等)。它们不仅可以提供蒸汽，也可以提供其他类型的热。例如，工业气体或废热可以加热系统中的储热材料和储存热量。然后在用电高峰时间产生电力。其他能源还包括电力。我们可以安排电加热器系统。在低电价时段该系统的储热材料存储热能，并在高峰时段提供热量。在这种情况下，热电联产系统变成在电力系统需求管理计划中的一个能量存储设备和备份电源。

在图2中，27是液体注入设备。这里是一个泵。它提供水给液体管237，端口216和端口228。28是空气注入设备。它通过216,228和237提供空气给系统。热空气用于空间加热或作其他用途。我们还可以添加混合的水和空气给系统，膨胀的空气和水蒸汽的压力将在一起推动涡轮。废气可以从冷凝水中分离并用于空间加热。它也可以被泵回系统再次升温。

太阳能集热器21，22和23是太阳能集热器。除了加热水，空气和发电,他们还可以为烹饪提供热源。将太阳能炊具安排接在21、22和23中的任何一个，就可以烹饪食物。将热量传送到隔热的烹调器具/灶具的储热材料中，我们也能煮食物。太阳能烹饪器具未在图2中示出。对这话题感兴趣的读者可以阅读我的其他有关太阳能烹饪的专利申请。

除了上面提到的主要部件，自动化控制系统是一个热电联产系统的重要组成部分。这里是29。该系统29包括硬件和软件。硬件包括监测运行特征数据的传感器，数据监测和指示装置，数据收集和处理装置。该数据可以包括温度，压力，湿度，阳光强度等的数据，也可包括地球坐标系统的位置，日期，时间等参数.计算机软件用来协调和控制系统运行。在图2中控制系统和设备之间的连接导线都没有被示出。

该系统的操作简要介绍如下：

当太阳光照射在太阳能集热器21,22和23时,太阳能吸热板吸收热量并储存在储热材料212。真空管太阳能集热器221吸收太阳热量和储存太阳能热量在储热材料222。有太阳能热吸收涂料237的金属管23吸收太阳的热量并存储热量在236。这里的阳光包括直接照射的光线和定日镜群24反射的太阳光。当自动化控制系统29将信号发送给水泵37，水通过216和228被泵入21和22。注入的水从较低的管子到较高的管子不断吸收热量直到产生蒸汽。蒸汽进入管子237并进一步加热。蒸汽的温度不断升高直到蒸汽进入发电单元25。这里的高温蒸汽压力驱动连接到发电机的转子的涡轮机250。涡轮机的转动通过涡轮的轴251传递到发电机的转子上。冷凝水253通过端口254抽至216和218。一个新的运行过程再次启动。也可以用泵把冷凝水送到用户。有时，有一个水管在涡轮机冷却废蒸汽以加热水。

在这里，我们使用三种类型的太阳能集热器。它们是21、22和23。图21是集热和储热一体的平板太阳能集热器。22是集热和储热一体的真空管太阳能集热器。23不仅是一个管状太阳能集热器，也是一个主要的热会聚元件和蒸汽发生器。这样做的目的是要结合各种太阳能集热器的优点。例如，21具有高吸收效率和低价格。但其运行温度低。(低于120摄氏度。22具有较高的运行温度(120-180摄氏度)和高的隔热特性，但玻璃管在操作和在运输中可能会造成一些安全问题。所述金属管(23)与吸热涂层可以在非常高的温度下工作。该管不仅可以直接吸收太阳光的热量，而且还可以通过设置定日镜的群来反射太阳光线。它可以达到高得多的温度(高于180摄氏度)。蒸汽温度越高，蒸汽发电的效率也越高。23的蒸汽用于发电更好。然而因为23是工作在很高的温度，所以热的损失比21和22也多很多。

这里的热电联产系统与通常的大型太阳能热发电站不同，后者多是建在有丰富的太阳能资源的地区的。热电联产系统需要建立在靠近用户的不同区域。所以这些地区可能有不同的天气或不够充足的太阳能资源。多级太阳能集热器的热电联产系统易于适应不同的天气条件。例如，在北方地区冬季期间，系统可能会关闭该发电单元35和只用于空间供暖和热水。因为在系统中的储热材料可以都是固体材料，所以没有水结冰的担心。该系统可在冬季和北部地区运行良好。

