專利名稱：一種太陽光熱接收器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽光熱接收器，屬于新能源技術領域。
背景技術：
太陽能光熱發(fā)電技術是目前太陽能開發(fā)利用的一種重要手段，其中接收器是太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)中的核心裝置，它將定日鏡捕捉聚焦的太陽能收集轉化為高溫熱能，為發(fā)電機組提供所需的動力源。目前常用的接收器主要有以下幾種。管狀接收器是塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)中常用到的一種裝置，如圖I所示。它由若干豎直排列的管子組成一個圓筒體，管外壁涂有耐高溫的選擇性吸收涂層。經(jīng)過定日鏡 聚焦的太陽光照射在圓筒體外壁，使得外壁吸收太陽光而升溫進而將熱能傳給管內流過的工質。管狀吸收器的優(yōu)點是可以吸收來自四周360°范圍的光，但由于管外壁的吸收層暴露在周圍環(huán)境中，熱量損失較多，熱能利用率不高；而且選擇性吸收涂層對光的吸收作用是有選擇性的，這本身就損失了一部分能量?？涨皇浇邮掌饕彩撬教柲芄鉄岚l(fā)電系統(tǒng)常用的一種接收器，其結構示意圖如圖2所示。該接收器采用帶有一開口的空腔作為吸收體，由于帶開口的空腔接近黑體性質，大部分入射的太陽光在經(jīng)過腔內壁的多次反射后被吸收，只有少部分從開口逸出。為了增大吸收面積，通常在腔內壁上面加上金屬絲網(wǎng)或者陶瓷片作為吸收體，腔內的氣體是加熱對象即工作物質。吸收體吸收太陽光后直接加熱腔內的氣體到高溫,高溫氣體輸出到儲熱裝置將熱量儲存起來加以利用?？涨皇浇邮掌鲗獾奈招阅芤獌?yōu)于選擇性吸收涂層。為了增加腔內的壓力，加快腔內工作物質與吸收體的換熱速度，通常在開口上面增加一透明石英玻璃窗口。但高溫高壓氣體帶來了另一個問題，即石英玻璃窗口要長期承受幾十個大氣壓甚至更高的壓強，石英玻璃窗口的的耐高壓性能成為一個突出的問題。為此需要對石英玻璃進行專門設計，使其滿足高壓工作環(huán)境。空腔式接收器的太陽光能量利用率要高于管狀接收器，但是其中的金屬絲網(wǎng)或者陶瓷片等結構的存在破壞了空腔的黑體特性，帶來了額外的能量損失；另一方面存在石英玻璃窗口的耐高溫高壓問題，需要進行專門設計。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于為了進一步降低太陽能光熱系統(tǒng)中接收器的熱量損失，提高系統(tǒng)效率，采用全中空球面空腔結構的積分球作為吸收體來吸收入射的太陽光，空腔吸收太陽光熱量后內壁溫度升高，然后熱量沿著高熱導率殼體材料向里傳導；熱量傳導至附近的管狀中空通道外壁后被通道里面充有的液體工作物質吸收；工作物質吸收熱量后溫度升高，進而推動發(fā)電機發(fā)電的一種太陽光熱接收器。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案包括保溫材料、高反射率材料在內，其特征在于積分球殼體外壁外覆蓋有保溫材料,保溫材料外涂有高反射率材料,積分球殼體內偏于一側設有球形空腔,球形空腔內孔壁夕卜，沿球形空腔圓周均布有互相連通的中空通道，球形空腔距積分球殼體距離最短處的中心開有積分球小孔，中空通道充有導熱的工作介質；所述的積分球殼體選用碳化硅陶瓷材料，所述的工作介質液體，積分球小孔的直徑在14(Tl80mm之間。實施該技術后的明顯優(yōu)點和效果是一種太陽光熱接收器由于采用了最接近黑體的帶有小孔的全中空球面空腔結構的積分球作為吸收體來吸收入射的太陽光，并且無金屬絲等破壞黑體特性的結構，采用開放式小孔的結構，避免了窗口玻璃的耐高溫高壓問題，降低了設計和制作難度，具有光譜吸收特性好、太陽光能量利用率高的優(yōu)點。

