專利名稱：太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可再生綠色能源的環(huán)保發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
太陽能是一種取之不盡、用之不竭的新型可再生能源，世界能源儲量最多的是太陽能，在再生資源中占99. 44%。太陽每15min達(dá)到地球表面的輻射能量就能滿足全世界一年的電力需求，“清潔”的太陽能即時近期急需的補(bǔ)充能源，又是未來能源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。中國地處北半球歐亞大陸的東部，屬太陽能資源豐富的國家之一。根據(jù)全國700多個氣象臺站長期觀測積累的資料表明，中國各地的太陽輻射年總量大致在 3. 35X 103-8. 40 X IO3 MjVm20太陽輻照度好的地區(qū)，也就是根據(jù)各地接受太陽總輻射量的多少，可將全國劃分為五類地區(qū)。這些地區(qū)包括寧夏北部、甘肅北部、新疆東部、青海西部和西藏西部等地。尤以西藏西部最為豐富，最高達(dá)2333 Kffh/ m2。新疆北部。江西也不錯，屬于三類，從全國來看，我國是太陽能資源相當(dāng)豐富的國家，絕大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在4kWh/m2天以上， 西藏最高達(dá)7kWh/m2。太陽能煙囪發(fā)電技術(shù)是一項綜合應(yīng)用溫室效應(yīng)技術(shù)、煙囪技術(shù)以及風(fēng)力渦輪發(fā)電技術(shù)于一體的太陽能發(fā)電新技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模開發(fā)和利用太陽能的一種新的途徑。太陽能煙囪系統(tǒng)中氣流的速度場和溫度場的分布對系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換、渦輪轉(zhuǎn)子的輸出功率有很大的影響。太陽能熱氣流發(fā)電技術(shù)具有設(shè)備運(yùn)行簡單、運(yùn)行費(fèi)用低、良好的環(huán)境效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)， 其將成為人類解決能源問題的重要手段之一。與傳統(tǒng)的發(fā)電方式比，新型的太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行部件少、 維修方便、運(yùn)營成本低廉、無環(huán)境污染以及使用周期長等特點(diǎn)。同時，與太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)相比，太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)還有以下幾個特點(diǎn)
1、晝夜運(yùn)行穩(wěn)定能量密度低、日照波動大是太陽能輻射的基本特征，同樣也是人類在大規(guī)模開發(fā)和利用太陽能時難以逾越的障礙，太陽能光伏發(fā)電就是如此。太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)中集熱棚底部的土壤可以吸收大量的太陽能并將其儲存，白天，在太陽光照下，集熱棚吸收熱量，晚上，土壤儲存的熱量可以繼續(xù)向集熱棚內(nèi)的空氣傳遞熱量，從而保持系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)電。2、發(fā)電技術(shù)簡單不需要先進(jìn)的技術(shù)，系統(tǒng)的工作介質(zhì)為空氣，無需冷卻裝置。