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Abstract

本发明公开了一种提高太阳能热发电效率的方法，包括如下步骤：1）将人工黑体乳化液通过放置在太阳能吸收箱（3）内的聚焦加热器（4）聚焦发热产生高温；2）蒸发液蒸发器（6）内的蒸发液遇到高温时瞬时由液态变成气态，增大气压；3）补偿加热器（7）加热，加压；4）通过压力平衡罐（9）平衡气压，驱动气体发动机（12）带动发电机（13）发电。本发明同时还公开了一种提高太阳能热发电效率的设备。本发明利用人工黑体乳化液作为吸收太阳能辐射热的载体，通过聚焦加热，对蒸发工质进行热交换，从而提高太阳能热发电效率。本发明的优点是能提高太阳能热辐射的吸收与转换，提高太阳能热发电效率；且制造和使用成本低。

Description

一种提高太阳能热发电效率的方法及设备
技术领域
本发明涉及太阳能热发电，具体是一种提高太阳能热发电效率的方法及设备。
背景技术
太阳能是一种非燃料再生能源，来自地球以外，是一取之不尽，用之不竭的洁净新能源。我国是太阳能资源非常丰富的国家之一。全国各地年太阳辐射总量为928-2333kw·h／㎡，2/3的土地面积年日照量都在2000-3300小时，绝大多数地区年平均辐射量在4kw·h／㎡，有的高达7kw·h/㎡，可以说太阳能是一个巨大的绿色能源库。
但目前太阳能的利用效率还很低，平板太阳能光伏发电效率在16％左右，太阳能热发电在17%-18%之间，因此，提高太阳能热发电效率还有很大的空间，充分发挥太阳能的作用，对节能减排，保护环境和资源，造福于人类有着十分重要的意义。
黑体是一种理论上的理想物体，其吸收比a=1，这意味着它能够全部吸收太阳发出各种波长的电磁波辐射，自然界中黑体是不存在的。但是，我们可以人工模拟制造这种黑体，以提高太阳能辐射吸收与转换，达到提高太阳能热发电效率的目的。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种提高太阳能热发电效率的方法及设备，这种方法和设备能有效提高太阳能热发电效率，且制造和使用成本低。
实现本发明目的的技术方案是：
一种提高太阳能热发电效率的设备，包括蒸发液储罐、太阳能吸收箱、补偿加热器和压力平衡罐，所述的太阳能吸收箱内设有聚焦加热器、人工黑体乳化液、蒸发液蒸发器；蒸发液储罐、太阳能吸收箱、补偿加热器、压力平衡罐顺序连通。
所述蒸发液储罐与太阳能吸收箱通过输送泵连通。
所述补偿加热器与压力平衡罐通过单向阀连通。
设有溢流阀与压力平衡罐连通。
所述的溢流阀通过顺序连通的风冷却器、水冷凝器与蒸发液储罐连通。
气体发动机通过顺序连通的风冷却器、水冷凝器与蒸发液储罐连通。
水冷凝器通过压力调节阀与蒸发液储罐连通。
设有第一黑体乳化液储热器与太阳能吸收箱连通。
设有第二黑体乳化液储热器与补偿加热器、太阳能吸收箱连通。
所述的压力平衡罐与蓄能器连通。
一种提高太阳能热发电效率的方法，包括如下步骤：
1）将人工黑体乳化液通过放置在太阳能吸收箱内的聚焦加热器聚焦发热产生高温；
2）蒸发液蒸发器内的蒸发液遇到高温时瞬时由液态变成气态，增大气压；
3）补偿加热器加热，加压；
4）通过压力平衡罐平衡气压，驱动气体发动机带动发电机发电。
所述的人工黑体乳化液是按人工黑体、乳化油的百分配比为人工黑体95-99份、乳化油1-5份乳化而成。
所述的人工黑体为符合吸收太阳辐射发出的波长0.2um-3um之间的黑度为0.95-0.98、亚微米级硬质活性碳。
所述的乳化油为比热是1千卡／kg·℃、在300℃-400℃高温不老化流动粘性油类物质，例如硅油。
人工黑体乳化液通过放置在太阳能吸收箱内的聚焦加热器聚焦发热产生高温、蒸发器内的蒸发液遇到高温时瞬时由液态变成气态，增大气压，再通过补偿加热器加热，加压、平衡气压后驱动气体发动机带动发电机发电，做功后的气体冷凝，循环使用。
本发明利用人工黑体乳化液作为吸收太阳能辐射热的载体，通过聚焦加热，对蒸发工质进行热交换，从而提高太阳能热发电效率。
这种方法的优点是能提高太阳能热辐射的吸收与转换，达到提高太阳能热发电效率的目的；且制造和使用成本低。
附图说明
图1为实施例中提高太阳能热发电效率的设备的结构示意图。
图中，1.蒸发液储罐2.输送泵3.太阳能吸收箱4.聚焦加热器5.人工黑体乳化液6.蒸发液蒸发器7.补偿加热器8.单向阀9.压力平衡罐10.蓄能器11.溢流阀12.气体发动机13.发电机14.风冷却器15.水冷凝器16.压力调节阀17.第一黑体乳化液储热器18.第二黑体乳化液储热器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步阐述，但不是对本发明的限定。
实施例：
如图1所示，一种提高太阳能热发电效率的设备，包括蒸发液储罐1、太阳能吸收箱3、补偿加热器7和压力平衡罐9，所述的太阳能吸收箱3内设有聚焦加热器4、人工黑体乳化液5、蒸发液蒸发器6；蒸发液储罐1、太阳能吸收箱3、补偿加热器7、压力平衡罐9顺序连通。
使用时，气体发动机12与压力平衡罐9连通，由压力平衡罐9内的气体推动气体发动机12做功，带动发电机13发电。
所述蒸发液储罐1与太阳能吸收箱3通过输送泵2连通。
所述补偿加热器7与压力平衡罐9通过单向阀8连通。
设有溢流阀11与压力平衡罐9连通。
所述的溢流阀11通过顺序连通的风冷却器14、水冷凝器15与蒸发液储罐1连通。
气体发动机12通过顺序连通的风冷却器14、水冷凝器15与蒸发液储罐1连通。以便于收集做功后的气体冷凝成蒸发液液体，循环使用，降低使用成本。
水冷凝器15通过压力调节阀16与蒸发液储罐1连通。
设有第一黑体乳化液储热器17与太阳能吸收箱3连通。
设有第二黑体乳化液储热器18与补偿加热器7、太阳能吸收箱3连通。
所述的压力平衡罐9与蓄能器10连通。
一种提高太阳能热发电效率的方法，包括如下步骤：
1）将人工黑体乳化液通过放置在太阳能吸收箱3内的聚焦加热器4聚焦发热产生高温；
2）蒸发液蒸发器6内的蒸发液遇到高温时瞬时由液态变成气态，增大气压；
3）补偿加热器7加热，加压；
4）通过压力平衡罐9平衡气压，驱动气体发动机12带动发电机13发电。
所述的人工黑体乳化液是按人工黑体、乳化油的百分配比为人工黑体95-99份、乳化油1-5份乳化而成。
所述的人工黑体为符合吸收太阳辐射发出的波长0.2um-3um之间的黑度为0.95-0.98、亚微米级硬质活性碳。
所述的乳化油为比热是1千卡／kg·℃、在300℃-400℃高温不老化流动粘性油类物质，例如硅油。
具体地：
（1）太阳能辐射面积1㎡，太阳能辐射能量4kw·h/㎡，人工黑体乳化液15kg，比热1千卡／kg·℃，液温20℃，环境温度30℃，风力；2级，测试时间连续3小时；
（2）测试结果：人工黑体乳化液温度380℃，蒸气温度225℃，压力25kg/cm2，蒸汽流量0.7L/S；
（3）总吸热量：15kg×1千卡／kg·℃×(380℃-20℃）=5400千卡拆算功率N=5400千卡／860千卡=6.28kw/3小时=2.09kw/h；
（4）功率换算作功：
25kg.f/cm2×0.7L/S×10m/L/102kgf·m·s=1.72kw/h；
（5）计算活塞式发动机作功：
N=PFHr／6120=25kg/cm2×28.26cm2×0.15m×330r.p.m／6120=1.72kw·h
N=功率（KW）,P=气体压力，F=活塞截面积，H=活塞行程，r=转速／分钟，排量=127cm3／r，700ml×60s/127ml=330r.p.m；
（6）机械效率按85%，1.71kw/h×85%=1.45kw/h；
（7）本发明太阳能热发电效率为：1.45kw/h/4kw·h/㎡=36.25%；
（8）太阳能热能转化率：2.09kw/4kw=52.25%；
（9）效果：是太阳能光伏发电的1.45kw/0.64kw=2.27（倍）、是太阳能热发电的1.45kw/0.68w=2.13（倍）。

