專利名稱：一種太陽能熱氣流發(fā)電集熱棚材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能利用技術(shù)，尤其涉及一種將二氧化碳和PC板應(yīng)用于太陽能熱氣流發(fā)電集熱棚材料。
背景技術(shù)：
太陽能熱氣流發(fā)電技術(shù)是一種以空氣為工質(zhì)的發(fā)電系統(tǒng)，太陽光照射集熱棚，加熱棚內(nèi)的空氣和棚下的土壤(即系統(tǒng)蓄熱層)，受熱空氣溫度升高，密度下降，在導(dǎo)流塔的抽吸作用下形成一股強(qiáng)大的上升氣流，驅(qū)動(dòng)風(fēng)力透平機(jī)組發(fā)電，同時(shí)集熱棚周圍的冷空氣補(bǔ)充進(jìn)入棚內(nèi)，形成持續(xù)不斷的空氣循環(huán)流動(dòng)。集熱棚是太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，它對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的效率和造價(jià)有著重要的影響。集熱棚覆蓋材料的透射率直接決定進(jìn)入集熱棚的光照強(qiáng)度和光質(zhì)(光譜成分)，也決定了集熱棚內(nèi)的太陽輻射能和對(duì)地表土壤熱輻射的阻擋能力；覆蓋材料的傳熱特性影響集熱棚的保溫效果，從而影響集熱棚內(nèi)空氣溫度升高幅度，集熱棚的效率很大程度上取決于上述因素，因此，設(shè)計(jì)一種具有較好的透過率和保溫性能的材料成為提高太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)效率的當(dāng)務(wù)之急。目前常用的集熱棚材料有普通玻璃、中空玻璃和雙層充氣密封玻璃。但是，玻璃抗沖擊性能差，容易破碎，而且玻璃的密度很大，對(duì)骨架承重要求嚴(yán)格。中空玻璃因其夾層空腔被抽成真空，形成負(fù)壓，一旦玻璃受力破碎就會(huì)爆炸，有傷人危險(xiǎn)。雙層充氣密封玻璃是在玻璃夾層空腔中充入惰性氣體，雖然可以避免爆炸傷人，但因惰性氣體的導(dǎo)熱系數(shù)比空氣高很多，所以保溫效果不夠好，而且成本很高。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)資料檢索，針對(duì)太陽能熱氣流發(fā)電技術(shù)的研究，主要集中在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)上，針對(duì)太陽能熱氣流發(fā)電技術(shù)所使用具體裝置的研究少見。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠改善集熱棚的強(qiáng)度特性、安全性，并且提高集熱棚集熱效率的太陽能熱氣流發(fā)電集熱棚材料，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是采用中空的PC板且在PC板的空腔內(nèi)
填充有二氧化碳?xì)怏w。本發(fā)明是一種將PC板和二氧化碳相結(jié)合的集熱棚材料，PC板質(zhì)量輕，而且它的透過率和保溫特性比普通玻璃和中空玻璃好。二氧化碳?xì)怏w具有吸熱和隔熱的功能。投射到地面的太陽光輻射主要是短波輻射，可以透過二氧化碳層射入地面，而地面土壤增暖后放出的長(zhǎng)波輻射卻被集熱棚材料中的二氧化碳所吸收，從而產(chǎn)生大氣變暖的效應(yīng)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是填充有二氧化碳?xì)怏w的PC板、普通PC板、普通玻璃三種材料導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)比圖3是填充有二氧化碳?xì)怏w的PC板、普通PC板、普通玻璃三種材料在不同光波區(qū)段對(duì)紫外/可見/近紅外光的透射率對(duì)比圖；圖4是填充有二氧化碳?xì)怏w的PC板、普通PC板、普通玻璃三種材料對(duì)紅外光不同光波區(qū)段的反射率對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1，本發(fā)明的太陽能熱氣流發(fā)電集熱棚材料采用中空的PC板1，且在PC板 1的空腔2內(nèi)填充有二氧化碳?xì)怏w。本發(fā)明將PC板和二氧化碳?xì)怏w應(yīng)用于太陽能熱氣流發(fā)電集熱棚，PC板是一種綜合性能優(yōu)良的非晶型熱塑性樹脂，具有優(yōu)異的電絕緣性、延伸性、尺寸穩(wěn)定性及耐化學(xué)腐蝕性，較高的強(qiáng)度、耐熱性和耐寒性。