[发明专利]户用太阳能温差发电站

说明书

技术领域

本发明涉及一种小型户用太阳能槽式聚光温差发电技术。它属于太阳能热能和风能应用领域。

背景技术

公开一种新的清洁环保热电转化应用技术。本技术的建造成本和发电成本是目前光伏发电或风能发电的30%。它是以太阳能槽式聚光，加热线型管道内的传热液体使之产生与环境的温差来发电的户用太阳能温差发电技术。它以环境温度为冷源，太阳能为热源。通过中空的烟囱形风道，先经风道内太阳轮式半导体温差发电盘换热器的转换完成第一次发电。因换热器的散热在风道内形成的上下部温差产生的压差，使烟囱风道内形成强烈的上升气流。利用上升气流的能量来驱动烟囱底部的风力发电机发电完成二次发电。本技术以太阳能槽式聚焦产生的温度和环境的温度差，进行二次无损耗温差电和风能电的发电转换，所以发电效率比目前技术高。

发明用途；

本发明为清洁环保的户用发电技术。它建造成本和发电成本低廉，可以和现行电价平行。本发明将低品位的温差能转化成了高品位的电能。本技术拥有目前垂直轴风力发电机的所有优点。同时比垂直轴风力发电机同体积下发电量大幅度提高。本技术可标准化生产功能件，形成不同组合。扩大电站规模。本电站移动方便。适用于任何地区使用。尤其适合小而分散的地方使用。

本发明的优点；1）建造和发电成本低；2）有自启动功能；3）无需复杂的太阳光跟踪机构；（能随太阳的升起而工作，太阳的西下而休息。） 4）不受环境气温影响。有太阳就可发电。5）不用或少量燃料，环境污染少或无。

本技术的缺点； 单个单元的发电功率小。

发明内容

一；太阳能采集；

本发明是通过固定放置在面向南面的，以当地太阳纬度角设置的东西向横置的太阳能槽式接受器聚光产生热能的。半圆柱型抛物柱面槽式反射镜是线聚集系统，它能将太阳光线聚集到一个线形管状的吸热管上。利用槽形抛物面聚光器将太阳光线聚焦，反射到其焦点上的空心吸热管上，加热吸热管内的传热工质。（传热工质是乙二醇和纯水等混合配制液。它具有环保，成本低，不结垢和腐蚀吸热管。低温零下40度不结冻，高温110度以上不沸腾，膨胀系数高等优点。）受热膨胀的传热工质自动流入半导体温差发电盘的加热端，使半导体温差发电盘的内外二壁形成稳定的温差。通过半导体温差发电芯片产生温差电。而半导体温差发电芯片的散热端和烟囱风道内的太阳轮式散热器相连，并与其共同散热。从而使风道内的空气被快速加热。使风道内上部空气和风道内下部空气产生必要的温差，进而建立起稳定的大气压差。从而在风道内形成快速上升气流，建立起烟囱效应。

二；风道热气流的产生；

烟囱风道是一个近似圆锥型的中空管道。平常在大气压的作用下。风道内外各处的气压强度相等，风道内无气流产生。当太阳升起时；太阳光聚焦加热焦点上内装吸热液的传热管。烟囱风道中的太阳轮式换热器的散热端发热。快速加热散热端周围的空气。根据热胀冷缩的原理。受热的空气膨胀自动上升。太阳轮式散热器周围的空气密度下降。单位体积的空气质量会减少。这样就在烟囱风道的太阳轮式散热器的周围形成高温低气压。形成烟囱效应。于是相对烟囱风道的下端开口处就形成了一个相对于太阳轮式散热器周围的冷高压。（在某个区域空气分子存在越多，这个区域的气压就越大。）因而烟囱风道的上下二端空气形成了一个垂直气压，既空气高低压的差值。环境空气会自动由烟囱风道的下端开口处经散热器加热后向上端出口处流动。促使空气流动的直接原因就是这个气压差，我们常称之为垂直气压梯度力。高低压的差值越大，空气的流速就越大。既风道内上下二端的压差决定了烟囱风道内的空气流速。

三；烟囱热气流发电；

烟囱风道内的流动气流开始缓慢地驱动发电机的风轮旋转。(风涡轮机在原理上与风力机很相似。风轮是多叶三维体造型的。至少三叶以上为好。发电机采用多极永磁式发电机与风涡轮机转子直接连接,不用增速齿轮箱。)当风轮旋转起来后，通过风轮的惯性作用又加剧了烟囱风道内和风道外的压差。进一步巩固了烟囱风道内流动气流的持续和稳定。从而形成相对稳定的气流持续驱动风力发电机稳定发电。风轮在此既是风电能量转换机构，又起到类似气动旋转陀螺仪的稳定气流和驱动的机构。因烟囱通道内气流的相对稳定和全程都通过发电机。所以发电机无散热之忧，无需目前风力发电机的复杂气动调整和控制机构的要求。提高了系统可靠性能，降低了系统造价。