【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于新能源制備領(lǐng)域，具體涉及一種功能性復(fù)合納米流體工質(zhì)的制備方法及聚光光伏-光熱系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、人類化石能源的開采與利用不可避免地伴隨著大量溫室氣體及污染物的排放。尋求并挖掘清潔、高效的可再生能源進行替代并實現(xiàn)其高效轉(zhuǎn)化具有重大的研究意義。太陽能驅(qū)動的光伏發(fā)電過程是目前新能源開采及利用的典型代表，然而，由于室外直接太陽能本身具有波動性和不穩(wěn)定性，對于光伏的發(fā)電輸出及終端用能電器有一定的損害影響。同時，光伏發(fā)電受季節(jié)影響明顯，特別是對于四季溫差較為明顯的地區(qū)，如新疆、西藏、內(nèi)蒙古等區(qū)域，冬夏溫差可達到50-60℃，較高的溫度對于光伏自身的機械性能及光生電子的轉(zhuǎn)化效率有較為顯著的削弱作用。對于此，從太陽能光譜利用的角度來看，普通光伏的光吸收范圍主要集中在可見光及少部分近紅外光區(qū)域，而對于大部分的紫外光及紅外光區(qū)域并未吸收利用，相反地，這部分光子可在光伏利用過程中轉(zhuǎn)化為廢熱影響其輸出效率。針對此，光伏-光熱集成系統(tǒng)的研發(fā)與優(yōu)化是解決此瓶頸問題的重要途徑，其主要原理是利用氣體或流體工質(zhì)熱交換或相變儲能的形式將此反應(yīng)過程中廢熱“變廢為寶”并保障和穩(wěn)定光伏發(fā)電過程的平穩(wěn)性。盡管目前已經(jīng)有多種高效熱工質(zhì)的開發(fā)與利用，但如何開發(fā)高效、低成本、穩(wěn)定的、性能優(yōu)異的特定反應(yīng)工質(zhì)仍大大限制了其應(yīng)用規(guī)模和范圍。此外，由于不同地區(qū)所利用的太陽能自身的輻射特性及波動特征也有差異，這對于聚光光伏-光熱系統(tǒng)的可復(fù)制性及內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)控規(guī)律的總結(jié)增添了障礙。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供
2、為達到上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
3、功能性復(fù)合納米流體工質(zhì)的制備方法，包括：
4、按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為38％～42％、16％～24％和34～46％，將fe3o4、tin和sio2納米顆粒懸浮于水基液中復(fù)配而成。
5、本專利技術(shù)進一步的改進在于，fe3o4顆粒具體的制備過程是按質(zhì)量比為8:25:(11～13)，分別將fecl3、檸檬酸鈉及尿素加入到去離子水中，充分勻速至溶解均勻，得到混合溶液；隨后將濃度為0.02～0.05g/ml聚丙烯酸鈉水溶液滴定至混合溶液中；隨后轉(zhuǎn)移至水熱釜，溫度設(shè)置為180℃，恒溫水熱后，洗滌、干燥，得到fe3o4顆粒；
6、tin納米顆粒以tio2粉末作為原料，反應(yīng)的條件為氨氣流速控制為200sccm/min，溫度恒定為800℃～1000℃，反應(yīng)后得到tin納米顆粒；
7、sio2顆粒通過首先配置濃度為0.4～0.5mg/ml硅酸鈉溶液，攪拌均勻后，放置得到凝膠體，對凝膠體酸化后烘干，然后煅燒得到sio2顆粒。
8、聚光光伏-光熱系統(tǒng)，包括納米流體儲罐、對流換熱器、分頻器件、光伏發(fā)電單元和純凈水冷流路子系統(tǒng)；
9、納米流體儲罐內(nèi)儲存有所述的制備方法制備得到的功能性復(fù)合納米流體工質(zhì)，納米流體儲罐出口通過循環(huán)動力泵連通至分頻器件的分頻流體進口，分頻器件的分頻流體出口連通至對流換熱器的納米流體進口，對流換熱器的納米流體出口連通至納米流體儲罐進口，循環(huán)動力泵上設(shè)置有時間繼電器；
10、光伏發(fā)電單元包括設(shè)置在光源四周的梯形聚光燈罩，在梯形聚光燈罩的正下方設(shè)置有光分頻薄膜板，在分頻器件正下方設(shè)置有聚光光伏，在聚光光伏下方緊貼有散熱肋片，以及與聚光光伏相連的為dc-dc變換器；
11、純凈水冷流路子系統(tǒng)包括冷水儲罐、電磁流量計和熱水儲罐，冷水儲罐中的水持續(xù)流向電磁流量計，為單向不循環(huán)流動，其出口通過電磁流量計連通至對流換熱器的冷水進口，對流換熱器的熱水出口連通至熱水儲罐進口。
12、本專利技術(shù)進一步的改進在于，光源選擇氙燈、汞燈或鹵素?zé)簦庠吹墓β拭芏取⒐ぷ麟娏鳌㈦妷簠?shù)設(shè)置通過工作站進行調(diào)節(jié)。
13、本專利技術(shù)進一步的改進在于，分頻器件內(nèi)部的流道為同心圓結(jié)構(gòu)，且流道內(nèi)設(shè)置有流道擋板。
14、本專利技術(shù)進一步的改進在于，時間繼電器能夠設(shè)定循環(huán)運行時間比例，并將此控制信號傳遞給循環(huán)動力泵。
15、本專利技術(shù)進一步的改進在于，梯形聚光燈罩能夠?qū)⒐庠醇ぐl(fā)出的光線進一步匯聚并反射至光分頻薄膜板的表面，光分頻薄膜板根據(jù)實際工作要求將光源發(fā)射出的模擬光譜進行選擇性輸出。
16、本專利技術(shù)進一步的改進在于，聚光光伏輸出的電能直接連接至dc-dc變換器，dc-dc變換器根據(jù)后續(xù)端用電功率特性調(diào)控對應(yīng)輸出的電流和電壓。
17、本專利技術(shù)進一步的改進在于，冷水儲罐中水的溫度為常溫態(tài)，熱水儲罐中的溫度為60-80℃。
18、本專利技術(shù)進一步的改進在于，聚光光伏為晶硅、gaas、cigs或ingap/gaas/ingaas電池。
19、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)技術(shù)具有如下有益的技術(shù)效果：
