CN119934700A - 反射镜及太阳能热发电装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种反射镜及太阳能热发电装置，涉及太阳能热发电技术领域。该反射镜包括：底座，包括支架和镜架，所述支架与所述镜架连接；镜体，设于所述镜架，且包括连接的反射层和转换层，所述反射层堆叠于所述转换层上，所述反射层用于反射光线，所述转换层用于将光能转换为热能，并将所述热能传递至所述反射层。可提高除霜效率。

Description

反射镜及太阳能热发电装置

技术领域

本公开涉及太阳能热发电技术领域，具体而言，涉及一种反射镜及太阳能热发电装置。

背景技术

太阳能热发电技术作为一种清洁可再生能源利用技术，因其可储能、可实现连续稳定发电和调峰发电,受到了国内广泛的关注及应用。

太阳能热发电装置中的反射镜可以将太阳能聚集到吸热器上，反射镜的可利用率对电站的年发电量有至关重要的影响。然而，现有反射镜的镜面容易结霜，影响发电效率。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开提供一种反射镜，便于提高除霜效率，进而提高发电效率。

根据本公开的一个方面，提供一种反射镜，包括：

底座，包括支架和镜架，所述支架与所述镜架连接；

镜体，设于所述镜架，且包括连接的反射层和转换层，所述反射层堆叠于所述转换层上，所述反射层用于反射光线，所述转换层用于将光能转换为热能，并将所述热能传递至所述反射层。

在本公开的一种实施方式中，所述反射层包括依次堆叠于所述转换层上的保护层、金属层、透光层；

其中，所述保护层用于保护所述金属层；

所述金属层用于反射光线；

所述透光层用于透过光线。

在本公开的一种实施方式中，所述保护层包括依次堆叠于所述转换层上的第一保护层、第二保护层、第三保护层，所述第一保护层、第二保护层、第三保护层的厚度均不小于30μm。

在本公开的一种实施方式中，所述金属层包括依次堆叠于所述保护层上的第一金属层、第二金属层；所述第二金属层的反射率大于所述第一金属层的反射率。

在本公开的一种实施方式中，所述第一金属层的材料为铜，所述第一金属层的单位面积的质量不小于300mg/m²。

在本公开的一种实施方式中，所述第二金属层的材料为银，所述第二金属层的单位面积的质量不小于1200mg/m²。

在本公开的一种实施方式中，所述转换层的材料为黑镍，所述转换层的厚度不小于30μm。

在本公开的一种实施方式中，所述转换层所吸收光线的波长为400nm～2500nm，所述转换层对光线的吸收率不小于85％。

在本公开的一种实施方式中，所述转换层远离所述反射层的一侧设有防护层。

根据本公开的另一个方面，还提供一种太阳能热发电装置，包括上述任一实施方式所述的反射镜。

本公开的反射镜及太阳能热发电装置，通过在反射层的一侧设置转换层，在反射镜的除霜过程中，转换层可以将吸收太阳能，并将吸收的太阳能转换成热能，之后传递至反射层，反射层上的霜会被转换层传递的热能快速消除，有利于提高反射层的除霜效率，加快反射层的除霜速度，便于反射镜快速投入发电的使用场景中，提高了反射镜的可利用率，进而提高了发电效率。同时，由于反射镜利用了太阳能除霜，相比于电热丝制热除霜的方式，具有节能环保的效果。此外，转换层可以为反射层提供保护作用，使得反射层在-40℃～80℃的环境下能够稳定工作，降低了反射层被环境侵蚀的可能性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为在本公开的一种实施方式中，镜体的结构示意图。

图2为在本公开的一种实施方式中，镜体的膜层示意图。

附图标记说明：

1、反射层；11、保护层；111、第一保护层；112、第二保护层；113、第三保护层；12、金属层；121、第一金属层；122、第二金属层；13、透光层；2、转换层；3、防护层。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

