CN104870924B - 热存储设备 - Google Patents

Abstract

一种能够将能量存储为热用于随后利用的存储设备和方法。存储设备器能够利用液相传热介质进行操作以在所述存储设备处供应和提取热能。另外，本存储设备可以形成由任何可再生能源和特别地太阳热能源驱动的发电厂的一体部分。所述存储设备包括内腔，所述内腔包括建筑骨料形成的多个柱，所述多个柱被布置成用于提供多个流体流动通道使得流体被构造成用于在柱之间从入口流动至出口，以将热能传送到建筑骨料。

Description

热存储设备

技术领域

本发明涉及一种存储热能的设备，并且特别地但不是唯一地，涉及一种热存储单元，该热存储单元具有存储热能的建筑骨料(construction aggregate)和允许能量能够被存储并且从所述热存储器中提取出的流体传热介质。

背景技术

电形式的动力或能量的供给通常要求随后可以被转换为和/或被提供为电的能源。传统地，化石燃料已经被用作能源，以驱动涡轮机用于电的生成。随着自然资源减少并且面对气候变化，可再生能源已经被研究用于动力和电的生成。特别地，太阳能作为传统化石燃料的替换能源已经引起了适当的注意。

太阳能收集装置被很好地建立并且根据两个类型被分类。非聚光型收集器直接接收作为辐射的平行光束的太阳辐射。该装置通常包括太阳能电池板，或可以被加热并且被构造成发送和存储太阳辐射的光伏电池阵列。太阳能收集器的另一类型被称为聚光型，该聚光型的太阳能收集器使用透镜或反射镜组件来反射或折射辐射，以将光束会聚到目标上成为更加聚焦的阳光覆盖区。

WO2009/147651公开了一种太阳能发电机系统，该太阳能发电机系统用于会聚太阳光束以用于热力学循环，该热力学循环利用气体或蒸汽循环和涡轮机以发电。太阳光束会聚系统包括多个会聚反射镜，该会聚反射镜用于朝适当的吸收和聚积主体反射辐射。

US2009/0308072公开了改进的布雷顿循环(Brayton cycle)发动机，该布雷顿循环发动机利用由太阳辐射加热的工作流体。特别地，存储单元中的金属氢化物材料被加热，并且来自氢化物材料的被驱动的氢在放热反应中以被控制的速度与所述材料重新组合，以便加热可压缩的布雷顿工作流体，用于随后驱动联接到发电机的涡轮机。

WO2010/019990公开了太阳能和发电系统。发电系统包括具有过热器、涡轮机、冷凝器、再冷却器、接收器和泵的闭式工作流体。工作流体被分离为第一平行流和第二平行流。太阳能收集系统被构造成在第一流和第二流中通过热交换器加热工作流体。然后第一流体流和第二流体流被组合、过热和传送到涡轮机。

WO2010/021706公开了利用可再生的地热、风能和太阳能能源进行操作的基于蒸汽的发电厂。风能或太阳能在电解单元中被转化为氢。然后生成的氢被供给到锅炉中，用于向涡轮机和发电机供应热能。

WO2009/129166公开了包括蒸汽发电机和涡轮机的太阳能热电厂。使用太阳能将水转化为蒸汽。然后过热器加热来自蒸发器的蒸汽以提供被供应给涡轮机的过热蒸汽。

然而，基于太阳能的传统发电系统具有多个缺点，特别地该缺点包括太阳能被捕获和利用以用于发电所进行的操作的效率。另外，主要由于存储被捕获的太阳能的不足的容量，所以传统系统还受到限制。传统系统的使用通常受限于热气候，并且需要不断地对有限的能量存储装置再储能，这可能导致在较差的或恶劣的天气条件下不能获得动力或电能。

因此，需要用于存储能量以便随后在相同或不同的形式下进行利用的设备和方法。

发明内容

因此，发明人提供了能够将能量存储为热用于随后利用的存储设备和方法。本热存储器能够利用液相传热介质进行操作以在所述热存储器处供应和提取热能。另外，本热存储器可以形成由任何可再生能源和特别是太阳能能源驱动的发电厂的一体部分。可选地，本热存储器可以用作任何发电厂或系统中的热存储单元。

