一种太阳能热系统的制作方法

本发明涉及太阳能技术领域，尤其涉及一种太阳能热系统。

背景技术：

众所周知，热能系统一般是通过燃烧矿物燃料来产生热能。这些热能系统通过热气体，例如，空气或者是被加热的蒸汽的形式来将热量提供给热能的消耗系统。除此之外，被加热的蒸汽可以在蒸汽涡轮机中发生膨胀，以便能够其中产生电能。太阳能热系统由于使用绿色环保的太阳能，受到广泛的研究，但是现有的太阳能热系统过于昂贵，能源的使用效率较低，仅能达到40-50%，还会由于过热而导致机器故障。

此外，太阳能收集器中的热媒经常发生泄漏和耗尽的情况，用户经常直接补充自然减少量的水，在夏季所存储的水的温度会上升至80℃或更高，使得在使用热水时可能发生烫伤。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种太阳能热系统，能够通过调节与太阳光的夹角最大程度地吸收和利用太阳能，并且及时安全地补充热媒，促进太阳能向热能迅速持续的转化，热能可进一步转化为电能，蒸汽的热量和电能持续地供应和循环，大大提高了太阳能的利用率和涡轮机的工作效率。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种太阳能热系统，包括：

太阳能接收器，用于吸收来自于太阳的热量并加热容纳于其中的热媒；

聚焦单元，用于在太阳能辐射进入太阳能接收器之前聚集太阳能辐射；

热交换器，用于让太阳能接收器中容纳的热媒在其中流动以转移热能来加热系统中产生蒸汽的循环流体；所述产生蒸汽的循环流体为热媒接收的太阳能热量转移来的热量，将流体加热产生蒸汽；

热媒补充单元，通过压力阀与所述太阳能接收器连接，用于补充缺乏的热媒；

感光调节单元，包括：多个感光单元，用于全方位感测太阳光束；夹角检测模块，用于根据感光单元的感测结果判断太阳光束与聚焦单元中心位置的夹角，并将夹角数值转化为电信号传输至转动模块；转动模块，用于接收夹角数值的电信号并转动所述聚焦单元，使聚焦单元的中心位置与太阳光的光束保持垂直角度；

电能转换器，与太阳能接收器电连接，用于将热媒中的热能转化为电能。

进一步的，所述热系统还包括：供电模块，用于储存电能转化器转化出的电能，并为涡轮机提供电能。

进一步的，所述涡轮机为汽轮机、水轮机或燃气机。

进一步的，所述热系统还包括：

充放电控制单元，用于根据供电模块的状态对充放电过程进行充电管理；

信息采集单元，用于检测供电模块的电压、电流、功率。

进一步的，所述转动模块包括：

第一转动模块，用于驱动聚焦单元顺时针方向上的转动；

第二转动模块，用于驱动聚焦单元逆时针方向上的转动。

进一步的，所述热系统中的循环流体选自水、有机流体、油状物、空气、熔融盐、二氧化碳中的一种或多种的组合。

进一步的，所述感光元件为电荷耦合感光元件或互补金属半导体感光元件。

进一步的，所述流体加热产生的蒸汽热能可用于高温干燥、加热杀菌、向蒸汽系统提供蒸汽、金属材料的加工、食物的蒸制加工。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明的太阳能热系统，通过调节与太阳光的夹角最大程度地吸收和利用太阳能，并且通过压力阀及时安全地补充热媒，促进太阳能向热能迅速持续的转化，热能可进一步转化为电能，蒸汽的热量和电能持续地供应和循环，大大提高了太阳能的利用率和涡轮机的工作效率。

（2）本发明的感光调节单元，通过分布在聚焦单元上的感光元件感测太阳光束的照射强度和方法，供夹角检测模块分析计算出聚焦单元的中心位置与太阳光束的夹角，并进一步驱动转动模块的转动，跟踪太阳光束达到直角状态，智能化、高效化地吸收太阳能，大大提高了太阳能的利用率。

（3）本发明的太阳能接收器中的热媒吸收太阳能后，将热能转移给流体，流体吸收热能后转化为蒸汽状态，蒸汽冷凝后变回流体，流体的循环能够为干燥设备、杀菌设备、食物加工设备提供持续的能量；蒸汽能源绿色高效，提高了设备的工作效率。

（4）本发明的电能转换器能够将热媒的热能转化为电能，电能可以进一步储存或用于为涡轮机等设备供电，节约了供电成本。

（5）本发明的流体选择性较多，可以根据用途的不同选择具有不同冷凝和气化温度、比热容的流体，提高了该系统的操作灵活度。

附图说明

图1为本发明实施例1的一种太阳能热系统的模块示意图；

图2为本发明实施例2的一种太阳能热系统的模块示意图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加明白，下面结合实施例和附图，对本发明的实施例做进一步详细的说明。在此，本发明的示意性实施例以及说明用于解释本发明，但不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本实施例的太阳能热系统，包括：太阳能接收器10、聚焦单元20、热交换器30、热媒补充单元40、感光调节单元50、电能转换器60。