20、1、本專利技術(shù)中功能性復(fù)合納米流體工質(zhì)采用三種fe3o4、tin、sio2納米顆粒懸浮于水基液中復(fù)配組成，其顆粒種類所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為38％～42％、16％～24％和34～46％。近紅外及紅外光區(qū)域的光吸收率達到95％以上。
21、2、本專利技術(shù)中分頻器件內(nèi)部設(shè)計的同心圓流道設(shè)計可使得流動態(tài)的功能性復(fù)合納米流體工質(zhì)在其內(nèi)部均勻分布，這有利于透過分頻器件的光子在聚光光伏表面也均勻分布。
22、3、本專利技術(shù)中梯形聚光燈罩可以將光源激發(fā)出的光線進一步匯聚并反射至光分頻薄膜板的表面。
23、4、本專利技術(shù)中聚光光伏輸出的電能直接連接至dc-dc變換器，dc-dc變換器可根據(jù)后續(xù)端用電功率特性調(diào)控對應(yīng)輸出的電流(0-20a)和電壓值(0-24v)。熱水儲罐中的溫度約為60-80℃。
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1.功能性復(fù)合納米流體工質(zhì)的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性復(fù)合納米流體工質(zhì)的制備方法，其特征在于，F(xiàn)e3O4顆粒具體的制備過程是按質(zhì)量比為8:25:(11～13)，分別將FeCl3、檸檬酸鈉及尿素加入到去離子水中，充分勻速至溶解均勻，得到混合溶液；隨后將濃度為0.02～0.05g/mL聚丙烯酸鈉水溶液滴定至混合溶液中；隨后轉(zhuǎn)移至水熱釜，溫度設(shè)置為180℃，恒溫水熱后，洗滌、干燥，得到Fe3O4顆粒；
3.聚光光伏-光熱系統(tǒng)，其特征在于，包括納米流體儲罐(1)、對流換熱器(11)、分頻器件(18)、光伏發(fā)電單元和純凈水冷流路子系統(tǒng)；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚光光伏-光熱系統(tǒng)，其特征在于，光源(4)選擇氙燈、汞燈或鹵素?zé)簦庠?4)的功率密度、工作電流、電壓參數(shù)設(shè)置通過工作站(7)進行調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚光光伏-光熱系統(tǒng)，其特征在于，分頻器件(18)內(nèi)部的流道為同心圓結(jié)構(gòu)，且流道內(nèi)設(shè)置有流道擋板(17)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚光光伏-光熱系統(tǒng)，其特征在于，時間繼電器(3)能
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚光光伏-光熱系統(tǒng)，其特征在于，梯形聚光燈罩(5)能夠?qū)⒐庠?4)激發(fā)出的光線進一步匯聚并反射至光分頻薄膜板(6)的表面，光分頻薄膜板(6)根據(jù)實際工作要求將光源(4)發(fā)射出的模擬光譜進行選擇性輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚光光伏-光熱系統(tǒng)，其特征在于，聚光光伏(8)輸出的電能直接連接至DC-DC變換器(10)，DC-DC變換器(10)根據(jù)后續(xù)端用電功率特性調(diào)控對應(yīng)輸出的電流和電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚光光伏-光熱系統(tǒng)，其特征在于，冷水儲罐(12)中水的溫度為常溫態(tài)，熱水儲罐(14)中的溫度為60-80℃。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚光光伏-光熱系統(tǒng)，其特征在于，聚光光伏(8)為晶硅、GaAs、CIGS或InGaP/GaAs/InGaAs電池。
...【技術(shù)特征摘要】
1.功能性復(fù)合納米流體工質(zhì)的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性復(fù)合納米流體工質(zhì)的制備方法，其特征在于，fe3o4顆粒具體的制備過程是按質(zhì)量比為8:25:(11～13)，分別將fecl3、檸檬酸鈉及尿素加入到去離子水中，充分勻速至溶解均勻，得到混合溶液；隨后將濃度為0.02～0.05g/ml聚丙烯酸鈉水溶液滴定至混合溶液中；隨后轉(zhuǎn)移至水熱釜，溫度設(shè)置為180℃，恒溫水熱后，洗滌、干燥，得到fe3o4顆粒；
3.聚光光伏-光熱系統(tǒng)，其特征在于，包括納米流體儲罐(1)、對流換熱器(11)、分頻器件(18)、光伏發(fā)電單元和純凈水冷流路子系統(tǒng)；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚光光伏-光熱系統(tǒng)，其特征在于，光源(4)選擇氙燈、汞燈或鹵素?zé)簦庠?4)的功率密度、工作電流、電壓參數(shù)設(shè)置通過工作站(7)進行調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚光光伏-光熱系統(tǒng)，其特征在于，分頻器件(18)內(nèi)部的流道為同心圓結(jié)構(gòu)，且流道內(nèi)設(shè)置有流道擋板(...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：藺麗華，廖子添，敬登偉，曾子龍，劉茂昌，師進文，蘇進展，
申請(專利權(quán))人：陜西華添聚能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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