施工所需材料如玻璃、水泥、鋼材等可在當(dāng)?shù)孬@得，這一切都大大降低了造價和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，也使得建成后的電站無論在運(yùn)營上還是維護(hù)費(fèi)用上都具有很大的優(yōu)勢。3、改善環(huán)境太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)替代相同的火電廠可大量減少C02、SO2以及氮氧化物的排放。但是現(xiàn)有的太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)任然存在很多問題
31、現(xiàn)有的太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)利用土壤介質(zhì)作為蓄熱層，蓄熱容量不夠大，因而發(fā)電效率并不高。2、現(xiàn)有的太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，熱氣流通過煙囪出口直接排放至高空中，一方面對環(huán)境造成一定的溫室效應(yīng)，造成系統(tǒng)對熱能的利用率不高，降低了系統(tǒng)的發(fā)電效率。3、現(xiàn)有的太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，運(yùn)行時間久了之后，集熱棚表面會附著灰塵等污漬，極大的影響了集熱棚清潔度，造成陽光透光率下降，從而影響系統(tǒng)的發(fā)電效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種新型的太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，它包括煙@、風(fēng)速計、溫度計、余熱回收管、相變蓄熱材料層、渦輪發(fā)電機(jī)組和集熱棚等；其中， 集熱棚建在地面上，集熱棚底部鋪設(shè)相變蓄熱材料層，煙 位于集熱棚中央，渦輪發(fā)電機(jī)組安裝在煙囪與集熱棚的交界處，風(fēng)速計和溫度計固定在煙囪內(nèi)，兩根余熱回收管的一端均與煙囪頂部相通，另一端均與集熱棚相通。進(jìn)一步地，所述集熱棚用金屬支架支撐，其上鋪蓋玻璃，玻璃內(nèi)外表面均通過浸漬提拉法涂覆納米薄膜；所述納米薄膜為摻雜鐵、鑭、鉬的二氧化鈦膜，其中，摩爾分?jǐn)?shù)分別為，鐵0. 2% ；鑭0. 3% ；鉬0. 3%O本發(fā)明的有益效果如下
(1)本發(fā)明采用相變材料代替了傳統(tǒng)的土壤作為新型蓄熱材料，選用三水醋酸鈉、石蠟、高密度聚乙烯/石蠟復(fù)合相變蓄熱材料三種材料，這三種材料儲能密度大，從而實(shí)現(xiàn)白天儲熱量增多、夜晚放熱時間延長的效果，最終提高了系統(tǒng)的發(fā)電效率；
(2)本發(fā)明對集熱棚進(jìn)行了性能上的改進(jìn)，在集熱棚頂部的玻璃表面形成一層納米膜 用溶膠凝膠法制備摻雜0. 1%-0. 3%金屬元素的納米二氧化鈦溶膠，然后采用浸漬提拉法在玻璃內(nèi)外表面涂覆制備薄膜。不僅使玻璃表面具有自清潔作用，使它不受空氣中塵埃等污染物的影響，同時增加了集熱棚對光線的吸收率，大大提高了系統(tǒng)發(fā)電的效率；
(3)本發(fā)明對系統(tǒng)的余熱進(jìn)行循環(huán)利用，從而對系統(tǒng)發(fā)電效率的提高起到一定的輔助作用。