對(duì)比其它材料而言，PC板具有很多優(yōu)點(diǎn)。其透光率稍高于玻璃，傳熱系數(shù)遠(yuǎn)小于玻璃，工作溫度可在-40°c 120°C。在PC板上下表面間具有空氣隔熱層，其中具有很多按一定間距排列的垂直隔斷，避免了間隙內(nèi)大范圍的空氣環(huán)流，從而減少熱量的散失。本發(fā)明采用具有吸熱和隔熱功能的二氧化碳?xì)怏w，將二氧化碳填充于密封的PC 板的空腔中，使得集熱棚材料具有良好的保溫效果。投射到地面的太陽光輻射主要是短波輻射，可以透過集熱棚射入地面，而地面土壤增暖后放出的長(zhǎng)波輻射卻被集熱棚中的二氧化碳吸收和反射，產(chǎn)生類似溫室效應(yīng)，使得集熱棚下面空氣溫升更為顯著。本發(fā)明通過各種實(shí)驗(yàn)證明，PC板的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)小于普通玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)，填充有二氧化碳?xì)怏w的PC板導(dǎo)熱系數(shù)比普通PC板導(dǎo)熱系數(shù)更小，可以看出填充有二氧化碳?xì)怏w的PC板的保溫性能最佳；PC板和填充有二氧化碳?xì)怏w的PC板在整個(gè)波段透過率波動(dòng)不太大，和玻璃相比透過率相當(dāng)，在反射率實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于長(zhǎng)波輻射，玻璃的反射性能劣于充以二氧化碳?xì)怏w的PC板和普通PC板，此外，充以二氧化碳?xì)怏w的PC板反射性能稍好于普通PC 板。因而填充二氧化碳?xì)怏w的PC板導(dǎo)熱系數(shù)小，具有良好的隔熱效果；波段透過率平穩(wěn)，具有良好光波適應(yīng)性；長(zhǎng)波輻射反射率高，可以反射來自集熱棚下土壤和空氣的光波輻射，吸熱效果明顯。由于PC板的沖擊強(qiáng)度是玻璃的80倍，重量是同厚度玻璃的1/12-1/15左右，既可熱彎，也可冷彎成拱形、半圓形等形狀，施工安全方便，較低的價(jià)格和較長(zhǎng)的使用壽命將會(huì)提高擬建大型綜合系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。發(fā)明人采用TC-II導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀利用穩(wěn)態(tài)法測(cè)定不同材料的導(dǎo)熱系數(shù)，借以比較不同材料的導(dǎo)熱性能。參見圖2，研究發(fā)現(xiàn)普通PC板的導(dǎo)熱系數(shù)比普通玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)減少了 85. 73%，充以二氧化碳?xì)怏w的PC板導(dǎo)熱系數(shù)比普通PC板導(dǎo)熱系數(shù)減少了 15. 92%，在其它實(shí)驗(yàn)條件不變的情況下，材料的保溫性能跟材料的導(dǎo)熱系數(shù)成反比，故可得充有二氧化碳?xì)怏w的PC板保溫性能明顯優(yōu)于普通玻璃和普通PC板。表1實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝置的原始數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1. 一種太陽能熱氣流發(fā)電集熱棚材料，其特征在于采用中空的PC板(1)且在PC板 (1)的空腔O)內(nèi)填充有二氧化碳?xì)怏w。
全文摘要
一種太陽能熱氣流發(fā)電集熱棚材料，采用中空的PC板且在PC板的空腔內(nèi)填充有二氧化碳?xì)怏w。本發(fā)明是一種將PC板和二氧化碳相結(jié)合的集熱棚材料，PC板質(zhì)量輕，而且它的透過率和保溫特性比普通玻璃和中空玻璃好。二氧化碳?xì)怏w具有吸熱和隔熱的功能。投射到地面的太陽光輻射主要是短波輻射，可以透過二氧化碳層射入地面，而地面土壤增暖后放出的長(zhǎng)波輻射卻被集熱棚材料中的二氧化碳所吸收，從而產(chǎn)生大氣變暖的效應(yīng)。
文檔編號(hào)F24J2/48GK102563934SQ20111041436
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者張荻, 李亞鴿, 李平, 謝永慧 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)