一种槽式太阳能聚光集热系统的制作方法

本发明属于太阳能光热利用技术领域，具体涉及一种槽式太阳能聚光集热系统。

背景技术：

目前，聚光太阳能集热发电是新能源发展的重要领域，而其中槽式聚光太阳能集热发电系统是太阳能发电中最成熟、使用最多的发电系统。槽式聚光型太阳能集热发电装置的核心系统就是太阳能聚光集热系统。槽式太阳能聚光集热系统主要包括聚光器和太阳能真空集热管。

现有槽式聚光集热系统存在一些尚待改进的问题。聚光器的形状是抛物线形状，表面是由镜面组成的反射面，其焦点聚焦在真空集热管的吸热体上，但聚光器由于存在外形误差、跟踪误差和安装误差等，造成槽式聚光器形成的焦斑并非一条理想的直线，而是具有一定宽度且光强分布不均匀的焦斑带，聚光器的精度越低焦斑带的宽度越大。目前传统的接收器吸热体为单圆管流道管，管直径是有限的，吸热体不能接受到全部反射镜的反射光，造成许多反射光被漏失。如再提高聚光器的精度，可能使结构过于复杂，成本又过于昂贵。为了大幅度降低集热系统成本，必须降低对聚光器的精度要求，而为了提高集热系统的热效率又必须增大吸热体的直径和面积。但是增大真空管吸热体的直径又会造成吸热体内传热工质增加，同时造成吸热体表面积增加导致辐射热损增加。另外现有吸热体为直通不锈钢圆管，在系统运行中受热不均匀，并由于不锈钢导热系数低，使进光一侧温度高，非进光一侧温度低，两侧温差极大，因受热不均匀造成不锈钢吸热体的弯曲。因此如何全面合理地改进吸热体的结构很有必要。

另外，现有内吸热体流道管与外玻璃罩管之间通过辐射进行传热，导致热量大量损失，对于中高温条件下，损失更为严重。通过设置遮热板能得到明显改善，如果在遮热板对应玻璃管一侧涂有太阳能选择性涂层，遮热板还能在自身温度高于吸热体使，通过热辐射加热吸热体。因此通过改进吸热体的结构，减少热量散失很有意义。

技术实现要素：

为了克服现有槽式太阳能聚光集热系统的不足，针对以上的问题，进行全面合理改进，本发明提出一种槽式太阳能聚光集热系统。

一种槽式太阳能聚光集热系统，包括聚光器和真空集热管，所述聚光器包括反射镜，所述真空集热管包括有外玻璃罩管及带有肋片的金属吸热体，吸热体的正对镜面反射镜的进光面的表面上设有太阳光谱选择性吸收涂层；吸热体的背面设置有遮热板，外玻璃罩管和吸热体及遮热板之间的空腔为真空空间，其特征在于：所述反射镜为抛物线型的镜面反射镜，所述真空集热管分为正对镜面反射镜的进光面和非进光面(背面)，吸热体的涂层面对应进光面，遮热板对应非进光面。

所述带有肋片的金属吸热体由肋片和流道管连接组成，所述肋片朝向进光一侧，肋片的外表面设有太阳光谱选择性涂层，所述肋片朝向进光一侧呈弧形，半圆形，倒梯形或平面形。

所述带有肋片的金属吸热体由肋片和流道管连接组成，带由肋片的流道管朝向进光一侧，流道管的外壁和同侧的肋片表面均设有太阳光谱选择性涂层，所述肋片朝向进光一侧呈弧形，半圆形，倒梯形或平面形。

所述带有肋片的金属吸热体由肋片和流道管连接组成，所述流道管的数量在小聚光比时可以为单流道管，也可以在大聚光比时为双流道管，也可以为多流道管。

所述遮热板设置在真空管不接收镜面反射光的一侧，遮热板为低发射率材料，遮热板朝向内和外的表面具有全波段高反射率低发射率特性。

所述遮热板设置在真空管不接收镜面反射光的一侧，遮热板朝向内的表面具有全波段高反射率低发射率特性，朝向外的表面涂有太阳光谱选择性涂层，具有高吸收率低发射率特性。

所述带有肋片的金属吸热体由肋片和流道管连接组成，肋片和流道管的连接可以是超声焊接，也可以是激光焊接，也可以是其他连接方式。

所述真空集热管的玻璃和金属封接可以是热压封接，也可以是热熔封接，所述真空集热管两端带有金属波纹管，真空管内设有定位支架，长、短效消气剂，玻璃罩管内外表面可有减反射涂层。

