一种太阳光线的分频流体及其制备方法、利用系统及方法与流程

本发明属于太阳能储能，具体涉及一种太阳光线的分频流体及其制备方法、利用系统及方法。

背景技术：

1、太阳光是一种多波长的混合光，长波段的太阳光线产热能力强，短波段的太阳光线能量较大，可用于激发光伏组件产生光生伏打效应，如果太阳光全波长直接辐照到光伏组件时，热辐射波段不仅不能激发光伏组件产生光生伏打效应，而且还会提升光伏组件的工作温度，而光伏组件的发电效率与工作温度成反比。因此，若对太阳光线进行分频，将能产生光生伏打效应的太阳光光敏响应波段和产热的太阳光热辐射波段进行分离，光敏响应波段光线发电，热辐射波段光线集热，将能大幅度提升太阳能的综合利用效率。

2、目前关于太阳光线的分频技术主要有镀膜法、光栅棱镜法以及纳米流体法，镀膜法生产工艺复杂、生产成本特别高，光栅棱镜法只适用于小量太阳光线的分频，纳米流体法使用温度通常小于100℃、且长时间使用时易发生沉积分层。因此亟需一种成本相对较低、可以在高温(如大于100℃)下稳定且能适用于大量太阳光线分频的技术。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种太阳光线的分频流体及其制备方法、利用系统及方法，本发明太阳光线水系分光谱介质成本相对较低、且高温性质稳定，并能适用于大量太阳光线分频。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种太阳光线的分频流体，以质量百分数计，其组分包括：0.3wt.％-3.7wt.％硝酸铜、20wt.％-32wt.％硝酸钙、24wt.％硝酸钠、40wt.％-49wt.％硝酸钾、0.5wt.％-1.2wt.％分散剂及0.8wt.％-3.5wt.％稳定剂。

4、优选的，所述分散剂采用聚乙烯醇。

5、优选的，所述稳定剂采用季铵盐。

6、优选的，所述太阳光线的分频流体的熔点为68.4-85.3℃、热分解温度为350.1-398.2℃。

7、优选的，所述太阳光线的分频流体的使用温度为80-360℃。

8、本发明如上所述的太阳光线的分频流体的制备方法，包括如下过程：

9、将所述太阳光线的分频流体的原料碾磨均匀，得到混合料；

10、将所述混合料进行第一次煅烧，使各原料组分之间融合形成共晶物，得到煅烧混合物，将所述煅烧混合物冷却；

11、将冷却后的煅烧混合物进行第二次煅烧，得到所述太阳光线的分频流体。

12、优选的，第一次煅烧时的温度为100-150℃，煅烧时间为6-18小时。

13、优选的，第二次煅烧时的温度为100-200℃，煅烧时间为6-18小时。

14、本发明还提供了一种利用本发明如上所述的太阳光线的分频流体的系统，包括光敏波段的太阳光线接收器、分频流体反应器、热利用系统和分频流体储罐，分频流体反应器设有透明区域，分频流体反应器的透明区域设有供本发明如上所述的太阳光线的分频流体流通的通道，光敏波段的太阳光线接收器设置于分频流体反应器的透明区域的透射光一侧，分频流体储罐中设有本发明如上所述的太阳光线的分频流体，分频流体储罐上设有流体入口和流体出口，分频流体储罐的流体出口通过低温分频流体输出管道与分频流体反应器上供太阳光线的分频流体流通的通道的入口连接，分频流体反应器上供太阳光线的分频流体流通的通道的出口通过高温分频流体供热管道与热利用系统的入口连接，热利用系统的出口通过低温分频流体回收管道与分频流体储罐的流体入口连接。

15、本发明还提供了一种利用本发明如上所述的太阳光线的分频流体的方法，该方法通过本发明如上所述的利用太阳光线的分频流体的系统进行，该方法包括如下过程：

16、低温的太阳光线的分频流体从分频流体储罐中输送至分频反应器中，分频反应器中的太阳光线的分频流体吸收太阳光线中的热辐射波段光线能量变成高温分频流体，分频反应器中的高温分频流体通过高温分频流体供热管道输送至热利用系统、为热利用系统进行供热，高温分频流体变成低温分频流体，低温分频流体经低温分频流体回收管道送回分频流体储罐中。

