一种新型太阳能集热装置

杨旭洁 何厚桦 胡鸿伟

摘要：设计了一种新型的太阳能集热装置，采用水透镜对光线进行聚集，利用黑体管集热器收集利用热能，装置结构简单，具有高效率，易于维护。

关键词：太阳能;聚光集热;水透镜;黑体管;节能减排

太阳能作为一种清洁可再生能源受到广泛关注，太阳能热利用技术也迅速发展。一滴水就能引起一场深林大火，受到这个启发，我们设计一种柱状水透镜完成折射式线聚光。进入人工黑体的光线将无法逃出，我们也希望集热器能做到这一点，由此设计出一种黑体集热管来吸收聚集的光线。为了突破现行槽式聚光集热技术的局限，设计了一种新型太阳能聚光集热装置。

该装置由聚光部分和集热部分组成。在聚光部分，利用透镜聚光原理，设计了一种以玻璃为壳体，在玻璃中注水的新型透镜。与传统抛物形反射面相比，水透镜价格便宜、易于制造，通过换水可达到完全翻新的效果，从根本上解决了抛物形反射面易老化的問题。

集热部分则利用人工黑体原理设计了一种高效的黑体集热管。太阳光经过透镜汇聚后经集热管上的细缝射入黑体管内，被反复反射吸收，光能转化为热能来加热工质。和传统真空集热管相比，黑体管辐射损失小，效率高，工艺简单，寿命长。

相比于目前的槽式热发电技术，该装置结构简单、成本低，在运输、安装和后期维护上都有优势。我们创新性地提出了高效低成本的水透镜方案，并设计了新型黑体集热管。……