专利名称：太阳能发电装置的热能存储装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能发电装置，尤其涉及一种太阳能发电装置的热能存储装置。
背景技术：
能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。目前，化石能源(石油、煤炭、天然气等)是全球能源消费的主要组成部分，其消费总量逐年攀升。但是，化石能源是不可再生的，且存储量有限，因此产量的萎縮是不可避免的。此外，使用化石能源所产生的污染环境、温室效应等问题也是困扰经济发展和社会发展的重要因素。在化石能源供应日趋紧张的背景下，世界各国均努力寻求稳定充足的能源供应，其中大规模的开发和利用可再生能源，己经成为未来人类能源战略中的重要组成部分。在可再生能源的利用与开发中，风能、太阳能和生物质能发展最快，其开发利用增长率高于常规能源。在多种可再生能源中，由于太阳能具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性以及潜在的经济性等优点，因此利用太阳能来发电是一个无噪音、污染性低且合于环保概念的不错选择。在这样的情况下，作为取之不尽且清洁环保能源的太阳能在全世界已得到广泛应用。
现有太阳能发电装置主要包括能量收集装置、能量集热装置、热能传输管道、热能存储装置、蒸汽发生装置、发电装置、太阳位置追踪装置以及控制装置等部分，实现光能一热能一电能的转变。由于太阳能发电装置的发电效率会随着日照环境、角度与温度的改变而有显著的不同，为此，人们不断地对太阳能发电装置的结构以及能源的收集、转换方式和能量存储等方面进行开发和研究，以期获得太阳能发电装置所转换最大电能的目的。
现有太阳能发电装置中的热能存储器的缺点主要有热能存储器的热能存储介质一般采用盐或者油；其中，盐介质不利于热空气的传导，需要借助外力推动盐介质运动来实现能量传输；油介质对传输管道的密封性能要求高，因此成本高，另外油介质容易燃烧和爆炸，尤其是在太阳能发电领域，光、热、电等外界条件更容易引发燃烧和爆炸，使用的安全性能欠佳。其传输管道没有阀门控制结构，使能量的存储和排放不易控制。热能收集装置、存储装置及发电装置之间热空气传输管道较长，导致能量损失较大。
鉴于此，本发明创作人设计出一种具有合理的热量存储介质、能量存储释放方便并可减少能量传递损失的太阳能发电装置的热能存储装置。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有装置存在的上述缺点，提供一种太阳能发电装置的热能存储装置，其采用惰性材料作为热能量存储介质，提高热能存储性能；增加热能存储室内的热能存储仓体积，且热能存储仓内部设有防火砖和保温层，外部设有保温层，可以最大化地存储热能，防止热能流失，使热能传输损失最小化；热能传输器设有空气阀门，实现空气自由流通与交换，便于能量输出和输入，可以最合理的使用能量；热能存储室直接与蒸汽发生器相连，有效减少能量传递损失，提高传热效率；达到热能储量大，且可适时适量释放热能的功效。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。
本发明太阳能发电装置的热能存储装置，其特征在于，包括热能存储室、热能存储仓以及热能传输器；该热能存储室设有空气入口和空气出口；该热能存储仓设置在热能存储室内部，并固定在热能存储室底部，且热能存储仓一端为开口端，该开口端为空气入口，另一端为封闭端，其内部填充热能存储介质；该热能传输器位于热能存储室内，其设有三个开口，其中一个开口插设在热能存储室设有的空气入口处与热能传输管接通，另一个开口插接在热能存储仓开口端，再一个开口插设在热能存储室设有的空气开口处与蒸汽发生器的空气入口接通，且三个开口处分别设有空气阀门。