圖1是本發(fā)明太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是集熱棚表面結(jié)構(gòu)示意圖中，煙囪1、風(fēng)速計2、溫度計3、余熱回收管4、相變蓄熱材料層5、渦輪發(fā)電機(jī)組6、地面7、集熱棚8、納米薄膜9。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)包括煙囪1、風(fēng)速計2、溫度計3、余熱回收管4、相變蓄熱材料層5、渦輪發(fā)電機(jī)組6和集熱棚8。其中，集熱棚8建在地面7上，集熱棚8底部鋪設(shè)相變蓄熱材料層5，煙囪1位于集熱棚8中央，渦輪發(fā)電機(jī)組6安裝在煙囪1與集熱棚8的交界處，風(fēng)速計2和溫度計3固定在煙囪1內(nèi)，兩根余熱回收管4的一端均與煙囪1頂部相通，另一端均與集熱棚8相通。如圖2所示，集熱棚8用金屬支架支撐，其上鋪蓋玻璃，玻璃內(nèi)外表面均通過浸漬提拉法涂覆納米薄膜9。納米薄膜為摻雜鐵、鑭、鉬的二氧化鈦膜，其中，摩爾分?jǐn)?shù)分別為， 鐵0. 2% ；鑭0. 3% ；鉬0. 3%ο該太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電原理為太陽輻射透過集熱棚8頂部的玻璃材料照射在相變蓄熱材料層5表面上，從而轉(zhuǎn)化為熱能，使相變蓄熱材料層5表面的溫度升高。同時環(huán)境空氣被源源不斷的吸入集熱棚8內(nèi)，相變蓄熱材料層5表面一方面與集熱棚內(nèi)的空氣進(jìn)行對流換熱，形成空氣循環(huán)流動，另一方面將熱量傳遞到內(nèi)部。集熱棚8內(nèi)空氣溫度升高，密度下降，小于外界環(huán)境相同高度處的空氣密度，從而形成了壓力差，集熱棚8中央的煙囪起一個負(fù)壓管的作用，加大了系統(tǒng)內(nèi)外的壓力差。由于集熱棚8內(nèi)的空間足夠大，當(dāng)集熱棚8內(nèi)空氣以較大的速度進(jìn)入煙囪1底部時，在煙囪1內(nèi)形成了強(qiáng)烈的氣流流動，強(qiáng)烈的上升氣流推動煙 1底部的渦輪發(fā)電機(jī)組6的渦輪轉(zhuǎn)動，通過發(fā)電機(jī)最終實(shí)現(xiàn)將太陽能轉(zhuǎn)換成電能。煙囪1頂部安裝余熱回收管4，從煙囪1里出來的熱空氣從高空回到集熱棚8進(jìn)口，使系統(tǒng)與環(huán)境構(gòu)成了一個循環(huán)過程，從而利用了多余的熱量，使該系統(tǒng)的熱發(fā)電效率更高。而在夜間，溫度下降時，利用相變蓄熱材料在白天儲存的熱量，使它在夜間充分釋放出來，將熱能傳遞給周圍的空氣，加熱空氣，使渦輪發(fā)電機(jī)組6繼續(xù)發(fā)電，從而最終達(dá)到晚上也能發(fā)電的目的。面積巨大的相變蓄熱材料層5能確保發(fā)電機(jī)組6 —天24h期間的發(fā)電量維持相對穩(wěn)定。集熱棚8建在一塊覆有良好相變蓄熱材料層5的土地上，集熱棚8和地面7有一定間隙，可以讓周圍空氣進(jìn)入系統(tǒng)。集熱棚8底部是用相變蓄熱材料層5做成的蓄熱層，可克服太陽輻射周期性和間斷性的弱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)電的連續(xù)性與穩(wěn)定性。集熱棚8用金屬支架支撐，其上鋪蓋玻璃，形成一個巨大的太陽能集熱器。本發(fā)明的集熱棚8由玻璃制成的棚頂和支撐結(jié)構(gòu)組成，與煙囪基礎(chǔ)相連接的棚頂與地面間距隨煙囪高度增加而增加，通常為2 8 m，距地面越高，則風(fēng)阻越小。整個集熱棚8實(shí)際上就是一個溫室，其室內(nèi)外溫差最高可達(dá)30°C以上，在煙囪內(nèi)的上升氣流速度可達(dá)15m/s。由于達(dá)到地球表面的太陽能輻射密度不高，且受地理位置、晝夜和季節(jié)交替等規(guī)律性變化的影響，以及受到陰、晴、云、雨等隨機(jī)因素的制約，其輻射強(qiáng)度不斷發(fā)生變化，而且具有稀薄性、非連續(xù)性和不穩(wěn)定性。因此為了保證太陽能供熱或發(fā)電裝置穩(wěn)定不間斷的運(yùn)行，就需要通過儲熱裝置把多余的太陽能儲存起來，在太陽能不足時在釋放出來，從而滿足生產(chǎn)、生活連續(xù)、穩(wěn)定供應(yīng)的需要，相變蓄熱材料即是如此。