在优选的利用方式中，本热存储器形成可再生能量系统的部件，该可再生能量系统包括透镜或反射镜的阵列，以利用在目标上会聚的太阳能。目标处的热能经由连接到热存储器的气相工作流体循环被传送到热存储器。可选地，被加热的目标可以将热能传递到热交换器，该热交换器又经由分开的工作流体而连接到本热存储装置上。本热存储装置还适合于连接到另外的热交换器和涡轮机装置，使得在太阳能的情况下，提取的热能可以在能量收集周期(例如白天和夜晚)中且可选地在所述能量收集周期之间用于驱动涡轮机并且提供需要的电源。

根据本发明的第一方面，提供接收和存储来自工作流体的热能的设备，所述设备包括：内腔，所述内腔被至少一个侧壁、顶部和基部限定；入口，所述入口允许被加热的流体流进内腔中；出口，所述出口允许流体流出内腔；

建筑骨料形成的多个柱，该建筑骨料形成的多个柱在顶部和基部之间的方向上在内腔中轴向地延伸，所述柱通过间隔区被彼此隔离以在顶部和基部之间在轴向方向上提供多个流体流动通道；多个壳体，该多个壳体分别围绕每个柱设置，以容纳柱形式的建筑骨料；入口和出口，该入口和出口相对于侧壁、顶部和/或基部定位，使得流体被构造成在柱之间从入口轴向地流动到出口，并且与柱接触以将热能传送到建筑骨料。

WO2010/116162公开了可以使用本热存储装置的示例性系统，WO2010/116162通过引用而被纳入本文。

在本说明书中，术语‘建筑骨料’包括任何天然产生的骨料、从地球外壳提取出的矿物质或非矿物质。术语特别包括从下组的任一个或组合制造或处理的天然材料或合成材料：砂子、石头、岩石、玄武岩、混凝土、粉煤灰、矿渣、天然产生的材料或合成的建筑材料。另外，建筑骨料可以形成为砂子、碎石、石子、砾石、巨砾或其它粒状的材料。

在本说明书中，术语‘柱’包括柱子、壁或优选地被预制以使热存储设备能够被方便地装配的一块建筑骨料。优选地，建筑骨料通过诸如网状物、网或穿孔结构被维持为柱式几何形状。

可选地，建筑骨料包括下组的任一个或组合：砂子、石头、岩石、玄武岩、混凝土、粉煤灰、矿渣、天然产生的材料或合成的建筑材料。可选地，建筑骨料形成为下组的任一个或组合：砂子、碎石、石子、砾石、巨砾或其它粒状的材料。

可选地，每个柱都在顶部和基部之间在轴向方向上包括均匀的横截面尺寸。优选地，柱具有大致相等的平均横截面尺寸。优选地，柱的外表面在顶部和基部之间在纵向方向上被设置成彼此触及接触或接近彼此触及接触。可选地，间隔件可以被设置以隔离柱并且维持通道。可选地，设备可以包括至少一个支架，该支架被构造成将至少一个或多个柱保持为整体结构并且维持轴向延伸的通道。可选地，每个柱都包括在顶部和基部之间在纵向方向上延伸的多个支架。可选地，柱可以是大致圆柱形或包括包含块状部分的任何横截面轮廓。可选地，柱在入口和出口之间在轴向方向上是组合式的，以成为骨料块的叠放布置。

可选地，壳体是可热降解的，从而在初次使用过程中在设备中老化(perish)。可选地，壳体是热稳定的，从而在设备中耐用。优选地，壳体包括以下的一个或组合：钢、不锈钢、金属、金属合金、纸、卡、基于纤维素的材料、基于聚合物的材料、陶瓷、网状物、纱布、多个条带或金属线或穿孔材料。可选地，每个壳体都在顶部和基部之间的方向上轴向地延伸通过每个柱的部分长度或全部长度。可选地，壳体在内腔中大致竖直地延伸。可选地，壳体被至少一个支架和特别地多个支架保持在适当的位置，所述多个支架围绕一群壳体延伸以将壳体相对于彼此锁定到位。可选地，支架包括金属条带或皮带型装置。可选地，壳体在基部和顶部之间大致竖直地延伸。

