科创中国

新能源及节能技术

本发明目的是希望采用太阳能光热转化—储能—干燥技术，替代传统的露天摊晒或电加热烘箱干燥，实现节能环保、提高农产品的干燥品质。利用自动跟踪太阳光的聚光集热装置作为热源，通过相变储热模块将太阳能储存在储热装置中，可以通过调节储热模块的数量来达到连续干燥室内农作物或中药材，提高农产品的干燥效率，并节省能源和保护环境。为可以在室内连续进行多种农产品或药材的干燥，在经过大量的资料搜集和讨论之后，团队决定采用相变储热模块化设计和多层温度可控的烘箱作为解决问题的关键手段。通过调节相变储热模块的数量，可以保持烘箱24小时工作；利用电磁阀与烘箱多层的温度传感器进行信号反馈，能够保持烘箱各层的温度稳定性，进而满足不同农产品或中药材的干燥温度的需求。该烘箱的创新点在于跟踪太阳的高效集热装置、模块化相变储热装置和多层温控式烘箱。作品的核心在于相变储热的控温式太阳能烘箱系统设计，可显著提高太阳能的利用率和农产品或中药材的干燥效率与质量。

1.太阳能聚光集热装置通过槽式聚光板聚光集热，在真空管集热器上加热蓄水箱中的水。为保证太阳能利用的最大化，我们设计了光源自动追踪系统，系统的动力由顶部的太阳能电池板提供，通过与之平行的光敏阵列识别光照强度最大的方位，将信号传输至驱动电机，控制四连杆传动机构运动，实现对槽式聚光板的控制。 2.相变储热系统由四个储热模块组成，通过控制阀门的开闭来实现模块化热量输出，以保证24小时持续控温干燥。通过熔融共混-凝固定形工艺，采用棕榈酸和含量为20 wt.%的膨胀石墨制备了复合相变材料模块，可以达到最优的储热效果，经过储放热能力和循环稳定性测试，其储放热性能较好。 3.该烘箱设计为三层，根据干燥的农作物或中药材温度，将上层温度为50℃，中间层温度为45℃，下层温度为40℃。采用电磁阀与每层的温度传感器进行信号反馈来控制三层干燥箱的循环水流量，进而达到预设温度以高效干燥农作物和中药材。相比于现有烘箱，该作品可同时干燥不同的农作物，显著提高了干燥效率。

该项目为上海某高校能源与机械工程学院的研究成果，团队主要负责人为博士，讲师，其主要研究方向是热能储存，CO2捕集及资源化利用，微流控与先进功能材料，热电材料与器件，在国内外发表了40余篇学术研究论文。

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