前述的太阳能发电装置的热能存储装置，其中热能存储仓为弯绕形中空体，该弯绕形中空体是由耐高温材料制成的结构体，该结构体内贴设有保温层后填充热能存储介质，结构体外表面包覆保温层。
前述的太阳能发电装置的热能存储装置，其中热能存储仓为空间旋转而成的弯绕形中空体。前述的太阳能发电装置的热能存储装置，其中热能存储仓内放置的热能存储介质为惰性材质，该惰性材质是氧化铝陶瓷材料。
前述的太阳能发电装置的热能存储装置，其中热能存储仓，其弯绕形中空体是由耐高温的钢材制成的结构体，该钢结构体焊接在热能存储室底部，且钢结构体内贴保温层为防火砖和矿棉构成，外表面保温层为矿棉。
前述的太阳能发电装置的热能存储装置，其中热能传输器三个开口处设有的空气阀门是碟型阀。
前述的太阳能发电装置的热能存储装置，其中热能传输器外表面设有保
温层O
前述的太阳能发电装置的热能存储装置，其中热能传输器外表面设有的保温层为矿棉。
本发明太阳能发电装置的热能存储装置的有益效果1、采用惰性材料作为热能量存储介质，由于惰性材料本身的安全稳定性能，使其能够承受较高的温度，热能存储性能良好且稳定。当蒸汽发生器能量充足时，其可以稳定存储进入热能存储室的热能。2、热能存储仓为空间旋转而成的弯绕形中空体，热能存储仓内部设有由防火砖和矿棉构成的保温层，外部也设有矿棉构成的保温层，可以最大化的存储热能，有效防止热能流失，而且外部保温层外表面光滑，可以减少热能存储室中的气流紊乱，使热能传输损失最小化。3、热能传输器的三个开口处分别设置空气阀门，该空气阀门由控制器控制开启程度，可以实现空气的自由流通与交换，使能量的输出和输入容易进行，且方
便管理。4、利用风机传输空气，操作简便且安全。5、热能存储室直接与蒸汽发生器相连，有效减少能量传递损失，提高传热效率。6、空气阀门为碟型阀，开启动作灵敏，且使用寿命长。
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图1为本发明太阳能发电装置的热能存储装置结构剖视图。图2为本发明太阳能发电装置的热能存储装置中热能存储仓部分结构剖视图。
图中主要标号说明l热能存储室、ll空气入口 11、 12空气出口、 2热
能存储仓、21耐高温材料结构体、22防火砖、23矿棉、24热能存储介质、25保温层、26热能存储仓空气入口、 3蒸汽发生器、31蒸汽发生器空气入口、 32蒸汽发生器进水口、 33蒸汽发生器热蒸汽出口、 4热能传输器、41热能传 输器开口处空气阀门、42热能传输器开口处空气阀门、43热能传输器开口处 空气阀门。
具体实施例方式
参阅图l、图2所示，本发明太阳能发电装置的热能存储装置，其包括热 能存储室1、热能存储仓2以及热能传输器4;该热能存储室1设有空气入口
11和空气出口12;该热能存储仓2设置在热能存储室1内部，并固定在热能
存储室1底部，且热能存储仓2—端为开口端，该开口端为空气入口26，另 一端为封闭端，其内部填充热能存储介质24;该热能传输器4位于热能存储 室1内，其设有三个开口，其中一个开口插设在热能存储室1设有的空气入 口 ll处与热能传输管接通，另一个开口插接在热能存储仓2开口端，再一个 开口插设在热能存储室1设有的空气开口 12处与蒸汽发生器3的空气入口 31 接通，且三个开口处分别设有空气阀门41、 42、 43。
参阅图l、图2所示，本发明太阳能发电装置的热能存储装置，其中，热 能存储仓2为弯绕形中空体，该弯绕形中空体是由耐高温材料制成的结构体 21，该结构体21内贴设有保温层后填充热能存储介质24，结构体外表面包覆 保温层25，开口端为空气入口26;该热能存储仓为空间旋转而成的弯绕形中 空体；该热能存储仓2内放置的热能存储介质24为惰性材质，该惰性材质是 氧化铝陶瓷材料；该热能存储仓，其弯绕形中空体是由耐高温的钢材制成的 结构体21，该钢结构体21焊接在热能存储室1底部，且钢结构体21内贴保 温层为防火砖22和矿棉23构成，外表面保温层25为矿棉；该热能传输器4 三个开口处设有的空气阀门41、 42、 43是碟型阀；且热能传输器4外表面设 有保温层，该保温层为矿棉(图中未示)。