17、本发明具有如下有益效果：

18、本发明太阳光线的分频流体性质稳定，其68.4-85.3℃、热分解温度为350.1-398.2℃于80-360℃下使用时，该分频流体非常稳定，且熔融潜热大。该太阳光线的分频流体成本低，价格约为7000元/吨，价格远低于纳米分频流体。本发明太阳光线的分频流体在使用时，可通过在分频反应器中装入该分频流体，聚光太阳能辐照至分频反应器上，分频反应器内的分频流体选择性吸收特定波长的太阳光线，并透射其余光线，从而实现太阳光线的大量分频。可以看出，本发明太阳光线水系分光谱介质成本相对较低、且高温性质稳定，并能适用于大量太阳光线分频。

19、本发明太阳光线的分频流体在制备时，将各原料组分按照比例混合，碾磨均匀，并进行两侧煅烧即制得稳定的分频流体，可以看出，本发明太阳光线的分频流体生产工艺流程简单、所需设备也相对简单。

技术特征：

1.一种太阳光线的分频流体，其特征在于，以质量百分数计，其组分包括：0.3wt.％-3.7wt.％硝酸铜、20wt.％-32wt.％硝酸钙、24wt.％硝酸钠、40wt.％-49wt.％硝酸钾、0.5wt.％-1.2wt.％分散剂及0.8wt.％-3.5wt.％稳定剂。

2.根据权利要求1所述的一种太阳光线的分频流体，其特征在于，所述分散剂采用聚乙烯醇。

3.根据权利要求1所述的一种太阳光线的分频流体，其特征在于，所述稳定剂采用季铵盐。

4.根据权利要求1所述的一种太阳光线的分频流体，其特征在于，所述太阳光线的分频流体的熔点为68.4-85.3℃、热分解温度为350.1-398.2℃。

5.根据权利要求1所述的一种太阳光线的分频流体，其特征在于，所述太阳光线的分频流体的使用温度为80-360℃。

6.权利要求1-5任意一项所述的一种太阳光线的分频流体的制备方法，其特征在于，包括如下过程：

7.根据权利要求6所述的一种太阳光线的分频流体的制备方法，其特征在于，第一次煅烧时的温度为100-150℃，煅烧时间为6-18小时。

8.根据权利要求6所述的一种太阳光线的分频流体的制备方法，其特征在于，第二次煅烧时的温度为100-200℃，煅烧时间为6-18小时。

9.一种利用权利要求1-5任意一项所述的太阳光线的分频流体的系统，其特征在于，包括光敏波段的太阳光线接收器(1)、分频流体反应器(2)、热利用系统(4)和分频流体储罐(6)，分频流体反应器(2)设有透明区域，分频流体反应器(2)的透明区域设有供权利要求1-5任意一项所述的太阳光线的分频流体流通的通道，光敏波段的太阳光线接收器(1)设置于分频流体反应器(2)的透明区域的透射光一侧，分频流体储罐(6)中设有权利要求1-5任意一项所述的太阳光线的分频流体，分频流体储罐(6)上设有流体入口和流体出口，分频流体储罐(6)的流体出口通过低温分频流体输出管道(7)与分频流体反应器(2)上供太阳光线的分频流体流通的通道的入口连接，分频流体反应器(2)上供太阳光线的分频流体流通的通道的出口通过高温分频流体供热管道(3)与热利用系统(4)的入口连接，热利用系统(4)的出口通过低温分频流体回收管道(5)与分频流体储罐(6)的流体入口连接。

10.一种利用权利要求1-5任意一项所述的太阳光线的分频流体的方法，其特征在于，该方法通过权利要求9所述的利用太阳光线的分频流体的系统进行，该方法包括如下过程：

技术总结
本发明属于太阳能储能技术领域，公开了一种太阳光线的分频流体及其制备方法、利用系统及方法，以质量百分数计，该分频流体的组分包括：0.3wt.％‑3.7wt.％硝酸铜、20wt.％‑32wt.％硝酸钙、24wt.％硝酸钠、40wt.％‑49wt.％硝酸钾、0.5wt.％‑1.2wt.％分散剂及0.8wt.％‑3.5wt.％稳定剂。本发明太阳光线水系分光谱介质成本相对较低、且高温性质稳定，并能适用于大量太阳光线分频。

技术研发人员：付康丽,韩伟,姚明宇,杨晓,宋晓辉,张顺奇,寇攀高,冯鹏辉,张可臻,白锐槐,左芳菲,杨路,陆续
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/6