CN103994594A - 增透自清洁双效太阳能高温集热管 - Google Patents

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CN103994594A CN201410261352.2A CN201410261352A CN103994594A CN 103994594 A CN103994594 A CN 103994594A CN 201410261352 A CN201410261352 A CN 201410261352A CN 103994594 A CN103994594 A CN 103994594A
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高福建
江慎楠
张和成
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Abstract

本发明提供了一种增透自清洁双效太阳能高温集热管，包括金属内管和玻璃罩管，金属内管套入玻璃罩管之中，并通过端盖、波纹管及封接环与金属内管密封连接，金属内管与玻璃罩管之间形成密闭空腔，玻璃罩管内外壁上均通过溶胶-凝胶法镀制有增透自清洁纳米液膜。本发明在具有高的太阳透射比的同时保证使用过程中在阳光、雨水的作用下持续有效的保持高的太阳透射比，维持较高的热电转换效率。

Description

增透自清洁双效太阳能高温集热管
技术领域
本发明涉及一种增透自清洁双效太阳能高温集热管，属于太阳能热利用技术领域。
背景技术
2007年颁布的《可再生能源中长期发展规划》提到，未来将在内蒙古、甘肃、新疆等地选择荒漠、戈壁、荒滩等空闲土地，建设太阳能热发电示范项目。到2020年，全国太阳能热发电总容量达到20万千瓦，将与光伏发电容量相当。随着今年内蒙古鄂尔多斯50MW光热发电项目的招标，标志着我国太阳能光热发电项目的正式启动。太阳能热利用技术也由过去传统的中低温应用走进了高温热发电应用领域。同时随着国家“十二五”规划对新能源、可再生能源利用的大力支持，太阳能光热发电将有更广阔的发展前景。
众所周知，光热发电的核心元件为太阳能高温集热管。其性能的好坏与玻璃罩管的太阳透射比及不锈钢内管的太阳吸收比有着直接的关系。目前国内各企业太阳能高温集热管封接技术普遍采用硼硅3.3玻璃与不锈钢封接环的非匹配封接。硼硅3.3玻璃的太阳透射比约90%，仍具有较大的提升空间，通过增透提升太阳透射比从而获得更大的光热转换效率。
另外，由于光热发电项目一般都是安装在荒漠、戈壁等地方，灰尘风沙大，时间一长，太阳能高温集热管玻璃罩管表面极易变脏，实验表明使用3个月后，有的玻璃罩管太阳透射比甚至只有最初的60%，大大影响了发电效率，如果不能解决玻璃罩管表面脏污的问题，将大大制约太阳能光热产业的发展。
发明内容
本发明目的是提供一种增透自清洁双效太阳能高温集热管，保证使其具有较高的太阳透射比同时还能在阳光、雨水的作用下长期保持的特性。
为了实现上述目的，本发明采用技术方案如下：
一种增透自清洁双效太阳能高温集热管，包括金属内管和玻璃罩管，金属内管套入玻璃罩管之中，并通过端盖、波纹管及封接环与金属内管密封连接，金属内管与玻璃罩管之间形成密闭空腔，玻璃罩管内外壁上均通过溶胶-凝胶法镀制有增透自清洁纳米液膜。
优选地，所述增透自清洁纳米液膜的厚度为100-150 nm。
优选地，所述增透自清洁纳米液膜的厚度为120nm。
优选地，所述增透自清洁纳米液膜的折射率为1.1-1.4。
优选地，所述增透自清洁纳米液膜的折射率为1.14。
优选地，金属内管为不锈钢管。
本发明的有益效果：
玻璃罩管内外壁镀增透自清洁纳米液膜，使其具有高的太阳透射比的同时保证使用过程中在阳光、雨水的作用下持续有效的保持高的太阳透射比，维持较高的热电转换效率。
附图说明
图1为本发明选定实施例的结构示意图。
图中：1：金属内管,2：端盖，3：波纹管，4 ：封接环，5： 玻璃罩管,6: 增透及自清洁符合薄膜，7: 内腔。
具体实施方式