本發(fā)明相變蓄熱材料層5的材料可以選用三水醋酸鈉、石蠟或高密度聚乙烯/石蠟復(fù)合相變蓄熱材料。1、三水醋酸鈉(CH3COONa · 3H20)無色透明晶體，熔點(diǎn)58°C，溶解熱264J/g，是一種較好的儲能相變材料，用不銹鋼容器或者塑料來裝。結(jié)晶水合物是通過熔化與凝固過程中放出和吸收結(jié)晶水來儲熱和放熱的，其優(yōu)點(diǎn)在于適用范圍廣、價格便宜、導(dǎo)熱率達(dá)、熔化潛熱大、體積儲能密度大、一般呈中性；缺點(diǎn)是 過冷和相分離現(xiàn)象，可通過加入成核劑與增稠劑解決。
2、石蠟CnH2n+2，價廉的工業(yè)級石蠟沒有固定的熔點(diǎn)，只有一個熔化溫度范圍。 其優(yōu)點(diǎn)在于熔解熱大，良好的儲熱性能，毒性小，材料腐蝕性較小，成本低，固體狀態(tài)
時成型性較好，一般不容易出現(xiàn)過冷和相分離現(xiàn)象。缺點(diǎn)是相變過程中體積變化大。3、高密度聚乙烯/石蠟復(fù)合相變蓄熱材料的制備過程如下首先采用熔融共混法制備高密度聚乙烯/石蠟相變材料，然后采用原位聚合法對高密度聚乙烯/石蠟相變材料微膠囊進(jìn)行封裝。具體步驟如下
1)把石蠟和高密度聚乙烯(HDPE)的混合物放入電爐中加熱到140°C左右，當(dāng)混合物全部融化后，攪拌使其混合均勻，空氣中降溫，高密度聚乙烯首先凝固并形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，石蠟被束縛其中，這樣就形成了均勻的HDPE定形石蠟。石蠟含量在70%-80%之間。2)取一定量的環(huán)氧樹脂，加入去離子水，用苯乙烯馬來酸酐作為分散乳化劑，在高速分散均質(zhì)機(jī)上以2000r/min的速度均質(zhì)分散20min，形成0/W型乳化液；取尿素，三聚氰胺，甲醛，以物質(zhì)的量之比為2 :1:4混合用NaOH調(diào)節(jié)PH=8. 5，70°C下反應(yīng)Ih的粘稠透明預(yù)聚物，將其與乳化液混合，在600r/min攪拌轉(zhuǎn)速下充分?jǐn)嚢枋垢呙芏染垡蚁?石蠟復(fù)合相變材料溶解于乳化液的分散介質(zhì)水中，分批加入催化劑氯化銨，使體系PH逐漸減小，當(dāng)相變材料開始沉積到囊芯表面后，加熱至65°C，繼續(xù)包覆并逐漸固化，當(dāng)PH降低至2. 5-3. 0時加入80ml熱水，保溫池，用NaOH調(diào)節(jié)PH=7. 0，冷卻后抽濾、丙酮洗、干燥。由此制成的微膠囊具有表面光潔，不粘連的特點(diǎn)，粒徑大約為1.8μπι。復(fù)合相變蓄熱材料具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1)由于用微膠囊封裝，膠囊壁薄，強(qiáng)化了傳熱性能，且不存在泄露、結(jié)霜、熱性能下降等問題；
(2)減少了相變物質(zhì)與外界環(huán)境的反應(yīng)，提高相變蓄熱材料的穩(wěn)定性；
(3)復(fù)合相變蓄熱材料為固-固相變，固不存在因相變過程中產(chǎn)生的體積變化。由于影響電站運(yùn)行特性的因素有云遮、空氣中的塵埃、集熱器的清潔度、相變材料特性、環(huán)境風(fēng)速、大氣溫度疊層、環(huán)境氣溫以及大棚和煙 的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。而大氣紅外輻射對電站的總能量平衡起很重要的作用。在陰天且太陽能為100%散射輻射時，電站仍可在低功率水平下運(yùn)行。附著在大棚玻璃上的塵土?xí)绊懪镯數(shù)那鍧嵍?，而塵土覆蓋在棚頂上最大影響是降低其透過率1 左右。因此在玻璃表面涂覆具有自清功能的納米薄膜，能夠保持覆蓋材料的陽光透過率，使太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率不受塵土的影響。本發(fā)明在煙囪1頂部安裝余熱回收管4，從而起到熱氣流循環(huán)利用，達(dá)到合理利用余熱的問題，從而進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的發(fā)電效率。實(shí)施例1