优选地，设备包括具有交换器工作流体的热交换器，以使用与建筑骨料接触的流体传递热能，所述热交换器定位在内腔中。可选地，热交换器在内腔中被定向为大致竖直地或大致水平地延伸。

优选地，设备包括定位在至少一个壁处的绝缘介质以绝热内腔。优选地，至少一个壁包括大致圆柱形的几何形状以将壳体包封在内腔中。

优选地，建筑骨料在内腔中大致地作为连续质量延伸，并且被壳体隔离。所提及的建筑骨料的‘连续质量’指被布置为触及接触以形成大致实体的石子、巨砾、砾石、碎石和/或砂子的组件。实体(solid mass)可以被包含在每个壳体中或可选地可以被定位成围绕每个壳体并且在限定内腔的至少一个壁之间或在基部和顶部之间延伸。可选地，石子、巨砾、碎石、砾石、砂子、石块或建筑骨料部件接触每个壳体的面向内的表面或面向外的表面。

可选地，设备可以包括管道，以在建筑骨料和热交换器之间在大致竖直方向上引导内腔中的流体流动路径。可选地，设备包括与入口流体连通的管道或至少一个流体流动导管，以将被加热的流体引导到建筑骨料的相对于内腔的基部和顶部的上部区域、建筑骨料的相对于内腔的基部和顶部的中部区域或建筑骨料的相对于内腔的基部和顶部的下部区域。

可选地，设备包括定位在至少一个壁处的不同区域处的多个入口和多个出口，以允许流体在相对于至少一个壁和基部以及顶部的不同区域处流进和流出内腔。

可选地，基部可以从下方被多个支撑柱支撑，该支撑柱被构造成将基部悬挂在下基板或支撑表面上方。可选地，建筑骨料的底部或下区域被支撑在多个支撑柱上，所述支撑柱横向于或垂直于每层的长度延伸。可选地，建筑骨料的底部或下部区域被支撑在适当的绝缘层上，该绝缘层可选地包括相同类型或不同类型的建筑骨料，与石棉或类似的绝热介质组合的建筑骨料；或承载绝热的骨料材料，矿物质或实心结构。

根据本发明的另一方面，提供一种基于太阳能的动力发电机系统，该动力发电机系统将太阳能有效地转换为热能，该热能可以被方便地存储并且随后被转换为电能。系统包括透镜或反射镜的阵列，以在可以连接到热能存储装置的气相工作流体循环中利用太阳能并且将太阳能会聚到目标上。适当的热交换器和涡轮机装置被连接到流体循环和/或热存储装置上，以在太阳能收集周期过程中和可选地在太阳能收集周期之间提供需要的电源。

根据本发明的另一方面，提供了太阳能收集设备，其包括：多个透镜和/或反射镜，所述多个透镜和/或反射镜接收和会聚太阳辐射；一个或多个目标，所述一个或多个目标分别从每个透镜和/或反射镜中接收被会聚的太阳辐射；管网，所述管网包括气相工作流体并且允许流体流动以与至少一个目标接触，使得工作流体被至少一个目标和如本文所述的热存储装置加热。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于将太阳能转换为电能的设备，其包括：如本文所述的太阳能收集设备；热交换器，所述热交换器与导管网络和/或热存储装置流体连通地连接，以接收被加热的工作流体并且传送被接收的热能；涡轮机，所述涡轮机连接到热交换器；发电机，所述发电机连接到涡轮机以发电，和与热交换器热连通地连接的如本文所述的热存储装置。

优选地，流过热存储设备的流体是空气。可选地，流体可以包括任何气相介质，该气相介质包括例如二氧化碳。可选地，使用了高导热率气体。

优选地，热交换器的工作流体是水和蒸汽，特别包括超临界的水。具体地，收集设备的管网中的气相工作流体能够被加热到400℃以上并且特别地高达约700℃的高温，700℃被认为是涡轮机的最高运行温度。优选地，本收集设备的工作流体是空气，并且特别是包括水平地面的空气成分的大气空气。