为了便于本领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本发明的保护范围。
如图1所示，一种增透自清洁双效太阳能高温集热管包括金属内管1、玻璃罩管5、端盖2、波纹管3和封接环4。金属内管1通常为不锈钢管，套于玻璃罩管5之中，并通过端盖2、波纹管3和封接环4与玻璃罩管5密封联接，形成内腔7，玻璃罩管5内外壁上均通过溶胶-凝胶法镀制有增透自清洁纳米液膜6，增透自清洁纳米液膜6的厚度为100-150 nm，优选地，所述增透自清洁纳米液膜的厚度为120nm。所述增透自清洁纳米液膜的折射率为1.1-1.4优选地，所述增透自清洁纳米液膜的折射率为1.14。所述增透自清洁纳米液膜能够实现对太阳波长550nm的最大透射，满足高温集热管热性能要求。
现以镀增透自清洁纳米液膜6的厚度120 nm为例，将本发明同普通的太阳能高温集热管整体性能进行研究对比，通过大量实验来验证该增透自清洁纳米液膜6是否对太阳能高温集热管的整体性能造成影响。其中：内腔真空度反应了太阳能高温集热管真空寿命的长短；内管吸收比为单位太阳辐射吸收的比例；内管发射比为单位太阳辐射发射的比例。采用GB/T 17049-2005的测试方法进行测试，各项性能进行对比如下表：
通过实验对比发现：本发明的各项性能均没有恶化，故可以证明该增透自清洁纳米液膜对太阳能高温集热管整体性能没有影响。
在另一实验中，采用GB/T 17049-2005的测试方法对玻璃罩管太阳透射比进行测试，各项结果如下表：
通过上表数据可以看出：本发明的玻璃罩管太阳透射比比普通管提高4.1个百分点，具有较高的太阳透射比。
在另一实验中，将本发明与普通管同时放置于室外模拟使用的日晒雨淋环境中，经过3个月的时间用清水进行冲洗，本发明的玻璃罩管清洁如新，而普通管上面一层污垢，仅用清水无法清洗干净。故在使用环境中，本发明通过雨水的冲刷可以实现自清洁功能。
在另一实验中，将本发明与普通管在小型测试系统上进行测试相比，其热电转换效率提高4个百分点左右，具有较高的光热转换效率。
本发明不仅保证高温热发电玻璃罩管具有较高的太阳透射比，达到94%以上；同时在荒滩、戈壁使用过程中能够在日晒、雨淋的作用下实现自清洁，长期保持高的太阳透射比，保证较高的热电转换效率。
以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述作出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种增透自清洁双效太阳能高温集热管，其特征在于：包括金属内管和玻璃罩管，金属内管套入玻璃罩管之中，并通过端盖、波纹管及封接环与金属内管密封连接，金属内管与玻璃罩管之间形成密闭空腔，玻璃罩管内外壁上均通过溶胶-凝胶法镀制有增透自清洁纳米液膜。
2.根据权利要求1所述的增透自清洁双效太阳能高温集热管，其特征在于：所述增透自清洁纳米液膜的厚度为100-150 nm。
3.根据权利要求2所述的增透自清洁双效太阳能高温集热管，其特征在于：所述增透自清洁纳米液膜的厚度为120nm。
4.根据权利要求1所述的增透自清洁双效太阳能高温集热管，其特征在于：所述增透自清洁纳米液膜的折射率为1.1-1.4。
5.根据权利要求4所述的增透自清洁双效太阳能高温集热管，其特征在于：所述增透自清洁纳米液膜的折射率为1.14。
6.根据权利要求1至5任一项所述的增透自清洁双效太阳能高温集热管，其特征在于：金属内管为不锈钢管。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106642758A (zh) * 2016-12-09 2017-05-10 成都翼添科技有限公司 太阳能涂层板
CN109423068A (zh) * 2017-06-23 2019-03-05 北京国信优控系统技术有限公司 超疏水耐磨石墨烯复合涂层及应用其的太阳能集热管

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