本发明的有益效果体现如下方面：

1.带肋片的金属吸热体可大幅度增大聚光接收器的吸热体宽度，在相同的玻璃罩管内吸热体直径可增加约一倍，可降低聚光器的精度，大幅度降低聚光器的制作成本。

2.大幅度减少吸热体管内的工质容量，比相同吸热体采光面积的真空管管内工质减少约70％，小工质容量，启动快，效率高，便于运行控制。

3.遮热板减小了中高温运行时的辐射热损，提高集热效率，辐射热损约减少35％。

4.带有肋片的吸热体结构降低了材料的强度要求，可选用铜等热性能好的材料代替不锈钢，而且减少材料用量，制作简化。同时可避免吸热体受热不均匀造成弯曲。

综上所述，本发明的一种槽式太阳能聚光集热系统既能大幅度提高聚光集热系统的热效率，又能大幅度降低聚光集热系统的制作成本，非常有利于槽式太阳能聚光集热系统在中高温太阳能领域的广泛应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为吸热体肋片朝向入光一侧的半圆形单流道管吸热体结构示意图

图3为吸热体肋片朝向入光一侧的半圆形多流道管吸热体结构示意图

图4为吸热体肋片朝向入光一侧的倒梯形单流道管吸热体结构示意图

图5为吸热体流道管朝向入光一侧的正弧形单流道管吸热体结构示意图

图6为吸热体流道管朝向入光一侧的平面形双流道管吸热体结构示意图

图7为吸热体流道管朝向入光一侧的反弧形双流道管吸热体结构示意图

上图中序号：槽式聚光器1、反射镜镜面1.1、反射镜框架1.2、真空集热管2、外玻璃罩管2.1、吸热体2.2、流道管2.2.1、肋片2.2.2、遮热板2.3。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述

实施例1：

参见图1，一种槽式太阳能聚光集热系统包括槽式聚光器1和真空集热管2。槽式聚光器包括反射镜镜面1.1和反射镜框架1.2；真空集热管2包括外玻璃罩管2.1和吸热体2.2及遮热板2.3；吸热体2.2由金属肋片2.2.2和流道管2.2.1连接组成，吸热体2.2的肋片2.2.2外面上设有太阳能选择性吸收涂层，外玻璃罩管2.1和吸热体2.2及遮热板2.3之间的空腔为真空空间；反射镜1.1为抛物线形的镜面反射镜，所述真空集热管2分为正对镜面反射镜1.1的进光面和非进光面(背面)，吸热体2.2的涂层面对应进光面，遮热板2.3对应非进光面。

肋片2.2.2朝向进光一侧，即朝向反射镜镜面1.1，相对进光一侧呈半圆形，肋片2.2.2外表面上设有太阳光谱选择性吸收涂层，流道管2.2.1的数量按较大聚光比时配置，为双圆管流道管，肋片2.2.2和流道管2.2.1都为纯铜材料，吸热板肋片2.2.2和流道管2.2.1的连接采用超声焊接。

遮热板2.3设置在真空管2不接受镜面1.1反射光的一侧，遮热板2.3为低发射率材料铝，遮热板2.3向内表面具有全波段高反射率低发射率特性，向外表面涂有太阳光谱选择性涂层，具有高吸收率低发射率特性。

真空集热管2的玻璃和金属封接采用热压封接，真空集热管2两端带有金属波纹管以吸收吸热体的受热膨胀，真空集热管2内设有定位支架，长、短效消气剂，外玻璃罩管2.1内外表面设有减反射涂层。

实施例2：

参见图2，本实施例基本同实施例1。不同的是流道管2.2.1的数量按小聚光比时配置，为单圆管流道管。

实施例3：

参见图3，本实施例基本同实施例1。不同的是流道管2.2.1的数量按大聚光比时配置，为三圆管流道管。

实施例4：

参见图4，本实施例基本同实施例1。不同的是肋片2.2.2相对进光一侧呈倒梯形，流道管2.2.1的数量按小聚光比时配置，为单圆管流道管。

实施例5：

参见图5，本实施例基本同实施例1。不同的是流道管2.2.1朝向进光一侧，流道管2.2.1的外壁和同侧的肋片2.2.2表面均设有太阳光谱选择性涂层，肋片2.2.2相对进光一侧呈半圆形，流道管2.2.1的数量按小聚光比时配置，为单圆管流道管。

实施例6：

参见图6，本实施例基本同实施例1。不同的是流道管2.2.1朝向进光一侧，流道管2.2.1的外壁和同侧的肋片2.2.2表面均设有太阳光谱选择性涂层，肋片2.2.2相对进光一侧呈平面形，流道管2.2.1的数量按较大聚光比时配置，为双圆管流道管。

实施例7：

参见图7，本实施例基本同实施例1。不同的是流道管2.2.1朝向进光一侧，流道管2.2.1的外壁和同侧的肋片2.2.2表面均设有太阳光谱选择性涂层，肋片2.2.2相对进光一侧呈反弧形，流道管2.2.1的数量按较大光比时配置，为双圆管流道管。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。