圖I為塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的管狀接收器結構示意圖； 圖2為塔式太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的空腔式接收器結構示意圖；圖3為本實用新型一種太陽光熱接收器結構示意圖； 其中，I-高反射率材料、2-保溫材料、3-積分球殼體、4-外壁、5-內孔壁、6-積分球小孔、7-中空通道、8-球形空腔。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型作進一步描述。參見附圖3，積分球殼體(3)外壁(4)外覆蓋有保溫材料(2)，保溫材料(2)外涂有高反射率材料(1)，積分球殼體(3)內偏于一側設有球形空腔(8)，球形空腔(8)內孔壁(5)夕卜，沿球形空腔(8)圓周均布有互相連通的中空通道(7)，球形空腔(8)距積分球殼體(3)距離最短處的中心開有積分球小孔(6)，組成太陽光熱接收器。積分球殼體(3)的制作選用碳化硅陶瓷材料，中空通道(7)里面充有工作介質為液體。參見附圖3，由定日鏡反射聚焦的太陽光以很小的光斑從積分球小孔(6)入射到積分球殼體(3)內的球形空腔(8)的內孔壁(5)，內孔壁(5)吸收入射的大部分陽光能量后溫度升高，很小一部分陽光能量從積分球小孔(6)逸出。熱量從內孔壁(5)沿著積分球殼體(3)向外傳播，使中空通道(7)的外壁(4)的溫度升高，外壁(4)再將熱量傳遞給中空通道(7)里面的吸熱導熱工作介質。工作介質吸收熱量后可以直接推動發(fā)電機發(fā)電，或者將熱量儲存起來以備需要時再用。積分球殼體(3)外面覆蓋涂有高反射率涂層(I)的絕熱保溫材料(2)，以防止熱量傳導至積分球殼體(3)外部，減少熱量損失。根據(jù)上述原理和結構，本實用新型不僅可應用于太陽光熱發(fā)電系統(tǒng)，還可用于太陽能集中供熱系統(tǒng)、海水淡化和熱解水制氫等領域。
權利要求1.一種太陽光熱接收器，包括保溫材料、高反射率材料在內，其特征在于積分球殼體外壁外覆蓋有保溫材料，保溫材料外涂有高反射率材料，積分球殼體內偏于一側設有球形空腔，球形空腔內孔壁外，沿球形空腔圓周均布有互相連通的中空通道，球形空腔距積分球殼體距離最短處的中心開有積分球小孔，中空通道充有導熱的工作介質。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種太陽光熱接收器，其特征在于所述的積分球殼體選用碳化硅陶瓷材料。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種太陽光熱接收器，其特征在于所述的工作介質是液體。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種太陽光熱接收器，其特征在于積分球小孔的直徑在140^180mm 之間。
專利摘要一種太陽光熱接收器。包括保溫材料、高反射率材料在內，其特征在于積分球殼體外壁外覆蓋有保溫材料，保溫材料外涂有高反射率材料，積分球殼體內偏于一側設有球形空腔，球形空腔內孔壁外，沿球形空腔圓周均布有互相連通的中空通道，球形空腔距積分球殼體距離最短處的中心開有積分球小孔，中空通道充有導熱的工作介質。由于采用了最接近黑體的帶有小孔的全中空球面空腔結構的積分球作為吸收體來吸收入射的太陽光，并且無金屬絲等破壞黑體特性的結構，采用開放式小孔的結構，避免了窗口玻璃的耐高溫高壓問題，降低了設計和制作難度，具有光譜吸收特性好、太陽光能量利用率高的優(yōu)點。
文檔編號F24J2/48GK202747646SQ20122047837
公開日2013年2月20日 申請日期2012年9月19日 優(yōu)先權日2012年9月19日
發(fā)明者繆同群, 張貴彥, 王志洲, 劉寶星 申請人:上海新產(chǎn)業(yè)光電技術有限公司