没有必要总是采用三种太阳能集热器。根据不同的条件，一种或2种太阳能集热器也可以使用。此外，每种太阳能集热器可具有许多单元。它们本身可以串联或并联或与其它种类太阳能集热器相连。

参考图3，示出了示例性的太阳能热电联产系统30的截面示意图。在这里，301是一个横断面图和302是纵断面图。

在图3中，太阳能集热器31、32和33是图2所示的太阳能集热器21、22和23。图3中的装置34、35、36、37、38和39是图2中的设备24、25、26、27、28和29。在图3中的部件311、312、313、314、315、316、321、322、323、324、325、326、327、335、336、337、338和339分别是图2中的部件211、212、213、214、215、216、221、222、223、224、225、226、227、235、236、237、238和239。在图2中透明盖331被分成三个部分231、232和233。

图2和图3之间的不同说明如下：

1、在图2中，太阳能集热器21和22被并联连接到23。在图3中太阳能集热器31和32被串联连接。在该系统中注入的水被加热到三个不同等级的温度。在后一级的温度要高于前一级的温度。

2、这里有布置在所述太阳能集热器31和32之间的第一个连接部件3132。有安排在32至33间的第二连接部件3233。第一连接部件包括一个连接管将31的出口315连接到32的入口328。第二个连接部件包括一个连接管将32的出口327连接到33的入口338。两个单向阀3271和3272在两个连接部件允许31至32和32至33之间有各自的热连接。三个太阳能集热器31、32和33可以在不同的温度和压力下工作。一个旁通阀和端口3273和另一个旁通阀和端口3274分别设置在连接部件3132和3233。如果需要的话，我们可以将系统分离成两个或三个独立的子系统运行。

如图2所示，为安全原因，有三个释放阀3081、3082和3083分别为每个太阳能集热器设置。太阳能集热器31、32和33不仅能串联运行，也可以单独运行或将两个连接起来运行。与29相比较，自动化控制系统39具有相似的功能和特性，但它被修改以满足新系统的新要求。

我们也可以将3个太阳能集热器31、32和33直接连接而没有单向阀和旁通阀。在这种情况下，运行的灵活性低得多，同时所有三个太阳能集热器必须在最高温度和压力下运行。

当阳光照射到太阳能集热器31、32和33，包括来自定日镜群反射的太阳光线照射到太阳能集热器33，太阳能集热器吸收太阳能热量并储存在储热材料中。当自动化控制系统39发送操作信号，供水装置37提供冷水到热会聚管314。冷水被太阳能加热直到沸腾。当蒸汽压力足够大到足以打开单向阀3217，蒸汽或蒸汽/水混合物喷射到32的汇聚管326。在326的蒸汽被进一步加热到更高的温度。当在326中的压力足够高时，打开单向阀3272，在326的蒸汽被注入到33的热汇聚管337。在这里蒸汽被进一步加热至更高的压力和温度。蒸汽的压力驱动连接到发电机352的涡轮机350。涡轮机的转动通过涡轮机的轴351传递到发电机的转子上。当在331中的压力降低时，来自321的蒸汽再一次进入331，就像311的水和/或蒸汽将再次进入321一样.这样一次新的运行流程再次启动。冷凝水353通过端口354抽至316。这个流程类似于热电联产系统在图2中的流程。这里的蒸汽的温度和压力提高了两次。该系统的效率可以更高。冷凝的水可以被泵送到用户。有时在涡轮机有一个水管用于冷却废蒸汽以加热水。

另一种方法是在空气供给源38注入空气到系统中。空气吸收太阳能热并膨胀。用膨胀的空气压力来驱动涡轮。或者我们也可以注入水和空气的混合物。太阳能热加热水和空气。高压的空气和水蒸汽的混合物在更高的压力下驱动涡轮机350。该过程像在汽车的汽缸里的过程。燃料是储存的太阳能热量。从水到蒸汽的膨胀类似于点火后的汽油的膨胀过程。