本發(fā)明的太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)由新型太陽能集熱棚、集熱型煙 、石蠟相變蓄熱材料層、渦輪發(fā)電機(jī)組、溫度計、風(fēng)速計、余熱回收管等部件組成。其中，相變蓄熱材料層選擇石蠟相變蓄熱材料，新型太陽能集熱棚是通過在集熱棚玻璃內(nèi)外表面形成一層摻有0. 2%鐵的二氧化鈦薄膜達(dá)到自清潔效果。具體方法如下
1、常用石蠟相變材料的熔點(diǎn)為-12 75.9°C，熔解熱為150J / g到250J / g，本發(fā)明選用上海華申復(fù)器材有限公司的高效片石蠟，熔點(diǎn)為56-58°C。
2、在集熱棚玻璃內(nèi)外表面形成摻雜0. 2%鐵的納米二氧化鈦薄膜。其具體步驟如下以鈦酸四丁酯為原料，按鈦酸四丁酯疋t0H:H20:三乙醇胺=10:35.8:0.52:4.40，將鈦酸四丁酯溶于無水乙醇，再將少量乙醇與水混合，將適量的 ^(Ν03)3的溶液于劇烈攪拌下緩慢滴入上述溶液中，繼續(xù)攪拌，制備得到摻雜0. 2%鐵的二氧化鈦溶膠，用浸漬提拉法在玻璃內(nèi)外表面形成厚度為10-250nm的溶膠膜，用過熱蒸汽干燥2-池，以2_4°C的升溫速率，升溫至在400-500°C下加溫固化1- ；進(jìn)行鋼化處理；用紫外燈對玻璃表面進(jìn)行光固化，光固化的紫外線波長小于380nm，且照射時間為0. 5_池，光強(qiáng)度在4mW/cm2或以上，從而使納米膜能長時間保持在激活狀態(tài)。實(shí)施例2
本發(fā)明的太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)由新型太陽能集熱棚、集熱型煙 、三水醋酸鈉相變蓄熱材料層、渦輪發(fā)電機(jī)組、溫度計、風(fēng)速計、余熱回收管等部件組成。其中，相變蓄熱材料層選擇三水醋酸鈉相變蓄熱材料，新型太陽能集熱棚是通過在集熱棚玻璃的內(nèi)外表面形成一層摻有0.3%鑭的二氧化鈦薄膜達(dá)到自清潔效果。具體方法如下
1、蓄熱材料采用三水醋酸鈉，具體配方擬％的三水醋酸鈉，5%的Na2HPO4 · 12H20，3%的羧甲基纖維素(CMC)，過冷度不超過5°C，放熱時間較長，是比較好的配比。具體步驟將三水醋酸鈉、Na2HPO4 · 12H20 (成核劑)、羧甲基纖維素(增稠劑)按 92 5 3的比例磨成粉末混合均勻，放入塑料容器中，并插入一根熱電偶，放入恒溫水浴中， 在 80°C恒溫 30min。2、在集熱棚玻璃內(nèi)外表面形成摻雜0.3%的鑭納米二氧化鈦薄膜。其具體步驟如下以鈦酸四丁酯為原料，按鈦酸四丁酯疋tOH:H20:三乙醇胺=10:35.8:0. 52:4. 40, 將鈦酸四丁酯溶于無水乙醇，再將少量乙醇與水混合，將適量的鑭的硝酸鹽溶液于劇烈攪拌下緩慢滴入上述溶液中，繼續(xù)攪拌，制備得到摻雜鑭的二氧化鈦溶膠，鑭的比例為0. 3%， 用浸漬提拉法在玻璃內(nèi)外表面形成厚度為10-250nm的溶膠膜，于80°C真空干燥Mh，在 400-500°C下加溫固化1- ；進(jìn)行鋼化處理；用紫外燈對玻璃表面進(jìn)行光固化，光固化的紫外線波長小于380nm，且照射時間為0. 5_2h，光強(qiáng)度在4mW/cm2或以上，從而使納米膜能長時間保持在激活狀態(tài)。實(shí)施例3
本發(fā)明的太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)由新型太陽能集熱棚、集熱型煙囪、高密度聚乙烯/ 石蠟復(fù)合相變蓄熱材料層、渦輪發(fā)電機(jī)組、溫度計、風(fēng)速計、余熱回收管等部件組成。其中，相變蓄熱材料層選擇高密度聚乙烯/石蠟相變蓄熱材料復(fù)合相變蓄熱材料，新型太陽能集熱棚是通過在集熱棚玻璃的內(nèi)外表面形成一層摻有0. 3%鉬的二氧化鈦薄膜達(dá)到自清潔效果。具體方法如下
