CN206739644U - 一种太阳能光热综合利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种太阳能光热综合利用系统，涉及太阳能利用领域。自来水源通过冷水管道与热能采集模块连接，热能采集模块通过供热管道分别与能量转换模块相连和室内供暖模块相连，热能采集模块通过超导材料与太阳能灶相连，能量转换模块通过供热水管分别与热水箱和沐浴口相连，热水箱和沐浴口通过回水管将管网的余水回流至冷水管道，能量转换模块通过电缆与交直转换模块相连，交直转换模块通过电缆与电网相连。本实用新型利用太阳能实现发电，通过超导材料将热能引入到室内实现供暖，太阳灶的应用，从而实现发电、供暖、太阳灶等的综合利用，富余电量可以通过逆变器并网。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能利用领域，尤其是一种太阳能光热综合利用系统。
背景技术
开发新能源和可再生清洁能源是二十一世纪世界经济发展中最具决定性影响的五项技术领域之一。充分开发利用太阳能是世界各国政府可持续发展的能源战略决策，其中光热发电则最受瞩目。太阳能发电远期将大规模应用，近期可解决特殊应用领域的需要。到2030年光伏发电在世界总发电量中占到5%~20%。太阳光热发电具有许多优点，如安全可靠、无噪声、无污染、能量随处可得，不受地域限制、无需消耗燃料，故障率低、维护简便、可以无人值守、建设周期短、规模大小随意、无需架设输电线路、可以方便的与建筑物相结合等。这些优点都是常规发电和其他发电方式所不及的。
近几年国际上聚光光热发电快速发展，美国、欧洲及日本制定了庞大的聚光光热发电发展计划，与2015年开始大规模投入聚光光热计划。
在聚热方面，菲涅尔透镜已成功应用到锅炉预热、太阳灶、热水器等众多领域，给聚光菲涅尔透镜的应用带来一个广阔的前景。特别是长条形平面光斑的菲涅尔透镜，是聚光光热应用的首选。
传统的太阳能光伏光热应用上，都是直接把太阳光的平行光直接照到电池片上或者真空管上，把太阳能转换成光伏或光热。没有使太阳能的利用率最大化，且在很大部分的太阳能都损失掉了。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种太阳能光热综合利用系统，可以将太阳能高效转化为电能，并且通过超导材料将热能引入到室内实现供暖，太阳灶的应用，从而实现发电、供暖、太阳灶等的综合利用，富余电量可以通过逆变器并网。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种太阳能光热综合利用系统，它包括自来水源、热能采集模块、能量转换模块、交直转换模块、电网、室内供暖模块、太阳能灶、热水箱和沐浴口；
自来水源通过冷水管道与热能采集模块连接，热能采集模块通过供热管道分别与能量转换模块相连和室内供暖模块相连，热能采集模块通过超导材料与太阳能灶相连，能量转换模块通过供热水管分别与热水箱和沐浴口相连，热水箱和沐浴口通过回水管将管网的余水回流至冷水管道，能量转换模块通过电缆与交直转换模块相连，交直转换模块通过电缆与电网相连。
进一步限定，所述的能量采集模块包括真空管和菲涅尔透镜，真空管的冷水入口端与自来水源的冷水管道相连，菲涅尔透镜配置于真空管上方。
进一步限定，所述的菲涅尔透镜为线性菲涅尔透镜，其聚光光斑为长条形的平面能够使真空管被光斑完全覆盖。
进一步限定，所述的菲涅尔透镜具有圆环微结构的齿形，并且将其展开成一种长条形的线性微结构。
进一步限定，所述的能量转换模块包括蒸汽轮机、发电机和配电柜，真空管所产生的蒸汽带动蒸汽轮机转动，蒸汽轮机带动发电机发电。
进一步限定，所述的真空管由内管、外管、中间夹层、吸热材料涂层和中心介质通道组成，能够产生不低于350度的热水和蒸汽。
进一步限定，所述的交直转换模块为逆变器将发电机所发的直流电转变成交流电，并将其并入电网供给居民及工业用电。
优选的，所述的室内供暖模块为余热供暖散热器。
本实用新型的有益效果是：本实用新型可以将太阳能高效转化为电能，并且通过超导材料将热能引入到室内实现供暖，太阳灶的应用，从而实现发电、供暖、太阳灶等的综合利用，富余电量可以通过逆变器并网。
附图说明
图1为一种太阳能光热综合利用系统的系统框架图；
图2为热能采集模块的结构示意图；
图3为真空管的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种太阳能光热综合利用系统，它包括自来水源、热能采集模块、能量转换模块、交直转换模块、电网、室内供暖模块、太阳能灶、热水箱和沐浴口；
自来水源通过冷水管道与热能采集模块连接，热能采集模块通过供热管道分别与能量转换模块相连和室内供暖模块相连，热能采集模块通过超导材料与太阳能灶相连，能量转换模块通过供热水管分别与热水箱和沐浴口相连，热水箱和沐浴口通过回水管将管网的余水回流至冷水管道，能量转换模块通过电缆与交直转换模块相连，交直转换模块通过电缆与电网相连。
如图2所示，所述的能量采集模块包括真空管和菲涅尔透镜，真空管的冷水入口端与自来水源的冷水管道相连，菲涅尔透镜配置于真空管上方。
所述的真空管可以做得很小，太阳能聚热的主要成本在真空管的制造上，采用菲涅尔透镜聚焦太阳光癍，真空管只需要很小的面积，可以大幅降低成本，比如一个600×1200的聚光透镜，只需要10—1200mm的真空管。
所述的菲涅尔透镜为线性菲涅尔透镜，其聚光光斑为长条形的平面能够使真空管被光斑完全覆盖。
所述的菲涅尔透镜具有圆环微结构的齿形，并且将其展开成一种长条形的线性微结构。
长条状平面光斑的线聚光的菲涅尔透镜，光斑可以全覆盖热管表面，大幅提高热利用效率，更容易规模化生产。
所述的能量转换模块包括蒸汽轮机、发电机和配电柜，真空管所产生的蒸汽带动蒸汽轮机转动，蒸汽轮机带动发电机发电。
如图3所示，所述的真空管由内管、外管、中间夹层、吸热材料涂层和中心介质通道组成，能够产生不低于350度的热水和蒸汽。
优选的，所述的室内供暖模块为余热供暖散热器
