新型太阳能采集装置

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1、新型太阳能采集装置【摘要】化石能源(石油和煤炭)和生物能源(木材等)逐渐紧缺，开发可持续获得的新能源是刻不容缓的太阳能是被公认的清洁能源并且取之不尽，用之不竭。对太阳能的利用率较低，而太阳能电池的成本较高，不能普及到普通家庭。一种新型太阳能采集装置利用凸透镜聚光原理，由采光、集热、输热、热能应用四大部分组成，将热能充分利用转化为其它形式的能，成本低，无污染，多功能，并且能量利用率高。【关键词】太阳能、凸透镜、采光、集热、输热、利用-9-目录1、设计背景-4-2、项目简介-4-3、装置构成及工作原理-4-3.1采光装置-4-3.2集热装置-5-3.3输热装置-6

2、-3.4热能利用装置-7-3.4.1热水供应装置-7-3.4.2汽轮机做功发电装置-8-3.5整体工作原理图-9-4、可行性分析-9-5、特征及创新点-10-6、应用前景-10-7、待研究问题-10-参考文献-10--9-1、设计背景在化石能源(石油和煤炭)和生物能源(木材等)逐渐紧缺的现代，开发可持续获得的新能源是刻不容缓的。太阳能是被公认的清洁能源，不单在地球上各处都能获得，并且在能源转化过程中不产生污染，完全合于节能减排的要求。在现实条件下只要有人类活动的位置就会产生碳的排放，所谓生活零排放只是一种乌托邦式的想法。但是经由各种手段尽可能降低工业生产和直接

3、燃烧的碳排放量是可以做到的，也是现今多国共同的奋斗目标。虽然全球经济恶化冲破临界点引发所谓的金融海啸，在世界上许多国家的经济受到重创之余，更应该有清楚的认知，顶风上马着力开发新的替代能源，避免下一波再被国际油价操控国家经济命脉的后果。被认真考虑过的可持续采集和无污染取用的多种能源中至少包含太阳能、风力、地热、水力、潮汐…等等，种类实在不少，但是能源的转化设备投资成本和获得效益的比值是个重要的指标，也决定能否被市场化采用的关键。在地球上太阳能无所不在取之不尽用之不竭，这种优势当然是所有替代能源的首选。太阳的能量以光能，热能，辐射能为主，主要靠辐射。目前使用较为普

4、及的是太阳能热水器和太阳能电池，太阳能热水器对太阳能的利用率较低，而太阳能电池的成本较高，不能普及到普通家庭。2、项目简介一种新型太阳能采集装置，利用凸透镜聚光，将数块凸透镜按一定几何外形排列在框架上，使凸透镜聚光的焦点落在一几何曲面，在该几何曲面上安置集热装置，然后由导热装置输出，最后连接做功储能装置。该新型太阳能采集装置共由采光、集热、输热、热能应用四大部分组成。该新型太阳能采集装置，成本低，无污染，在凸透镜框架外缘设置一定角度的平面镜，增加采光面积，且太阳光采集方位全面，大大提高了能量利用率。热能利用部分既可以是热水系统，为日常生活提供热水，提高生活质量

5、，也可以是发电蓄能系统，将太阳能转换成电能，为家庭普通照明设备供电，减少用电消耗，应用方向广泛。3、装置构成及工作原理3.1采光装置-9-采光装置由凸透镜安装框架、数块凸透镜及拢光器三部分组成。框架：整体设计为立体球面形，直径约为50cm（可根据实际需要采用不同规格）下端不封闭，为一平面的界面，框架上镶嵌有数块工作参数一定的凸透镜。凸透镜：根据在框架上的镶嵌位置，选用大小不同规格的凸透镜。所选用凸透镜的焦距约为12-15cm（参考值），聚焦处温度约为500℃。拢光器：凹面型结构设计，放置在凸透镜框架外围，与水平面呈一定角度。凹面内为反光介质涂层，有较好的反光效

6、果，起拢光作用，增加采光面积。3.2集热装置该装置利用真空管将凸透镜聚集来的太阳能转化为热能，并与输热管相连接，将热能输出，置于球型凸透镜框架内部，使各个凸透镜的焦点尽可能的落在该集热装置的几何曲面上。真空管：太阳能是辐射能量，真空管是内表面涂有吸收辐射的涂层，管中有传热效果良好的导热体金属（铜），本新型太阳能采集装置的真空管为独特的球型设计，球直径约为20cm（参考值），各凸透镜的聚光焦点尽可能多的落在球面上。真空管中的导热体：该导热体与普通真空管中的导热体略有不同，其特征在于该导热体设有导热体肋片，每个肋片分为两叶。肋片可以增加受热面积，提高供热能力，既能

7、及时高效地将能量传输出去，又可以对真空管起一定的保护作用，防止真空管因集热温度过高而损坏。（导热体设计成两垂直的金属片即交叉十字形也可达到同样的效果）-9-3.3输热装置该装置主要为将集热装置聚集的热能传输到热能利用装置，采用目前市场上普遍使用的热管作为输热管。-9-为保证热能传输效率实现最大化，在输热管外设置绝热层，减少热量在传输过程中的热能损失。热管：热管就是利用蒸发制冷，使得热管两端温度差很大，使热量快速传导。一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一段

8、为蒸发端，另外一段为冷凝端，当热管一段