请注意，用于驱动涡轮机的压力可以从蒸汽，热空气(像风)，水或它们的混合物，如蒸汽和空气，蒸汽和水，以及水和空气来得到。所以，在我们的热电联产系统所使用的涡轮机不仅可以是一个纯蒸汽涡轮机，空气(风)的涡轮机或水力涡轮机，也可以是专门特殊设计的蒸汽/空气涡轮机，蒸汽/水涡轮机或加压空气/水涡轮机。要选择压力介质和设计设备需要考虑以下因素：当地的天气，阳光资源，温度，水资源以及客户需要的热和电的比例。

使用蒸汽和空气的混合物的优点在于，水的沸腾可以快速提高系统的压力而混合的空气不需要吸收相变热。使用蒸汽和水意味着传送蒸汽的压力到水，水驱动涡轮机。它的优点是蒸汽可以被限制在一个小的空间和冷凝热可被留在这个空间，以减少通过废蒸汽的热损失。在这种情况下，水力涡轮机需要安装在较低温度的终端，它是太阳能集热器31的入口。

如果客户仅需要热水，蒸汽和被加热的空气，我们可以关闭该发电单元35，然后系统操作如下：1、当储热材料的温度低于水的沸点的温度时，向系统注入冷水，而客户将获得热水供应。2、当储热材料的温度高于水的沸点温度，向系统注入冷水，而客户将获得热水和蒸汽的供应。3、在任何时间当储热材料的温度比环境空气的温度高时，注入空气到系统中，用户将得到加热的空气供应。

图4示出了一个示范性的非正交的太阳能集热器40的示意性侧视图。太阳能吸热体404布置在隔热的玻璃402下，并且所述吸热体配置有非正交的流体通道，例如4051和4052。在这里，我们只标示两个通道。其实，他们是一组并联的管子。会聚管406收集加热后流体，它有两个端部4091和4092。406有非正交角度的通道4051和4052等，这里408是隔热。401和403是集热器框架的部件。

对于那些对本领域的技术熟练的人员来说，其它的修改将是显而易见的，因此，都在本发明所定义的权利要求中。

Claims (11)

1.一种非正交太阳能集热器，其特征在于，包括：

一种太阳能吸热元件，

太阳能热传导/转移元件，与所述太阳能吸热元件有紧密的热连接，

太阳能热汇聚元件，用于会聚太阳能热，

所述太阳能热的传导/转移元件的轴线与地球表面的法线之间的角度是非正交的，大于95度或小于85度，所述太阳能热汇聚元件的轴线与地球表面的法线之间的角度是非正交的，大于95度或小于85度。