所述的交直转换模块为逆变器将发电机所发的直流电转变成交流电，并将其并入电网供给居民及工业用电。
菲涅尔透镜层的加工流程具体为：
S001确定超大口径菲涅尔透镜的口径，透镜口径是根据菲涅尔光学透镜所要求的光学设计来确定的；
S002将待制作的超大口径的菲涅尔透镜分为多个环带，确定每个环带的宽度；
S003根据最大能够加工的锥辊大端尺寸和环带位置，确定锥辊的锥度和尺寸；
S004根据原材料最大幅宽，确定每一环带上拼接体的数量，超大口径菲涅尔透镜中心是一个完整的圆形菲涅尔透镜或者多块拼接体，每一个环带又由多个拼接体组成，每一个拼接体具有相同的光学参数或不同的光学参数，相同的尺寸或不同的尺寸；
S005用锥辊制造局部菲镜即各个拼接体，以锥形辊筒小端为圆心，锥形辊筒的长度为半径，在涂布有光学树脂的介质基材上滚压以制备局部菲涅尔透镜的拼接体。
S006将局部菲涅尔透镜即拼接体，拼接成完整的菲涅尔透镜。
一种太阳能光热综合利用系统工作方式具体为：
自来水源通过真空管的一端注入真空管内管；
菲涅尔透镜接收太阳光，并产生长条形平面的聚光光斑，该光斑正好能够使真空管被光斑完全覆盖；
真空管的外管上的吸热材料涂层吸收太阳能，通过真空的中间夹层的传热介质将热量传输至内管，并且对内管中的冷水进行加热至350度以上；
真空管夹层中的传热介质通过超导材料将热量传输至太阳能灶用来煮饭烧水等；
真空管的内管与蒸汽轮机相连，将产生的蒸汽通过管道输送至蒸汽轮机并使其工作，蒸汽轮机带动发电机发电；
发电机所产生的电能通过配电柜与逆变器将产生的直流电转化为交流电后并入电网，随后供给居民及工业用电也可以通过贮能设备供给住宅使用；
将通过蒸汽轮机后的剩余蒸汽通过供热管道供给余热供暖散热器等室内供暖设备实现对室内供暖；
将蒸汽通过蒸汽轮机后所形成的余热水通过供热水管供给热水箱及沐浴口提供沐浴及热水存储，若无人沐浴或者热水箱满之后通过回水管道回流至供给冷的冷水管道中，以此循环重复利用提高太阳能的利用率，且保证了沐浴口及热水箱的水保持恒温。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种太阳能光热综合利用系统，其特征在于：它包括自来水源、热能采集模块、能量转换模块、交直转换模块、电网、室内供暖模块、太阳能灶、热水箱和沐浴口；
自来水源通过冷水管道与热能采集模块连接，热能采集模块通过供热管道分别与能量转换模块相连和室内供暖模块相连，热能采集模块通过超导材料与太阳能灶相连，能量转换模块通过供热水管分别与热水箱和沐浴口相连，热水箱和沐浴口通过回水管将余水回流至冷水管道，能量转换模块通过电缆与交直转换模块相连，交直转换模块通过电缆与电网相连。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能光热综合利用系统，其特征在于：所述的能量采集模块包括真空管和菲涅尔透镜，真空管的冷水入口端与自来水源的冷水管道相连，菲涅尔透镜配置于真空管上方。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能光热综合利用系统，其特征在于：所述的菲涅尔透镜为线性菲涅尔透镜，其聚光光斑为长条形的平面能够使真空管被光斑完全覆盖。
4.根据权利要求2-3任意一项所述的一种太阳能光热综合利用系统，其特征在于：所述的菲涅尔透镜具有圆环微结构的齿形，并且将其展开成一种长条形的线性微结构。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能光热综合利用系统，其特征在于：所述的能量转换模块包括蒸汽轮机、发电机和配电柜，真空管所产生的蒸汽带动蒸汽轮机转动，蒸汽轮机带动发电机发电。
6.根据权利要求5所述的一种太阳能光热综合利用系统，其特征在于：所述的真空管由内管、外管、中间夹层、吸热材料涂层和中心介质通道组成，能够产生不低于350度的热水和蒸汽。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能光热综合利用系统，其特征在于：所述的交直转换模块为逆变器将发电机所发的直流电转变成交流电，并将其并入电网供给居民及工业用电。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能光热综合利用系统，其特征在于：所述的室内供暖模块为余热供暖散热器。
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| CN201720585754.7U CN206739644U (zh) | 2017-05-24 | 2017-05-24 | 一种太阳能光热综合利用系统 |
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| CN201720585754.7U Active CN206739644U (zh) | 2017-05-24 | 2017-05-24 | 一种太阳能光热综合利用系统 |
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| CN (1) | CN206739644U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107014089A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-08-04 | 成都菲斯特科技有限公司 | 一种太阳能光热综合利用系统 |
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2017
- 2017-05-24 CN CN201720585754.7U patent/CN206739644U/zh active Active
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