[发明专利]用于抛物线型槽太阳能集中器的传热流体加热系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年10月20日提交的序列号为No.61/549,674的美国专利申请的权益，其全部公开内容通过引用并入本文中。

技术领域

本申请提供了一种用于在抛物线型槽太阳能集中器的接纳管道内对传热流体进行加热的系统和方法。

背景技术

抛物线型槽式太阳能集中器利用了流体填充的接纳器管道。接纳器管道内的流体作为传热流体而运行。通常，传热流体为具有非常高热容的合成油。最近的研究结果表明使用熔盐作为传热流体可提供多种优点。然而，熔盐会在比其他传热流体高的温度下冻结。在利用在环境温度下或高于环境温度时冻结的传热流体的抛物线型槽太阳能集中器动力装置中，必须采取措施防止和恢复管道中热传导流体的冻结。特别地，在夜间或者太阳被云遮盖时，传热流体的温度会下降至其凝固点以下。例如，包含一些熔盐在内的某些传热流体需要维持在至少160摄氏度的温度下以防止该流体冻结。

抛物线型槽太阳能集中器的接纳器管道通常在玻璃外壳内是真空绝缘的。由于该独特的结构，诸如伴随加热或电阻丝加热之类的传统加热技术并不实用。用于加热接纳器管道的替代性技术为阻抗式加热系统或集肤效应加热系统。在阻抗式加热系统中，电流通过填充有流体的导管或管道的金属截面进行供给。然而，将传统的阻抗式加热系统与抛物线型槽太阳能集中器一起实施是困难的或不切实际的，并且具有相对较短的使用寿命。例如，用于提供与接纳器管道相互电连接的端子板通常平行于接纳器管道的长度焊接并且恰好大到足以连接至使端子板连接至电源的线缆。在抛物线型槽太阳能集中器中，该类型的连接因空间约束和沿接纳器管道的长度观察的大量的太阳光而是不切实际的。另外，传统的端子板设计将提供与接纳器管道的有限的接触区域，并且使对接纳器管道绝缘复杂化。由于将线缆布线在太阳能集中器下方的地面上或地面中导致了因抛物线型槽跟随太阳的运动而引起的与线缆失效相关的疲劳，因此传统技术而也会具有较短的使用寿命。

发明内容

本发明的实施方式旨在解决现有技术的这些问题和缺点及其他问题和缺点。根据本发明的实施方式，提供了一种用于抛物线型槽太阳能集中器的阻抗式传热流体加热系统，该阻抗式传热流体加热系统包括由抛物线型槽反射器结构、和/或接纳器管道支撑结构支撑的回路导体。该系统还可包括具有接纳器管道板的端部端子连接器，该接纳器管道板围绕接纳器管道并且在相互连接点处大致垂直于接纳器管道。端部端子连接器还可包括端子连接器延伸结构，该端子连接器延伸结构相对于端部端子连接器的接纳器管道板部成角度。这种独特的构造促进与支撑足够高电流强度的接纳器管道相互连接，同时定位成与位于由太阳能集中器所产生的聚焦太阳光的区域的外部的回路导体相互连接。根据又一实施方式，该系统包括具有一个或多个中间端子连接器板的中间端子连接器，所述一个或多个端子连接器板将接纳器管道的中间部分与电源导体相互连接。中间端子连接器板或多个中间端子连接器板还可以为接纳器管道提供机械支撑。回路导体和电源导体各自与电源相互电连接，从而完成了阻抗式传热流体加热系统电路。

根据本公开的至少一些实施方式，提供了一种用于抛物线型槽太阳能集中器的阻抗式传热流体加热系统，该阻抗式传热流体加热系统包括：

接纳器管道组件，包括：

传热流体导管；

第一端部端子连接器，该第一端部端子连接器在第一点处与传热流体导管相互连接；

中间端子连接器，该中间端子连接器在第二点处与传热流体管道相互连接；

电源；

第一电流回路导体，其中，第一电流回路导体的第一端与第一端部端子连接器相互电连接，并且其中，第一电流回路导体的第二端与电源相互电连接，其中，第一电流回路导体的至少大部分长度由太阳能集中器的框架和接纳器管道支撑结构中的至少一者支撑；以及

第一电源导体，其中，电源导体的第一端与电源相互连接，并且其中，电源导体的第二端与中间端子连接器相互连接。

第一端部端子连接器可以包括接纳器管道板、接纳器管道孔和端子连接器延伸部，其中，接纳器管道孔形成在接纳器管道板中。

另外，接纳器管道板可以与第一平面平行，其中，端子连接器延伸部跟随相对于第一平面成非零角度的轴线。

传热流体导管穿过第一端部端子连接器板的接纳器管道孔，其中，第一端部端子连接器板与传热流体导管相互电连接，并且其中，在接纳器管道孔处，传热流体导管垂直于第一平面。

接纳器管道孔可以完全围绕传热流体导管。