根据本发明的另一方面，提供了太阳能收集设备，其包括：多个透镜和/或反射镜，所述多个透镜和/或反射镜接收和会聚太阳辐射；至少一个目标，所述目标分别从每个透镜和/或反射镜中接收被会聚的太阳辐射；导管网络，所述导管网络包括传热流体并且允许流体流动以与至少一个目标接触，使得流体被所述目标加热；热交换器，所述热交换器与导管网络流体连通连接，以接收被加热的流体并且向气相流体传送被接收的热能；热存储装置，所述热存储装置经由气相流体流体连通地连接到热交换器以接收热能，所述存储装置包括热存储材料以存储从气相流体接收的热能。

附图说明

现在将仅通过示例并且参照附图来描述本发明的特定实现方式，在附图中：

图1是根据本发明的特定的实现方式的包括具有多个壳体的室的热存储装置的截面侧视图，所述壳体容纳建筑骨料；

图2是通过图1的A-A的平面截面图；

图3是图1的壳体和室的区域的另一截面图；

图4是类似于图1的A-A但是具有被不连续的间隔件隔离的壳体的截面图；

图5是具有不同的横截面轮廓的类似于图1的壳体的多个壳体的截面图；

图6是根据特定的实现方式的通过图1的类型的多个壳体的截面图，其中热存储装置被构造成对流式热存储设备；

图7根据另一特定的实施例图示了图1的热存储装置的下截面侧视图，其中壳体被支撑在柱上；

图8是根据另一特定的实施例的图1的类型的热存储设备的截面侧视图，其中壳体被支撑在被悬挂的基部上。

具体实施方式

参见图1至3，热存储装置100能够存储用于延长期的热能，以便随后的提取和利用，例如供给至传统的发电涡轮机装置(未示出)。热存储器100包括限定内腔114的成圆柱形的壁的形式的外壁102。诸如石棉或类似物的绝热材料106被定位成围绕壁102的外表面延伸，以包围内腔114并且将内腔114热绝缘。设备100包括也被绝热材料106覆盖的顶部区域110。壁102和腔114被安装在基部109上，基部109可以是特别构造的结构或可以是水平地面。

入口107延伸通过顶部110以允许流体流进内腔114中。出口108定位在接近基部109的腔114的下部区域处。

多个壳体105在内腔114中延伸。每个壳体105都包括(可选地由钢构成的)圆柱形的壁，该圆柱形的壁具有面向外的表面113和面向内的表面103。面向内的表面103限定内空腔104。每个壳体105都是细长的并且延伸顶部区域110和基部109之间的大致全部距离。每个壳体105的下部区域112被定位成与基部109接触。位于下部区域112处的每个壳体105都朝壳体纵向轴线115向内径向地逐渐变细，所述纵向轴线115在中心延伸通过每个各自的壳体105。每个下部区域111都包括大致平截圆锥形(frusto-conical)构造。

根据特定的实现方式，每个壳体105中的内腔104填充有建筑骨料。骨料作为被包含在每个壳体105中的柱在基部109和顶部区域110之间连续地延伸。根据特定的实现方式，骨料包括碎石。然而，壳体腔104的区域可以包括碎石或小石子。

由于每个壳体105都包括大致细长的圆柱形构造，因而在每个圆柱105的面向外的表面113之间产生间隙区域200。多个壳体105作为竖直定向的组件被至少一个固定支架(未示出)保持在适当的位置。该支架可以包括带箍、条带或链型的装置，所述带箍、条带或链型的装置被卷绕以包围被装配的壳体105，以防止壳体向外塌陷。所述至少一个支架还避免了结构上加固腔壁102的需要。壳体105被至少一个支架和/或腔壁102定位地保持。因此，主腔壁102可以通过另外地包括辅助支架或支撑物(未示出)而被结构上加强，以根据需要提供径向向内的约束力。

