[发明专利]一种矩阵式太阳能热电、暖、冷、浴综合技术

说明书

世界现有发电主要有火电、水电、风电和核电。由于受地球石化资源将要枯竭的影响，火电均都受到限制。为此，全世界都把目光投向了可再生能源。太阳能以其蕴藏丰富，取之不尽、用之不竭、安全、干净，不会威胁人类、破坏人类生存环境独有的优势，倍受重视，成为21世纪人类最有潜力、最理想的新能源。一种矩阵式太阳能集热、电、暖、冷、浴综合技术属于节能、环保，可再生能源，零碳技术领域。 

本技术是联合国能源署第二届国际动力会议(主席商善最教授已去世，本人是仅剩的发明人)确定科研方向而进行的研究课题。目前国际太阳能技术发展状态是：塔式集光吸热太阳能发电系统，以法向调节跟踪定位反射阳光导致规模受限制(几千千瓦)而且没有储热系统，光电控制系统复杂造价高，仅限于白天发电；美国、德国、西班牙槽式太阳能热发电采用化学盐(氢氧化钡)相变技术(200摄氏度)建造热库，极易导致管道腐蚀损毁，因此热库寿命短、造价高不适合大量使用。槽式集热吸热循环管道中导热介质为乙二醇超过200度会变质、裂解、气化造成系统气阻，必需采用强制循环工况，因此效率低，不能实现大功率高强度供电。 

中国引进西班牙槽式发电技术，关键技术外国人垄断，于是改用导热油为导热介质殊不知导热油最高温350摄氏度超极限就会变质、碳化(氧化)，因此国内槽式太阳能也没有达到高温大功率供电效果。 

本发明的目的是提供一种高密度介质储热(500到700摄氏度)的热库、抛物线槽聚热太阳能矩阵集热、真空导热管快速传导高热(500-700度)、推动涡轮发动机结构(比常规高低压气缸汽轮机效率高出百分之40)的汽轮机带动发电机工作，实现大面积多矩阵多台发电机组并网发电，形成独立或联网的发电供电系统(大到几十万千瓦；几千千瓦、小到百、十千瓦)彻底改变世界能源现状，同时适用于各种场合。 

本发明的具体方案如下： 

一、集热器：采用抛物线槽k系数1200——1800，集热管所处位置在两翼连线下方处于左右平衡状态，该位置槽部光能全部照射到管上利于真空管吸收热量减少热损失。 

二、双向真空导热管采用2×10-4及I×10-5真空度后，注入化学盐鳌合碳氢化合物的介质比例为1∶1∶3，用以快速吸收热量。 

三、光电跟踪系统操纵1∶360微动减速机带动抛物线槽以真空热导管为中心回转寻光工作。 

四、采用100千瓦太阳能矩阵以300千瓦聚热器、51-84m³热库储蓄热量，当然库温达到热饱和状态(700摄氏度)除保持系统24小时发电外还能应对十天左右连续阴雨雪天气继续发电运转。 

五、太阳能热量通过真空热导管进入热库经导热神经系统快速传递到高密度储热体均匀吸收热量升温达到饱和。由于热库内没有化学物质，没有水不存在腐蚀此种热库温度最高可达到700度，每立方米储热量可达到300万大卡。寿命可使用百年以上。 

六、100千瓦抛物线槽聚热式太阳能热矩阵使用1一3吨/h水管道和1000-3000立方米/h/100公斤气化管道。十组聚热器进入水管道(水管、汽管)，同时采用自动补水系统由于不是燃煤锅炉不存在超温、干锅、爆炸，规避了锅炉的危险事故。所有高温、高压管道系统均采用化工部颁设计标准。 

七、供暖、洗浴、致冷都采用常规方式它们的热量都是由热库系统供可根据用户需要设计、设置。采用一种矩阵式太阳能集热电、暖、冷、浴综合技术，解决了太阳能不能获得高温的问题、解决了太阳能高热传递问题、太阳能储热问题以及其他工业(冶金、化工等)余热储热问题、解决了太阳能24小时连续发电问题、解决了热库达到热饱和后抵御近十天的连续阴雨、雪天气发电、供热问题。拓展了太阳能利用的空间，充分利用荒山、荒地，机场空地安装太阳能发电系统边防哨所，沙漠、无人区、海岛，甚至铁路、公路等远程遥控发电及野外施工、作业供电。 

下面结合图面给以说明： 

图1：100千瓦太阳能矩阵(标准单元)俯视图。左、右侧视图其中：A-A、B-B、C、D分别表示矩阵排布的热库(1)，四边的倾斜角度.向视图。(2)和(7)顺序排列的抛物线槽式太阳能集热器。(3)(4)(5)(6)分别在图二中表述。(8)气化管位置，(9)涡轮式汽轮机，(10)发电机。 

图2：(3)四通导热接头、(4)三通导热接头、(5)90度导热接头、(6)直通导热接头管管的局部放大、剖视图。其中1：真空导热管.。2、四通接管。3、导热调节垫。4、导热垫。5、热库。6、快导热介质。7、三通接管。8、90度接管。.9、直通接管。10保温层。