在严寒地区的太阳能热发电站中，存在反射镜表面结霜的情况，因此需要大量的时间对反射镜进行除霜，从而反射镜的可利用率低下，影响发电效率。

本公开实施方式提供了一种反射镜，用于进行太阳能热发电。该反射镜包括底座和镜体。其中，底座包括支架和镜架，支架与镜架连接。镜体设于镜架，参见图1和图2，镜体包括连接的反射层1和转换层2，反射层1堆叠于转换层2上，反射层1用于反射光线，转换层2用于将光能转换为热能，并将热能传递至反射层1。

在本公开的实施方式中，通过在反射层1的一侧设置转换层2，在反射镜的除霜过程中，转换层2可以将吸收太阳能，并将吸收的太阳能转换成热能，之后传递至反射层1，反射层1上的霜会被转换层2传递的热能快速消除，有利于提高反射层1的除霜效率，加快反射层1的除霜速度，便于反射镜快速投入发电的使用场景中，提高了反射镜的可利用率，进而提高了发电效率。同时，由于反射镜利用了太阳能除霜，相比于电热丝制热除霜的方式，具有节能环保的效果。此外，转换层2可以为反射层1提供保护作用，使得反射层1在-40℃～80℃的环境下能够稳定工作，降低了反射层1被环境侵蚀的可能性。

在本公开的一种实施方式中，支架可以包括一根立柱，立柱可以与镜架通过连接件转动连接，以能够调节反射镜的角度，便于转换层2正对太阳，有利于反射层1的快速除霜；也便于反射层1正对太阳，有利于反射镜投入正常发电的使用场景中。在本公开的另一些实施方式中，支架可以包括多根立柱，举例而言，立柱的数量可以为两根、三根、四根等，以为反射镜提供更稳定的支撑。

在本公开的一种实施方式中，镜架的形状可以为三角形、矩形、圆形或者其他形状，在此不做限定。镜架可以与镜体通过卡接、螺栓连接、粘接等方式进行连接。

在本公开的一种实施方式中，镜体可以平面镜，也可以为曲面镜，在此不做限定，但凡实现反光即可。

在本公开的一种实施方式中，参见图1和图2，反射层1包括依次堆叠于转换层2上的保护层11、金属层12、透光层13。其中，保护层11用于保护金属层12，提高镜体的耐磨性。金属层12用于反射光线。透光层13用于透过光线。

在本公开的一种实施方式中，参见图2，保护层11包括依次堆叠于转换层2上的第一保护层111、第二保护层112、第三保护层113。第一保护层111、第二保护层112、第三保护层113的厚度均不小于30μm。在本公开的实施方式中，第一保护层111、第二保护层112和第三保护层113可以为反光漆层或防腐漆层，以便于保护金属层12和提高反射层1的反射率，提高反射镜的稳定性。举例而言，第一保护层111的厚度可以为30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm或者60μm。第二保护层112的厚度可以为30μm、34μm、38μm、42μm、46μm或者50μm。第三保护层113的厚度可以为30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm或者75μm。如此，使得整个保护层11的厚度不小于90μm，防止保护层11太薄而削弱对金属层12的保护作用，提高了反射镜的稳定性。

在本公开的一种实施方式中，第一保护层111、第二保护层112、第三保护层113的厚度均为30μm～50μm。举例而言，第一保护层111的厚度可以为30μm、35μm、40μm、45μm、50μm。第二保护层112的厚度可以为30μm、34μm、38μm、42μm、46μm或者50μm。第三保护层113的厚度可以为30μm、35μm、40μm、45μm、50μm。如此，使得整个保护层11的厚度在90μm～150μm之间。一方面防止了保护层11太薄而削弱对金属层12的保护作用，提高了反射镜的稳定性；另一方面也防止了保护层11太厚而增加反射镜的重量和成本。