如图2和3所示，壳体外表面113之间的间隔区域200提供多个流动通道，用于流体经由入口107流进腔114中。如图1所示，来自入口107的流体在向下的方向上流动并且在每个碎石填充的壳体105的外表面113上流动。随着被加热的流体在向下的方向上连续地流动通过腔114并且经由出口108流出设备100，被加热的流体将其热能传送给壳体105和碎石。被加热的流体的这种通流提供对设备100的充热(charging)。当碎石104被加热到预定的温度时，通过入口107的流体流动被终止。适当的阀和管道(未示出)可以被接合以密封内腔114，以延长存储期并且减少由于流体流至内腔114和从内腔114流出而造成的任何热传导和热损耗。

图4图示了可选择的实施例，其中细长壳体105经由中间间隔件400被定位地保持为彼此邻近。间隔件400增加了壳体的外表面113的之间的间隔距离，以增加壳体105之间的气流通道200的容积。图4的实施例还可以包括对应的支架，以将间隔件400锁定在邻近的壳体105之间的适当位置。

图5图示了另一个实施例，其中壳体105包括大致正方形的横截面500。当在如图5所示的横截面中观察时，每个壳体500都包括向外径向地延伸的一体的间隔件501。间隔件501从每个侧面502径向向外地突出并且被构造成抵接相邻的壳体500的邻近的间隔件501。因此，间隔件501等同于如图4所示的非一体地形成的间隔件400。

图6图示了图1的设备的可替换的构造。根据另一实施例，热存储设备100被构造成对流式装置，在该对流式装置中，围绕每个壳体105的流体流动通道200被构造成允许流体在第一方向600(例如在从入口107到出口108的向下方向)上和在相反的方向601(如图1所示，对应于从出口108到入口107的向上方向)上流动。适当的管道和/或引导凸缘(未示出)可以被正确地定位在内腔114中以实现对流式构造。该构造对增加与在腔104处被包含在每个壳体105中的热存储介质接触的流体流有影响。另外，使用该对流式装置将热存储器上的任何温度梯度降至最低。

图7图示了图1的热存储设备的另一特定的实施例。根据另一实施例，每个填充有碎石的细长柱105被安装并且在结构上被相应的支撑柱708支撑。具体地，每个壳体105的下部区域都包括板702，该板702延伸穿过内腔104的另外的下开口端，以在底端处密封腔104。板702包括足够的厚度以支撑被容纳在腔104中的骨料的质量。根据特定的实施方式，建筑骨料的下部区域700包括碎石，同时上部区域也包括碎石。

每个支撑柱708都包括可选地由钢构成的圆柱形的壁704。圆柱704的直径小于圆柱形壳体105的直径并且可以在壳体105的直径的10％到80％之间。圆柱形的颈部705大致竖直地从底板702延伸。颈部705包括稍微小于圆柱形柱704的直径的直径。因此，颈部705被构造成位于柱704的内腔104中，以提供管状伸缩装置。颈部705和柱704中的大部分内腔填充有建筑骨料并且特别是碎石。每个柱704的下部区域707都包括碎石706。另外，每个颈部705的上部区域703都包括碎石。根据该构造，被组合的支撑柱704和颈部705结构上支撑每个壳体105和位于每个壳体105中的被内包封的建筑骨料。每个支撑柱707的下部区域都被安装在诸如地面或特定的支撑表面的基部109上。

如图1所示，诸如石棉106的绝热材料被定位成围绕腔壁102，并且相同的绝缘材料106还围绕下支撑柱708以在每个壳体105的下端区域702处将设备100热绝缘。如图1的实施例，图7的实施例可以包括围绕石棉106的外层或外壳712。

流体流出导管701被定位于直接在板702下方的区域处，并且被构造成在的壳体的外表面113之间接收离开流动通道200的流体流。因此，导管701被定位在腔114的下部区域处，并且与通道200流体连通。该连通被延伸穿过壁102的至少一个孔或阀711提供。因此，流体流过通道200并且经由孔711和导管701以及随后的出口108流出腔114。