实施例(参阅图l所示)
采用普通建筑材料建造一个热能存储室1，其顶部开有空气入口 11，底
部开设空气出口 12;该热能存储室的形状不限，本实施例是建造一个塔形结
构体，该塔形结构体分隔成上下两层，上层作为热能存储室l，下层用于安装
蒸汽发生器3，并使热能存储室1底部开设的空气出口 12与蒸汽发生器3的
6空气入口31直接连接。
采用钢材制备一个空间弯绕约270度的弯绕形中空体的结构体21，该结 构体21的截面为矩形，弯绕形中空体的结构体内贴设一层市售的防火砖22， 该防火砖层内壁面套设一层150毫米左右矿棉23作为保温层后填充热能存储 介质24，该热能存储介质24为市场购置的氧化铝陶瓷球形体，且弯绕形中空 体外表面包覆一层厚度为250毫米左右的矿棉作为保温层25，制成热能存储 仓2，参阅图2所示。
将热能存储仓2的钢结构体21焊接在热能存储室1底部设置的连接体上。
采用陶瓷材料制成热能传输器4，该热能传输器4开设有三个开口，三个 开口处分别设置空气阀门41、 42、 43，外表面包覆一层厚度为200毫米左右 的矿棉作为保温层，将三个开口中的一个插设在热能存储室1设有的空气入 口 ll处与热能传输管接通，另一个插接在热能存储仓2开口端，再一个插设 在热能存储室1设有的空气开口 12处与蒸汽发生器3的空气入口 31接通； 并将三个空气阀门41、 42和43分别与控制器进行连接。
本实施例填充的氧化铝陶瓷球形体的直径约为30MM;另，本发明涉及的 控制器为现有技术；再，空气阀门的安装以及空气出入口处的连接为现有技 术；还有实施例中未说明的内容为现有技术，故，不再进行赘述。
本发明太阳能发电装置的热能存储装置的使用(参阅图1所示)
随着太阳的移动，在自动跟踪仪的作用下，使聚光透镜将太阳光收集并 反射到集热器中。在风机作用下，使集热器内产生的热空气经过传输管道并 在空气阀门41的控制下进入热能存储室1的热能传输器4内。
在发电装置负载量较小时，进入热能传输器4的热空气流在空气阀门42 的控制下经由热能存储仓2空气入口 26进入热能存储仓2，通过热能存储仓 2内填充的由氧化铝陶瓷球形体构成的热能存储介质24吸收并保存进入热能 存储仓2的热量。当发电装置负载量较大时，热空气在空气阀门43的控制下 进入蒸汽发生器3而生成热蒸汽，之后由蒸汽发生器3的蒸汽出口 33排出至 蒸汽传输管道，然后输送给蒸汽涡轮机用于发电；在热空气进入蒸汽发生器3 前，开启蒸汽发生器的进水阀门，使冷水由进水口 32进入蒸汽发生器3，满 足蒸汽发生器3的运行需要。
参阅图1所示，热能存储室1内的热能传输器4设置的三个开口处均设 置空气阀门，可以根据需要借助控制器的控制，调整空气阀门的开启程度，从而可实现热空气的自由流通与交换。当整个发电系统的输出负载较大时，
空气阀门41和空气阀门43打开，空气阀门42关闭，这样热空气可直接传输 给蒸汽发生器3，满足发电大负载的要求，当发电负载较小或停止时，空气阀 门41打开，空气阀门42打开，空气阀门43部分打开或者关闭，这样一部分 能量存储在热能存储仓2中，另一部分能量用于驱动蒸汽发生器3，或者是全 部能量存储在热能存储仓2中。即可以根据不同的需求，调节三个空气阀门 41，空气阀门42，空气阀门43的打开程度，从而实现不同的功能。
本发明太阳能发电装置的热能存储装置的优点是
1、 采用惰性材料作为热能量存储介质，由于惰性材料具有不易氧化，在 高温下不会发生化学反应的特点，因此能够承受较高的温度，热能存储性能 良好且稳定；另外，惰性材料膨胀系数小，不易损坏，使用寿命长，不需要 经常更换，可以降低成本。
2、 当蒸汽发生器能量充足时，其可以稳定存储进入热能存储室的热能。