在本公开的一种实施方式中，参见图2，金属层12包括依次堆叠于第三保护层113上的第一金属层121、第二金属层122。第二金属层122的反射率大于第一金属层121的反射率。如此，一方面太阳能可以被第一金属层121和第二金属层122进行反射，以便于反射镜的反光；另一方面，第一金属层121和第二金属层122具有较好的导热率，以便于转换层2产生的热能快速传导至透光层13，有利于透光层13的快速除霜。此外，第一金属层121可以保护第二金属层122被氧化和腐蚀，提高第二金属层122的使用寿命。

在本公开的一种实施方式中，透光层13的材料可以为超白玻璃，以实现透光的同时，还可以保护金属层12免受环境侵蚀，提高反射镜的稳定性。

在本公开的一种实施方式中，透光层13的材料可以为二氧化硅纳米颗粒、氟硅烷复合材料等，因其具有疏水性，能够减少透光层13上附着的水珠，以便于反射镜的正常工作。

在本公开的一种实施方式中，第二金属层122的材料为银，第二金属层122的单位面积的质量不小于1200mg/m²。具体地，第二金属层122的单位面积的质量为1200mg/m²～1300mg/m²。举例而言，第二金属层122的单位面积的质量可以为1200mg/m²、1210mg/m²、1220mg/m²、1230mg/m²、1240mg/m²、1250mg/m²、1260mg/m²、1270mg/m²、1280mg/m²、1290mg/m²或者1300mg/m²。如此，可以使得第二金属层122具有合适的厚度，既防止第二金属层122过薄而影响反射镜的反射效果，又可以防止第二金属层122过厚而增加反射镜的重量，能够降低反射镜的成本。在本公开的另一些实施方式中，第二金属层122的材料可以是铝。

在本公开的一种实施方式中，第一金属层121的材料为铜，第一金属层121的单位面积的质量不小于300mg/m²。具体地，第一金属层121的单位面积的质量为300mg/m²～380mg/m²。举例而言，第一金属层121的单位面积的质量可以为300mg/m²、310mg/m²、320mg/m²、330mg/m²、340mg/m²、350mg/m²、360mg/m²、370mg/m²或者380mg/m²。如此，可以使得第一金属层121具有合适的厚度，既防止第一金属层121过薄而影响反射镜的反射效果，又可以防止第一金属层121过厚而增加反射镜的重量，能够降低反射镜的成本。在本公开的另一些实施方式中，第一金属层121的材料可以是铝。

在本公开的一种实施方式中，第一金属层121的材料可以是铝，第二金属层122的材料可以是铜。

在本公开的一种实施方式中，转换层2的材料可以为黑镍(镍锌硫化合物或镍磷化合物)，转换层2的厚度不小于30μm。具体地，转换层2的厚度可以为30μm～40μm。举例而言，转换层2的厚度可以为30μm、31.5μm、33μm、34.5μm、36μm、37.5μm、39μm或者40μm。如此，一方面可以防止转换层2过薄而影响光热转换的效率，另一方面可以避免转换层2过厚而增加反射镜的重量，有利于降低反射镜的成本。在本公开的另一些实施方式中，转换层2的材料可以为石墨烯、氧化石墨烯(GO)、还原氧化石墨烯(rGO)、碳纳米管、石墨和炭黑等材料。

在本公开的一种实施方式中，转换层2所能吸收光的波长为400nm～2500nm。换言之，转换层2能够吸收太阳能中的可见光、近红外光和中红外光，且转换层2对光线的吸收率不小于85％。举例而言，转换层2对光线的吸收率可以为85％、87％、89％、91％、93％、95％、97％或者98％。如此，转换层2对太阳能具有较高的吸收率，可以充分利用太阳辐射波段对反射镜除霜，由于太阳辐射波段的发射率低，减少了热能的散失与损耗，进一步提高除霜效率。

在本公开的一种实施方式中，参见图1、图2，转换层2远离反射层1的一侧设有防护层3。防护层3的材料可以为超白玻璃、二氧化硅、氧化铝等透明材料，即可以保护转换层2免受水氧侵蚀，提高反射镜的使用寿命，又具有良好的透光性，便于转换层2吸收太阳能。