1、復(fù)合相變蓄熱材料首先采用熔融共混法制備高密度聚乙烯/石蠟復(fù)合相變蓄熱材料，然后采用原位聚合法對高密度聚乙烯/石蠟相變材料微膠囊進(jìn)行封裝。具體步驟如下 1)把石蠟和高密度聚乙烯(HDPE)的混合物放入電爐中加熱到140°C左右，當(dāng)混合物全部融化后，攪拌使其混合均勻，空氣中降溫，高密度聚乙烯HDPE首先凝固并形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)， 石蠟被束縛其中，這樣就形成了均勻的HDPE定形石蠟。石蠟含量在70%-80%之間。2)取一定量的環(huán)氧樹脂，加入去離子水，用苯乙烯馬來酸酐作為分散乳化劑，在高速分散均質(zhì)機(jī)上以2000r/min的速度均質(zhì)分散20min，形成0/W型乳化液；取尿素，三聚氰胺，甲醛，以物質(zhì)的量之比為2 :1:4混合用NaOH調(diào)節(jié)PH=8. 5，70°C下反應(yīng)Ih的粘稠透明預(yù)聚物，將其與乳化液混合，在600r/min攪拌轉(zhuǎn)速下充分?jǐn)嚢枋垢呙芏染垡蚁?石蠟復(fù)合相變材料溶解于乳化液的分散介質(zhì)水中，分批加入催化劑氯化銨，使體系PH逐漸減小，當(dāng)相變材料開始沉積到囊芯表面后，加熱至65°C，繼續(xù)包覆并逐漸固化，當(dāng)PH降低至2. 5-3. 0時加入80ml熱水，保溫池，用NaOH調(diào)節(jié)PH=7. 0，冷卻后抽濾、丙酮洗、干燥。由此制成的微膠囊具有表面光潔，不粘連的特點(diǎn)，粒徑大約為1.8μπι。采用此方法制備的復(fù)合相變材料具有以下優(yōu)點(diǎn)
1)由于用微膠囊封裝，膠囊壁薄，強(qiáng)化了傳熱性能，且不存在泄露、結(jié)霜、熱性能下降等問題；
2)減少了相變物質(zhì)與外界環(huán)境的反應(yīng)，提高相變材料的穩(wěn)定性；
3)復(fù)合相變材料為固-固相變，固不存在因相變過程中產(chǎn)生的體積變化。2、在玻璃正反表面形成摻雜0. 3%鉬的納米二氧化鈦薄膜。其具體步驟如下以鈦酸四丁酯為原料，按鈦酸四丁酯疋tOH:H20:三乙醇胺=10:35.8:0.52:4.40，將鈦酸四丁酯溶于無水乙醇，再將少量乙醇與水混合，將適量的鉬的硝酸鹽溶液于劇烈攪拌下緩慢滴入上述溶液中，繼續(xù)攪拌，制備得到摻雜鉬的二氧化鈦溶膠，用浸漬提拉法法在玻璃內(nèi)外表面形成厚度為10-250nm的溶膠膜，鉬的比例為0. 3%，于80°C真空干燥Mh，在400-500°C下加溫固化1- ；進(jìn)行鋼化處理；用紫外燈對玻璃表面進(jìn)行光固化，光固化的紫外線波長小于380nm，且照射時間為0. 5_2h，光強(qiáng)度在4mW/cm2或以上，從而使納米膜能長時間保持在激活狀態(tài)。實(shí)施例4
本發(fā)明采用的參數(shù)如下煙囪直徑為8-10m，集熱棚直徑為80-120m，集熱棚高度為 3-6m，煙囪高度為100-120m，相變蓄熱材料厚度為2-細(xì)。選用壓力渦輪發(fā)電機(jī)為，功率為 25KW/臺，，可裝置3-5臺；太陽輻射照度為800-1000w/m2 ；渦輪機(jī)效率為70%_80%，大棚效率設(shè)為0. 4%-0. 6% ；外界溫度為四漲-3051(，設(shè)計溫升30-40K，預(yù)期發(fā)電功率為60-120KW，通過白天儲存的太陽能能量，可滿足整個晚上發(fā)電。整個集熱棚實(shí)際上就是一個溫室，其室內(nèi)外溫差最高可達(dá)30°C以上，在煙囪內(nèi)的上升氣流速度可達(dá)15m/s。