Claims (10)

1.一种提高太阳能热发电效率的设备，其特征是，包括蒸发液储罐（1）、太阳能吸收箱（3）、补偿加热器（7）和压力平衡罐（9），所述的太阳能吸收箱（3）内设有聚焦加热器（4）、人工黑体乳化液（5）、蒸发液蒸发器（6）；蒸发液储罐（1）、太阳能吸收箱（3）、补偿加热器(7)、压力平衡罐（9）顺序连通。
2.根据权利要求1所述的提高太阳能热发电效率的设备，其特征是，所述蒸发液储罐（1）与太阳能吸收箱（3）通过输送泵（2）连通。
3.根据权利要求1所述的提高太阳能热发电效率的设备，其特征是，设有溢流阀（11）与压力平衡罐（9）连通。
4.根据权利要求3所述的提高太阳能热发电效率的设备，其特征是，所述的溢流阀（11）通过顺序连通的风冷却器（14）、水冷凝器（15）与蒸发液储罐（1）连通。
5.根据权利要求1所述的提高太阳能热发电效率的设备，其特征是，气体发动机（12）通过顺序连通的风冷却器（14）、水冷凝器（15）与蒸发液储罐（1）连通。
6.根据权利要求1所述的提高太阳能热发电效率的设备，其特征是，设有蓄能器（10）与所述的压力平衡罐（9）连通。
7.一种提高太阳能热发电效率的方法，其特征是，包括如下步骤：
1）将人工黑体乳化液通过放置在太阳能吸收箱（3）内的聚焦加热器（4）聚焦发热产生高温；
2）蒸发液蒸发器（6）内的蒸发液遇到高温时瞬时由液态变成气态，增大气压；
3）补偿加热器（7）加热，加压；
4）通过压力平衡罐（9）平衡气压，驱动气体发动机（12）带动发电机（13）发电。
8.根据权利要求7所述的提高太阳能热发电效率的方法，其特征是，所述的人工黑体乳化液是按人工黑体、乳化油的百分配比为人工黑体95-99份、乳化油1-5份乳化而成。
9.根据权利要求8所述的提高太阳能热发电效率的方法，其特征是，所述的人工黑体为符合吸收太阳辐射发出的波长0.2um-3um之间的黑度为0.95-0.98、亚微米级硬质活性碳。
10.根据权利要求8所述的提高太阳能热发电效率的方法，其特征是，所述的乳化油为比热是1千卡／kg·℃、在300℃-400℃高温不老化流动粘性油类物质。
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