3、 热能存储仓内部设有防火砖和保温层，外部也设有保温层，可以最大 化的存储热能，有效防止热能流失，而且外部保温层外表面光滑，可以减少 热能存储室中 的气流紊乱，使热能传输损失最小化。
4、 热能存储室的热能传输器三个开口分别设置空气阀门，该空气阀门可 在控制器的控制下，根据需要调整开启程度，实现热空气的自由流通与交换， 使能量的输出和输入容易进行，且方便管理。
5、 利用风机传输空气，操作简便且安全。
6、 热能存储室直接与蒸汽发生器相连，减少热能传输的管道，可以有效 减少能量传递损失，提高传热效率。
7、 空气阀门采用耐高温的陶瓷材料制成，可以给热能存储提供保证，而 且使用寿命长。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上 的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等 同变化与修
权利要求
1、一种太阳能发电装置的热能存储装置，其特征在于，包括热能存储室、热能存储仓以及热能传输器；该热能存储室设有空气入口和空气出口；该热能存储仓设置在热能存储室内部，并固定在热能存储室底部，且热能存储仓一端为开口端，该开口端为空气入口，另一端为封闭端，其内部填充热能存储介质；该热能传输器位于热能存储室内，其设有三个开口，其中一个开口插设在热能存储室设有的空气入口处与热能传输管接通，另一个开口插接在热能存储仓开口端，再一个开口插设在热能存储室设有的空气开口处与蒸汽发生器的空气入口接通，且三个开口处分别设有空气阀门。
2、 根据权利要求1所述的太阳能发电装置的热能存储装置，其特征在于 所述热能存储仓为弯绕形中空体，该弯绕形中空体是由耐高温材料制成的结 构体，该结构体内贴设有保温层后填充热能存储介质，结构体外表面包覆保温层。
3、 根据权利要求1或2所述的太阳能发电装置的热能存储装置，其特征在于所述热能存储仓为空间旋转而成的弯绕形中空体。
4、 根据权利要求1或2所述的太阳能发电装置的热能存储装置，其特征在于所述热能存储仓内放置的热能存储介质为惰性材质，该惰性材质是氧 化铝陶瓷材料。
5、 根据权利要求2所述的太阳能发电装置的热能存储装置，其特征在于 所述热能存储仓，其弯绕形中空体是由耐高温的钢材制成的结构体，该钢结 构体焊接在热能存储室底部，且钢结构体内贴保温层为防火砖和矿棉构成， 外表面保温层为矿棉。
6、 根据权利要求1所述的太阳能发电装置的热能存储装置，其特征在于 所述热能传输器三个开口处设有的空气阀门是碟型阀。
7、 根据权利要求1所述的太阳能发电装置的热能存储装置，其特征在于 所述热能传输器外表面设有保温层。
8、 根据权利要求7所述的太阳能发电装置的热能存储装置，其特征在于 所述热能传输器外表面设有的保温层为矿棉。
全文摘要
一种太阳能发电装置的热能存储装置，其包括热能存储室、热能存储仓及热能传输器；热能存储室设空气入口和空气出口；热能存储仓设在热能存储室内部并固定在热能存储室底部，热能存储仓一端为开口端，开口端为空气入口，另端为封闭端，内部填充热能存储介质；热能传输器位于热能存储室内，设三个开口，一个开口插设在热能存储室空气入口处与热能传输管接通，另个开口插接在热能存储仓开口端，再一个开口插设在热能存储室空气出口处与蒸汽发生器空气入口接通，三个开口处分别设空气阀门；提高热能存储性能，使热能传输损失最小化，且可实现空气自由流通与交换，便于能量输出和输入；热能存储室直接与蒸汽发生器相连，减少能量传递损失，提高传热效率。
文档编号F24J2/00GK101592454SQ20081005337
公开日2009年12月2日 申请日期2008年5月30日 优先权日2008年5月30日
发明者塞缪尔·拉扎拉, 威廉·丹皮尔, 斯坦利·泽林格尔, 罗纳德·德比 申请人:彩熙太阳能环保技术(天津)有限公司