其中，太阳能接收器10用于吸收来自于太阳的热量并加热容纳于其中的热媒。聚焦单元20用于在太阳能辐射进入太阳能接收器10之前聚集太阳能辐射。热交换器30用于让太阳能接收器中容纳的热媒在其中流动以转移热能来加热系统中产生蒸汽的循环流体。产生蒸汽的循环流体为热媒接收的太阳能热量转移来的热量，将流体加热产生蒸汽。热媒补充单元40通过压力阀与太阳能接收器10连接，用于补充缺乏的热媒。流体加热产生的蒸汽热能可用于高温干燥、加热杀菌、向蒸汽系统提供蒸汽、金属材料的加工、食物的蒸制加工。

感光调节单元50包括：多个感光单元51，用于全方位感测太阳光束；夹角检测模块52，用于根据感光单元的感测结果判断太阳光束与聚焦单元中心位置的夹角，并将夹角数值转化为电信号传输至转动模块；转动模块53，用于接收夹角数值的电信号并转动所述聚焦单元，使聚焦单元的中心位置与太阳光的光束保持垂直角度。

电能转换器60，与太阳能接收器10电连接，用于将热媒中的热能转化为电能。

本实施例的太阳能热系统，通过调节与太阳光的夹角最大程度地吸收和利用太阳能，并且通过压力阀及时安全地补充热媒，促进太阳能向热能迅速持续的转化，热能可进一步转化为电能，蒸汽的热量和电能持续地供应和循环，大大提高了太阳能的利用率和涡轮机的工作效率。

实施例2

如图2所示，本实施例的太阳能热系统，包括：太阳能接收器10、聚焦单元20、热交换器30、热媒补充单元40、感光调节单元50、电能转换器60、供电模块70、充放电控制单元80、信息采集单元90。

其中，太阳能接收器10用于吸收来自于太阳的热量并加热容纳于其中的热媒。具体地，太阳能接收器10为单晶硅太阳能板，需要在严格的大气质量、光照强度、温度条件下测试检验合格后才能使用。热媒为传递热量的媒介物质，可以采用常用的热水和蒸汽、空气。流体加热产生的蒸汽热能可用于高温干燥、加热杀菌、向蒸汽系统提供蒸汽、金属材料的加工、食物的蒸制加工。热媒吸收太阳能后，将热能转移给流体，流体吸收热能后转化为蒸汽状态，蒸汽冷凝后变回流体，流体的循环能够为干燥设备、杀菌设备、食物加工设备提供持续的能量；蒸汽能源绿色高效，提高了设备的工作效率。

聚焦单元20用于在太阳能辐射进入太阳能接收器10之前聚集太阳能辐射，最大限度地收集太阳能。热交换器30用于让太阳能接收器10中容纳的热媒在其中流动以转移热能来加热系统中产生蒸汽的循环流体。产生蒸汽的循环流体为热媒接收的太阳能热量转移来的热量，将流体加热产生蒸汽。循环流体选自水、有机流体、油状物、空气、熔融盐、二氧化碳中的一种或多种的组合。可以根据用途的不同选择具有不同冷凝和气化温度、比热容的流体，提高了热系统的操作灵活度。

热媒补充单元40通过压力阀与太阳能接收器10连接，用于补充缺乏的热媒，压力阀上设置有压力表，可以通过压力表上显示的压力数值变化，判断热媒的缺乏或泄露等情况，便于及时补充热媒或维修检查。

感光调节单元50包括：多个感光单元51，用于全方位感测太阳光束；夹角检测模块52，用于根据感光单元的感测结果判断太阳光束与聚焦单元中心位置的夹角，并将夹角数值转化为电信号传输至转动模块；转动模块53，用于接收夹角数值的电信号并转动所述聚焦单元，使聚焦单元的中心位置与太阳光的光束保持垂直角度。转动模块53包括：第一转动模块531，用于驱动聚焦单元顺时针方向上的转动；第二转动模块532，用于驱动聚焦单元逆时针方向上的转动。通过分布在聚焦单元20上的感光元件感测太阳光束的照射强度和方法，供夹角检测模块分析计算出聚焦单元的中心位置与太阳光束的夹角，并进一步驱动转动模块的转动，跟踪太阳光束达到直角状态，智能化、高效化地吸收太阳能，大大提高了太阳能的利用率。

电能转换器60，与太阳能接收器10电连接，用于将热媒中的热能转化为电能。充放电控制单元80，用于根据供电模块的状态对充放电过程进行充电管理。信息采集单元90，用于检测供电模块70的电压、电流、功率。

本实施例的太阳能热系统，通过调节与太阳光的夹角最大程度地吸收和利用太阳能，并且通过压力阀及时安全地补充热媒，促进太阳能向热能迅速持续的转化，热能可进一步转化为电能，热媒的热能转化为电能，电能可以进一步储存或用于为涡轮机等设备供电，节约了供电成本。蒸汽的热量和电能持续地供应和循环，大大提高了太阳能的利用率和涡轮机的工作效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。