为解决腔104中的建筑骨料(碎石)和壳体壁105之间的任何热膨胀差异，内间隔件主体可以被设置在每个壳体腔104中。间隔件主体可以包括例如在纵向轴线115处中心地定位在每个腔104中的细长的可变形材料。间隔件可以例如包括被容纳在较小直径圆柱形笼或可折叠的结构中的石棉。因此，随着每个壳体105的钢壁以相对于碎石稍微大的速度和直径膨胀，由于碎石能够向内变形以压缩被轴向定向的间隔件，所以防止了碎石膨胀进入与面向内的表面103紧密接触的每个腔104的径向最外区域中。该构造将避免碎石膨胀进入每个壳体105的外部区域中，否则，这将阻止遭受冷却时每个壳体壁105收缩回其初始位置。

图8图示了图1的热存储设备100的另一实施例。根据该另一实施方式，每个壳体105都在其最低区域112处被悬挂地板(suspended floor)801支撑。地板801包括多个孔802，该多个孔802被竖直地定向并且被定位以提供到每个壳体105的内腔104中的流体连通。气流导管803直接在地板801下方延伸，并且每个孔802在腔104和导管803之间提供流体连通。相对于之前的实施例，每个壳体105的内腔104都缺乏建筑骨料，并且为从入口107到出口108的流体流动提供了空间。即，建筑骨料(碎石)被定位成填充壳体的外表面113之间的区域200。因此，随着被加热的流体通过每个壳体腔104从入口107流到出口108，热能被传递给被包含在区域200中的碎石，用于随后的提取和利用。然后，相对冷的流体流过孔802并且在流动方向804上通过导管803流出，以经由出口108流出设备100。地板801可以被柱或定位在下地板109和悬挂地板801之间的其它支撑结构支撑。

根据图8的另一实施例，碎石被容纳在每个壳体105中并且流体围绕外侧区域200流动。因此，孔802相对于其如图8所示的位置稍微移动，以被直接定位在内腔104下方，以允许流体流过腔104并且进入导管803中。

根据优选的实施例，热存储设备100包括碎石作为热存储介质。可选地，砂子、岩石、砾石、石子或诸如混凝土的其它压碎的骨料可以被容纳在壳体105中或壳体200之间的区域处。碎石的颗粒尺寸可以被具体地选择，以防止碎石随着每个壳体105在加热时膨胀而落入每个腔104的外部区域中。

根据另一特定的实现方式，细长的壳体105可以平行于地表面109延伸，以在腔114中大致水平地对准。在该构造中，然后气流可以在入口107和出口108之间被大致水平地引导，并且入口107定位在出口108的对应的相对侧。

该主题的热存储设备是有利的并且被具体地构造成用于在柱的轴向方向上提供热温度梯度。具体地，在使用过程中，更靠近流体流动入口轴向定位的建筑骨料比最靠近出口轴向定位的对应的建筑骨料更热。因此，本装置被优化以最大化温度梯度并且从存储装置排出流体，该存储装置比流过入口的流体明显更冷。然后，该明显冷的流体可以经由适当的导管被提供到太阳能目标。

图1至8的实施例描述了从入口107至出口108的向下方向上的流体流动。如将认识到的，图1和8的实施例通过相反流体流动方向被同样地执行，使得流体经由管道108流进存储设备100中并且经由管道107离开设备100。因为自然地上升通过存储设备的较热空气有助于流体循环，所以向上的气流方向是有利的。

根据特定的实现方式，热存储设备中的传热机构包括导热和辐射，使得热能经由该机构在柱中被轴向地传送，并且垂直于轴向方向穿过柱的任何对流被降至最低。

Claims (23)

1.一种接收和存储来自工作流体的热能的设备，该设备包括：

内腔，所述内腔被至少一个侧壁、顶部和基部限定；

入口，所述入口允许被加热的流体流进所述内腔中；

出口，所述出口允许流体流出所述内腔；

建筑骨料形成的多个柱，所述建筑骨料形成的多个柱在所述内腔中在顶部和基部之间的方向上轴向地延伸，所述建筑骨料形成的多个柱被间隔区域彼此间隔开，以在顶部和基部之间提供在轴向方向上延伸的多个流体流动通道；