在本公开的一种实施方式中，转换层2的导热率可以不小于1.2W/(m·K)。具体地，转换层2的导热率可以为1.2W/(m·K)～1.5W/(m·K)。举例而言，转换层2的导热率可以为1.2W/(m·K)、1.25W/(m·K)、1.3W/(m·K)、1.35W/(m·K)、1.4W/(m·K)、1.45W/(m·K)或者1.5W/(m·K)。如此，使得转换层2有更好的导热性能，便于转换层2产生的热量快速传递至反射层1，以提高反射层1的除霜效率。

本公开实施方式还提供一种反射镜的使用方法，包括如下步骤：

步骤S1，根据透光层13的落霜情况确定是否需要除霜；若需要除霜，则采用如下的步骤S2和S3；若不需要除霜直接进入追日准备状态，则直接跳转至步骤S4；

步骤S2，调整反射镜的角度，使得转换层2正对太阳；

步骤S3，调整镜面的法线与太阳能的夹角不大于15°，开始除霜；

步骤S4，在透光层13除霜完毕后或不需要除霜时，调整反射镜的角度，使得透光层13进入追日准备状态，随时投入聚光使用。

需要说明的是，所述追日准备状态为反射镜应用于太阳能发电中的聚光状态。

使用本公开提供的反射镜，在反射镜的除霜过程中，相比于传统的除霜方式，可节省30分钟～60分钟的除霜时间，提高了反射镜的可利用率。

本公开实施方式还提供一种太阳能热发电装置。包括发电装置本体和上述任一实施方式所述的反射镜。反射镜的具体结构和有益效果可参考上文的显示装置的实施方式，在此不再详述。

在本公开的一种实施方式中，发电装置本体可以为塔式发电装置本体、槽式发电装置本体、线性菲涅尔式发电装置本体。在一种示例中，发电装置为塔式发电装置本体，反射镜的数量有多个，多个反射镜围绕塔式发电装置本体设置，以将太阳能反射至塔式发电装置本体的吸热器上。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种反射镜，其特征在于，包括：

底座，包括支架和镜架，所述支架与所述镜架连接；

镜体，设于所述镜架，且包括连接的反射层和转换层，所述反射层堆叠于所述转换层上，所述反射层用于反射光线，所述转换层用于将光能转换为热能，并将所述热能传递至所述反射层。

2.根据权利要求1所述的反射镜，其特征在于，所述反射层包括依次堆叠于所述转换层上的保护层、金属层、透光层；

其中，所述保护层用于保护所述金属层；

所述金属层用于反射光线；

所述透光层用于透过光线。

3.根据权利要求2所述的反射镜，其特征在于，所述保护层包括依次堆叠于所述转换层上的第一保护层、第二保护层、第三保护层，所述第一保护层、第二保护层、第三保护层的厚度均不小于30μm。

4.根据权利要求2所述的反射镜，其特征在于，所述金属层包括依次堆叠于所述保护层上的第一金属层、第二金属层；所述第二金属层的反射率大于所述第一金属层的反射率。

5.根据权利要求4所述的反射镜，其特征在于，所述第一金属层的材料为铜，所述第一金属层的单位面积的质量不小于300mg/m²。

6.根据权利要求5所述的反射镜，其特征在于，所述第二金属层的材料为银，所述第二金属层的单位面积的质量不小于1200mg/m²。

7.根据权利要求1所述的反射镜，其特征在于，所述转换层的材料为黑镍，所述转换层的厚度不小于30μm。

8.根据权利要求1所述的反射镜，其特征在于，所述转换层所吸收光线的波长为400nm～2500nm，所述转换层对光线的吸收率不小于85％。

9.根据权利要求1～8任一项所述的反射镜，其特征在于，所述转换层远离所述反射层的一侧设有防护层。

10.一种太阳能热发电装置，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的反射镜。