2.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于，所述太阳能热吸收元件从下列一组中选择：

真空太阳能集热器；

带有热管的真空太阳能集热器；

放置有固体热收集和储存材料的真空太阳能集热器；

放置有流体热收集和储存材料的真空太阳能集热器；

具有太阳能吸热涂层的吸热板；

具有太阳能吸热涂层的容器；

具有太阳能吸热涂层和放置有固体储热材料的容器；

具有太阳能吸热涂层和放置有液体储热材料的容器；

具有太阳能吸热涂层的管子；

具有太阳能吸热涂层和放置有固体热收集和储存材料的管子；和

具有太阳能吸热涂层和放置有流体热收集和储存材料的管子。

3.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于，所述太阳能热传导/转移元件是从下列一组中选择：

置于所述太阳能热吸收元件中的固体的热存储和传输材料；

置于所述太阳能热吸收元件中的流体；

与所述太阳能热吸收元件有热连接的热管；

与所述太阳能吸热元件有热连接的U形管；

与所述太阳能热吸收元件有热连接的流体管；

在所述太阳能吸热元件中布置的流体管；

具有太阳能热吸收涂层的热传导/传送管；

具有太阳能吸热涂层和放有固体热收集和储存材料的管子；

内置有流体的具有太阳能吸热涂层的管子；

布置在所述太阳能热汇聚元件的一侧的太阳能热传导/转移元件；和

分别布置在所述太阳能热汇聚元件的两侧的太阳能热传导/传送元件。

4.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于，所述太阳能热汇聚元件是从下列一组中选择：

与所述太阳能热吸收元件有热连接的流体管；

与所述太阳能热传导传输元件有热连接的流体管；

与所述太阳能热吸收元件有热连接的流体容器；

与所述太阳能热传导/转移元件有热连接的流体容器；

与所述太阳能吸热元件有热连接且放置有固体储热材料的管子；

与所述太阳能热传导/传输元件有热连接且放置有固体储热材料的管子；

与所述太阳能热吸收元件有热连接且存放有固体储热材料的容器；

与所述太阳能导热/传输元件有热连接且存放有固体储热材料的容器；

具有太阳能吸热涂层且放置有热传导/转移材料的管子；

一种太阳能热收集和储存装置；和

流体管放置在一个隔热容器中的热收集和储存材料中，所述材料与太阳能吸热材料有热连接。

5.将太阳能热收集和储存集成在一种装置中的管形的太阳能集热器，包括：

一种太阳能吸热管，包括：

太阳能热吸收涂层，

一种透明的覆盖允许阳光通过并减少热量损失，

一种固体的储热材料放置在所述管子用于存储太阳能热量；和

热会聚通道，与所述热存储材料有热连接以便转移热量。

6.根据权利要求1和5所述的太阳能集热器，其特征在于，还包括从下列一组中选择的设备：

一个储热库；

太阳能热发电装置；

布置在所述的太阳能集热器的储热材料中的烹饪器具；

与所述的太阳能集热器有热连接的隔热的烹饪器具；

一种烹调器具安排在一个炉灶/炉的太阳能烹饪室，所述烹饪室与所述太阳能集热器有热连接；

热驱动的自驱动泵；

热驱动的液体自动循环装置；

自动化控制系统；

除了太阳能集热器外的另一种能量加热器；

流体管；

流体供给设备；

空气供给设备；

供水设备；

余热供给设备；

蒸汽供给设备；

太阳能用热器具；

红外线电池板，其将所存储的太阳能热的红外线转换成电能；

双太阳能集热器；以及

两种或更多种上述装置的组合。

7.一种太阳能热电联产系统，其特征在于，包括：

一种以上太阳能集热器，所述的集热器将一种流体加热到不同的温度；

一种涡轮机由流体压力驱动；

所述涡轮机轴转动发电机；

所述发电机通过在定子中的转子的运动产生电力；

一种机构提供热量给客户；

流体入口；和

流体出口。

8.根据权利要求7所述的太阳能热电联产系统，其特征在于，其中所述太阳能集热器是由下列一组中选择：

非正交的太阳能集热器；

将太阳能热收集和储存集成在一起的太阳能集热器；

平板太阳能集热器；

真空太阳能集热器；和

市场现有的太阳能集热器。

9.根据权利要求7所述的太阳能热电联产系统，其特征在于，还包括：

除所述太阳能集热器之外的其他能源的加热器；

水供给;

空气供给；

加热的流体出口；

日光反射板；

定日镜；

单向阀；

排放阀；

连接到所述热电联产系统的电力系统；

连接到所述的热电联产系统的供热系统；

连接到所述的热电联产系统的用热器具；

太阳能烹饪器具；

运行数据指示装置；

报警装置；

频率调节装置;

自动化控制系统；

太阳能储热装置；

太阳能用热器具；

将太阳能热收集和储存集成在一起的太阳能集热器；

真空太阳能集热器；

平板太阳能集热器；

红外线电池板，

将存储的太阳能热红外线转换成电力；和

两种或多种上述设备的组合。

10.根据权利要求7所述的太阳能热电联产系统，其特征在于，其中所述涡轮机是由下列一组中选择：

由蒸汽压力驱动的涡轮机；

由水压力驱动的涡轮机；

由空气压力驱动的涡轮机；

由蒸汽和空气的混合压力驱动的涡轮机；

由蒸汽和水的混合压力驱动的涡轮机；

由水和空气的混合压力驱动的涡轮机；和

其中所述流体，是选自：蒸汽；水；空气；和两个或以上的流体的组合。

11.一种能源系统，其特征在于,包括：

一种太阳能热电联产系统，包括：

一种以上太阳能集热器，所述的集热器将一种流体加热到不同的温度；

一种涡轮机由流体压力驱动；

所述涡轮机轴转动发电机；

所述发电机通过在定子中的转子的运动产生电力；

一种机构提供热量给客户；

流体入口；和

流体出口。

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