多个壳体，所述多个壳体分别围绕每个所述柱设置以容纳柱形式的建筑骨料；

所述入口和出口相对于侧壁、顶部和/或基部定位，以使得流体被构造成在所述柱之间从入口轴向地流动至出口并且与所述柱接触，以将热能传递给所述建筑骨料。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述建筑骨料包括天然材料或合成的建筑材料中的任一个或组合。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述建筑骨料包括下列组中的任一个或组合：砂子、岩石、混凝土、粉煤灰或矿渣。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述建筑骨料包括下列组中的任一个或组合：砂子、玄武岩、混凝土、粉煤灰或矿渣。

5.根据权利要求3所述的设备，其中所述建筑骨料形成为下列组中的任一个或组合：砂子、石子、巨砾或其它粒状材料。

6.根据权利要求3所述的设备，其中所述建筑骨料形成为下列组中的任一个或组合：砂子、碎石、砾石、巨砾或其它粒状材料。

7.根据前述权利要求任一项所述的设备，其中每个柱都在顶部和基部之间的轴向方向上包括一致的横截面尺寸。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的设备，其中所述柱具有大致相等的平均横截面尺寸。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的设备，其中所述柱的外表面在顶部和基部之间在纵向方向上被设置成彼此触及接触或接近彼此触及接触。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的设备，还包括至少一个支架，所述至少一个支架被构造成将至少一个柱或多个柱保持为整体结构并且维持轴向延伸的通道。

11.根据权利要求10所述的设备，其中每个柱都包括在顶部和基部之间在纵向方向上延伸的多个支架。

12.根据权利要求1-6和11中任一项所述的设备，其中所述壳体能够热降解。

13.根据权利要求1-6和11中任一项所述的设备，其中所述壳体包括以下的一个或组合：金属、金属合金、纸、卡片、基于纤维素的材料、基于聚合物的材料、陶瓷、网状物、多个条带或线。

14.根据权利要求1-6和11中任一项所述的设备，其中所述壳体包括以下的一个或组合：钢、不锈钢、纸、卡片、基于纤维素的材料、基于聚合物的材料、陶瓷、网状物、多个条带或线。

15.根据权利要求1-6和11中任一项所述的设备，其中每个所述壳体都在顶部和基部之间的方向上在每个柱的部分长度或全部长度上轴向地延伸。

16.根据权利要求1-6和11中任一项所述的设备，其中所述柱是大致圆柱形的或方块形的。

17.根据权利要求1-6和11中任一项所述的设备，其中所述柱在入口和出口之间在轴向方向上是模块化的。

18.根据权利要求1-6和11中任一项所述的设备，还包括热交换器，所述热交换器具有交换器工作流体，以与和建筑骨料接触的流体传递热能，所述热交换器定位在内腔中。

19.根据权利要求1-6和11中任一项所述的设备，其中所述基部被多个支撑柱从下方支撑，所述多个支撑柱被构造成将所述基部悬置在下基板或支撑表面上方。

20.根据权利要求1-6和11中任一项所述的设备，其中流过所述设备的流体包括空气或气相介质。

21.一种太阳能收集设备，包括：多个透镜和/或反射镜，所述多个透镜和/或反射镜接收和会聚太阳辐射；至少一个目标，所述至少一个目标分别从所述多个透镜和/或反射镜中的每一个接收被会聚的太阳辐射；管网，所述管网容纳气相工作流体并且允许流体流动接触所述至少一个目标，以使得工作流体被所述至少一个目标和如前述权利要求任一项所述的接收和存储来自工作流体的热能的设备加热。

22.一种用于将太阳能转换为电能的设备，包括：如权利要求21所述的太阳能收集设备；热交换器，所述热交换器与管网和/或如权利要求1至19中的任一项所述的接收和存储来自工作流体的热能的设备流体连通地连接，以接收被加热的工作流体并且传递被接收的热能；涡轮机，所述涡轮机连接至所述热交换器；发电机，所述发电机连接至涡轮机以发电。

23.根据权利要求22所述的设备，其中流过所述设备的流体包括空气或气相介质。