[发明专利]用于太阳能热风发电系统的集热器

说明书

技术领域

本发明属能源、电力技术领域，特别是涉及一种用于太阳能热风发电系统的集热器。

背景技术

随着全球性的能源危机日益突显，开发新能源称为全人类共同的需要。太阳能热风发电技术是实现大规模开发和利用太阳能的一种新途径，是解决我国能源危机的有效途径之一([1]张建锋，杨家宽，肖波，等.太阳能烟囱发电技术现状及展望[J].可再生能源，2003(1)：5～7；[2]赵玉文.太阳能利用的发展概况和未来趋势[J].中国电力，2003，36(9)：63～69)。

太阳能热风发电技术最早是由德国J.Schlaich教授于1978年提出来的，其原理是利用太阳能集热器以及烟囱效应驱动风力涡轮带动发电机发电(Schlaich J.The solarchimney：Electricity from the sun[M].Maurer C，Geislingen，Germany，1995)，如图1所示。空气在大型的太阳能集热器中被加热后，温度升高，密度降低，然后利用烟囱效应，形成强烈的上升气流，推动透平-发电装置做功发电。

热风发电技术被提出以来，引起了国内外学者的普遍关注。1982年德国和西班牙合作在西班牙的Manzanares建造了世界上第1座太阳能热风试验型电站。随后，美国、德国、西班牙、印度、澳大利亚、埃及、摩洛哥和南非等国家的学者都对此产生了浓厚的研究兴趣并进行了大量的理论和实验研究(卢峰，张华，姚秀平，黄惠兰.太阳能热风发电技术研究进展[J].中国电力，2006，39(9)：24～27)。Kreetze建立了蓄热系统的数学模型，并在理论上证明了太阳能热风电厂全天候运行的可行性，南非的Von Backstrom和GannonA.J.对提出了IGV(即用烟囱的底座作为烟囱入口导叶)的概念，取得了一些列的研究成果(T.W.von Backstrom，A.J.Gannon.Solar chimney turbine characteristics[J].Solar Energy，2004(76)：235～241)。

国内在太阳能热风发电技术方面起步稍晚，2002年底，华中科技大学建立了一座小型太阳能热风发电实验装置(Xinping Zhou，Jiakuan Yang，Bo Xiao，Guoxiang Hou.Experimental study of temperature field in a solar chimney power setup.AppliedThermal Engineering，2007(27)：2044～2050)，2003年天津的杨现平申报了《太阳能热风塔发电装置》的实用新型发明(申请号：03204526，授权日：20040218)，中国科学技术大学和上海交通大学也相继开展了这方面的研究。

太阳能热风发电技术还存在着一些不够完善的地方，比如发电效率偏低，太阳能烟囱的需要比较高的高度等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种通过对集热器进行改进，以提高集热器的集热效率，从而提高太阳能热风发电系统的发电效率的高效集热器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于太阳能热风发电系统的集热器，包括太阳能烟囱，集热器，其特征在于：沿与所述的集热器为同一圆心，直径为0.8～2米的圆的切线方向，垂直地面布置透明材料隔板，透明材料隔板的下沿紧贴集热器的地面，上沿紧贴集热器的顶棚；所述的透明材料隔板将集热器沿圆周方向均分成至少24个区域；透明材料隔板的外沿直达集热器的外缘，其长度为60米～110米。

所述的透明材料隔板为平板玻璃，其厚度大于10毫米。

所述的透明材料隔板的长度为80米和100米，沿集热器圆周方向间隔均分布置，其间隔距离为2～10米。

所述的与集热器为同一圆心的圆的直径为1米。

本发明近似沿集热器的径向垂直地面布置平板玻璃，以增大集热器加热空气的加热面积，同时又不增加集热器内空气流动的阻力；与集热器径向微小偏差的角度使得平板玻璃能够共切于集热器圆心附近的一个共切圆，即该偏差使得平板玻璃的布置位置的延长线能够在集热器的圆心附近共切于一个共切圆(如图4所示)。从而平板玻璃可以引导空气流在离开集热器进入太阳能烟囱时形成必要的旋流。

本发明与传统的太阳能热风发电系统的集热器相比有以下特点：