太陽輻射透過集熱棚照射在相變蓄熱材料層表面上，從而轉(zhuǎn)化為熱能，使相變蓄熱材料層表面的溫度升高。同時環(huán)境空氣被源源不斷的吸入集熱棚內(nèi)，相變蓄熱材料層表面一方面與集熱棚內(nèi)的空氣進(jìn)行對流換熱，形成空氣循環(huán)流動，另一方面將熱量傳遞到內(nèi)部。集熱棚內(nèi)空氣溫度升高，密度下降，小于外界環(huán)境相同高度處的空氣密度，從而形成了壓力差，煙囪起一個負(fù)壓管的作用，加大了系統(tǒng)內(nèi)外的壓力差。由于集熱棚內(nèi)的空間足夠大，當(dāng)集熱棚內(nèi)空氣以較大的速度進(jìn)入煙囪底部時，在煙囪內(nèi)形成了強(qiáng)烈的氣流流動，強(qiáng)烈的上升氣流推動煙 底部的渦輪發(fā)電機(jī)組的渦輪轉(zhuǎn)動，通過發(fā)電機(jī)最終實(shí)現(xiàn)將太陽能轉(zhuǎn)換成電能。同時煙囪頂部的余熱回收管，可將從煙囪里出來的熱空氣從高空回到集熱棚進(jìn)口，使系統(tǒng)與環(huán)境構(gòu)成了一個循環(huán)過程，從而利用了多余的熱量，使該系統(tǒng)的熱發(fā)電效率更高。而在夜間，溫度下降時，利用相變蓄熱材料在白天儲存的熱量，使它在夜間充分釋放出來，將熱能傳遞給周圍的空氣，加熱空氣，使渦輪發(fā)電機(jī)組繼續(xù)發(fā)電，從而最終達(dá)到晚上也能發(fā)電的目的。面積巨大的相變蓄熱材料層能確保發(fā)電機(jī)組一天24h期間的發(fā)電量維持相對穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，它包括煙囪(1)、風(fēng)速計(2)、溫度計 (3)、余熱回收管(4)、相變蓄熱材料層(5)、渦輪發(fā)電機(jī)組(6)和集熱棚(8)等；其中，集熱棚 (8 )建在地面(7 )上，集熱棚(8 )底部鋪設(shè)相變蓄熱材料層(5 )，煙 (1)位于集熱棚(8 )中央，渦輪發(fā)電機(jī)組(6)安裝在煙囪(1)與集熱棚(8)的交界處，風(fēng)速計(2)和溫度計(3)固定在煙囪(1)內(nèi)，兩根余熱回收管(4)的一端均與煙囪(1)頂部相通，另一端均與集熱棚(8) 相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述集熱棚(8)用金屬支架支撐，其上鋪蓋玻璃，玻璃內(nèi)外表面均通過浸漬提拉法涂覆納米薄膜(9 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述納米薄膜為摻雜鐵、鑭、鉬的二氧化鈦膜，其中，摩爾分?jǐn)?shù)分別為，鐵0. 2% ；鑭0. 3% ；鉬0. 3%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)，它包括煙囪、風(fēng)速計、溫度計、余熱回收管、相變蓄熱材料層、渦輪發(fā)電機(jī)組和集熱棚；其中，集熱棚建在地面上，集熱棚底部鋪設(shè)相變蓄熱材料層，煙囪位于集熱棚中央，渦輪發(fā)電機(jī)組安裝在煙囪與集熱棚的交界處，風(fēng)速計和溫度計固定在煙囪內(nèi)，兩根余熱回收管的一端均與煙囪頂部相通，另一端均與集熱棚相通；本發(fā)明采用相變材料代替了傳統(tǒng)的土壤作為蓄熱材料，實(shí)現(xiàn)白天儲熱量增多、夜晚放熱時間延長的效果，最終提高了系統(tǒng)的發(fā)電效率；在集熱棚頂部的玻璃表面形成一層納米膜不僅使玻璃表面具有自清潔作用，使它不受空氣中塵埃等污染物的影響，同時增加了集熱棚對光線的吸收率，大大提高了系統(tǒng)發(fā)電的效率。
文檔編號F03G6/06GK102338052SQ20111028956
公開日2012年2月1日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者陸飛飛 申請人:陸飛飛