技术简介： 　　该系统的集热方式是，利用菲涅耳聚光镜将夏季阳光聚光后通过特制的空芯传能光纤将太阳光能直接导入地下蓄热单元，阳光能量被地下蓄热物质（水、土壤、岩石等）吸收，转化为热能储存于地下蓄热单元，用于冬季采暖。 　　该系统由太阳能聚光单元、空芯传能光纤、地下蓄能热库及换热系统、地源热泵、采暖终端组成。 　　技术的应用领域前景分析： 　　1.1 太阳能聚光单元由多个太阳能聚光器陈列组成 。每个太阳能聚光器由9个菲涅耳聚光镜及铝合金固定架构成。如图1所示，每个聚光镜后面有光纤接口，光纤端头固定在接口卡扣上，并使光纤端面处于聚光镜焦点上，聚光镜固定架安装在一个可进行自动跟踪的U型支架上，U型支架的一支臂上有减速电机，减速电机的输出轴与聚光固定架侧面连接，另一支臂的对应处有一个转轴，转轴的端头与聚光固定架侧面连接，U型支架的下端固定在一个纵向减速电机的输出轴上，纵向减速电机固定在一个基座上，横向和纵向减速电机与一个PLC芯片连接。安装在聚光镜固定架上方的太阳能电池板与PLC芯片连接，根据当地的经纬度，把一年内白天各时刻聚光镜正对阳光的仰角数据储存到PLC芯片内，由PLC发出信号控制电机的转动，使聚光镜系统绕横轴在45o角内、绕纵轴在180o内转动，保证日光基本垂直照在聚光镜上，太阳能电池板和蓄电池构成电机供电系统。 　　1.2 空芯传能光纤 　　AL/PMMA空芯光纤,本光纤是在高透明光学塑料PMMA管内表面上蒸镀高反射金属铝膜及电介质层而制成。光纤断面结构如图2，由于空气对光基本上没有吸收所以空芯光纤大大降低了传导损耗，20m内传能效率大于50%，同时也大大提高了光纤的弯曲性能。 　　交层空芯光纤 　　交层空芯光纤由空气纤芯与两种高低折射率不同的包层交替分布排列构成。交层空芯光纤的截面结构如图1-4所示。纤芯直径为a,折射率n0=1.0；第一层高折射率层厚度为b1，第二层折射率层厚度为b2，折射率为n2；第一层低折射率层厚度为c1，第二层低折射率层厚度为c2, 折射率为n1。理论上n2与n1的差值越大越好。 　　交层空芯光纤属光子带隙光纤，它的传光机制不象普通阶跃型光纤靠全内反射，而是靠由两种不同材料构成的周期性同心环包层中进行的布拉格反射。依据光波传输理论在太阳光波长范围（0.30~1.5μm）内，两个周期包层交层空芯光纤在20m内传能效率可达80%以上。在长距离传光情况下可根据传输损耗要求通过增加包层数和调整高折射率包层的厚度来达到低传输损耗的目的。交层空芯光纤的纤芯大小可根据聚光系统的聚光焦斑来确定。 　　阳光纤导蓄热技术特别适合建造大型地下热库。此时无需挖掘施工建造地下蓄热水池。只需将阳光能量导入地下以原有的土壤、岩石、以及含水层作为储能蓄热介质。这将形成一个巨大的地下热库，它可能象城市一样大，用热单位可按需要以地源热泵方式提取地下热能用于生活、供暖、烘干等各项用途。这将是一项巨大的太阳能利用工程，将获得巨大的节能效益、环境效益和经济效益。 　　利用传能光纤将太阳能存储于地下含水层是大规模跨季节蓄热最具潜力的技术方案。目前在荷兰、瑞典，地下含水层蓄热技术的应用以每年25%的速度增长，德国、加拿大已有大量成功实例，证明地下含水层存储20~40℃热能是可行的。当利用含水层进行跨季节蓄热时，含水层应满足：?含水层自然流速低（小于10cm/天）；?含水层顶端与地面之距离应足够大（大于15m，此值与土壤热物性有关）；?含水层本身厚度不小于10m、容量不小于20000cm3。地下含水层蓄热系统和地（水）源热泵联合供热，不但系统性能卓越而且初投资比埋管地源热泵系统还低。 　　该系统每一个聚光镜对应一条传导光纤，一个聚光器有9条传导光纤合在一起构成一根传能光束，这些光束均匀分布地插入地下蓄热土壤中。地下换热技术系统决定着地下热能库的利用效率。 　　1.3 地源热泵 　　实验证明，用地源热泵辅助太阳能跨季节蓄热系统联合供暖能达到最佳能效状态。地源热泵供热空调系统是目前世界上最先进的绿色空调系统。热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象，其工作原理与制冷机相同都是按照逆卡诺循环工作，所不同的只是工作温度。地源热泵工作时，要消耗一部分电能使压缩机运转，把土壤中贮存的太阳能加以挖掘，通过制冷剂循环系统提高温度进行利用。通常地源热泵消耗1KW的电能，用户可以得到4KW以上的热量或冷量。它不向外界排放任何废气、废水、废渣，是一种理想的“绿色技术”。从能源角度来说，它是利用浅层地热能（地面下200m以内），它来源于贮存在大地土壤中的太阳辐射热量和地心向外传导的梯度地热能，这是一种用之不尽的可再生能源。由于它占地小，无污染、高效节能、性能稳定而被国内外广泛推崇。2009年美国商业建筑中地源热泵系统已占空调总保有量的30%，其中新建筑占50%。目前美国已装了100万台以上的地源热泵系统，并以每年18%的速度增长。

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