[实用新型]一种基于脉动热管的太阳能热电联产系统

说明书

本实用新型属于太阳能利用设备领域，特别涉及一种基于脉动热管的太阳能热电联产系统。 

能源和环境问题是21世纪人类面临的最严重的问题之一。化石燃料面临逐渐枯竭的局面，燃烧化石燃料又会给环境带来巨大的压力。随着全球气候变暖，自然灾害频发，臭氧层空洞扩大等现象的出现，人们逐渐认识到治理污染，保护环境的重要性。节能与环保是21世纪人类面临的严峻挑战。 

我国能源消费以燃煤为主，且煤炭所含的硫等有害成分很高。中国处在持续发展的关键阶段，开发新能源具有重大的意义：可以节约大量化石燃料，有利于我国降低二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的排放；有助于国家实现节能减排的目标；有利于改变中国以煤发电为主的结构；有助于电力工业实现可持续发展。 

太阳能具有资源充足、分布广泛、安全、绿色等优点。太阳能发电运行成本低、发电过程不产生污染物。目前太阳能发电主要有太阳能光伏发电和太阳能光热发电。然而光伏发电建设成本高，运行效率低。光热发电技术是除风电以外最有经济竞争力的可再生能源发电技术。光热发电主要有塔式系统、槽式系统和碟式系统。三种光热发电系统只有槽式聚焦系统实现了商业化，其他两种处于示范阶段。且三种系统缺点也十分明显，它们的峰值效率均小于25%，槽式系统效率低，塔式和蝶式系统不够成熟而且成本较高。为此，提高三种光热发电系统的峰值效率，降低成本是太阳能利用领域的研究发展方向。 

本实用新型的目的是针对塔式系统、槽式系统和碟式系统的三种光热发电系统中只有槽式聚焦系统实现了商业化，其他两种处于示范阶段。且三种系统缺点也十分明显，它们的峰值效率均小于25%，而且成本较高的不足，而提供一种基于脉动热管的太阳能热电联产系统，其特征在于，该基于脉动热管的太阳能热电联产系统主要由太阳能集热器1通过吸热板与脉动热管发电系统2连接、脉动热管发电系统2再与供热系统连接，在吸热板12背面加装隔热层后，将整个联产系统安装在外壳4内。 

所述脉动热管发电系统由安装在吸热板上的发电单元放置在磁场装置中组成，发电系统盖板盖在发电单元上面，其中，脉动热管的通道截面为矩形，相邻通道的矩形截面大小不同，即分为宽通道121和窄通道122，且宽通道和窄通道交替布置在吸热板12上，布置在发电单元的宽通道121两端固定绝缘法兰223，外面包裹电绝缘管222；并与窄通道122相互连通组成一个密闭的脉动热管环路；在发电单元部分，矩形截面的宽通道121的两窄侧面上分别固定正电极221a和负电极221b；发电单元宽通道121的两宽侧面放在磁场装置23中。 

所述太阳能集热器是板式太阳能集热器，由透明盖板、吸热板、隔热层组成。所述供热系统由储热水箱31、冷水进口32、热水出口33组成。 

所述太阳能集热器是板式太阳能集热器，由透明盖板、吸热板、隔热层组成。所述供热系统由储热水箱31、冷水进口32、热水出口33组成。 

所述脉动热管环路的上部分直接浸在储热水箱31中，称为冷凝段，下部分与太阳能集热器部分的吸热板12固定，吸收太阳能集热器的热量，称为蒸发段，中间部分为绝热段；脉动热管环路的侧边设置抽真空接管24和工质注液接管25。 

本实用新型有益效果是与现有太阳能利用技术相比具有以下优点：基于脉动热管的太阳能热电联产系统是一种直接热发电技术，与间接热发电技术相比，该系统不需要传统的将热能转化为机械能的高成本设备，可显著降低设计建设成本；无转动的机械设备，摩擦损失较小，运行可靠性高，经济性好，效率高；与 太阳能技术相比，该系统既可以输出热能，又可以同时输出热能和电能，满足多种用户需求；相较于传统太阳能技术，该系统可以以热水或蒸汽不同形式输出热能，相对提高输出能量的品位；该系统单个模块小，适于满足家庭等小功率用户对热水及电能的需求；该系统可以进行并联或串联，从而增大输出热能或电能的功率，从而满足大功率用户对热水及电能的需求；该系统采用模块化的串并联，对场地要求低，可以布置在城乡楼房屋顶，或建设专门的太阳能热电联产场站。本实用新型结构简单，可靠性高；系统中没有将热能转化为机械能的高成本设备，设计建设成本可显著降低；无转动机械部件，运行可靠性高，摩擦损失较小，经济性和效率将显著提高；可同时提供热能和电能；绿色无污染。 

图1为基于脉动热管的太阳能热电联产系统示意图。 

图2为AA剖面示意图。 

图3为发电单元结构示意图。 

图4为发电单元工作原理示意图。 

图5为储热水箱后布置副水箱的系统示意框图。