CN100429397C - 簇式储热太阳能光热发电装置 - Google Patents

簇式储热太阳能光热发电装置 Download PDF

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Abstract

本发明为簇式储热太阳能光热发电装置,为太阳能收集、储存、发电装置,解决已有同类装置体积大,使用寿命短,制造和维护困难、储热量小,太阳能利用效率低的问题。若干并联的热工质传输管(2)与热工质汇集管(4)连接,每根热工质传输管(2)与热工质动力装置(1)连接并配有太阳能集热器(3),热工质汇集管(4)经热输出管(5)与热能动力转换装置(7)连接,热能动力转换装置(7)通过传动轴(8)与发电机(9)连接,热工质汇集管(4)通过热储存传输管(11)与热储存器(12)连接,热储存器(12)的储热介质为固态,太阳能集热器(3)为镜面反射聚焦集热器或菲涅尔透镜集热器或真空管集热器或平板闷晒式集热器。

Description

簇式储热太阳能光热发电装置
技术领域:
本发明与太阳能收集、储存和利用太阳能发电的装置有关。
背景技术:
已有的太阳能光热发电和能量储存系统如中国专利申请公开号CN1350627A所述,有一段柔性太阳能收集器沿支持面展开。太阳能收集器由密布平行管的基层面板和复盖基层面板和平行管的覆盖材料构成,平行管中被太阳能加热的水流经集热管后被输送给发电系统。上述系统从大面积户外区域收集太阳能,白天利用太阳能发电并将能量储存在地下供夜间发电。该系统结构庞大,制造、安装和维护不便。由于复盖层为塑料膜,需复杂的支撑杆件,强度有限,难以在旷野中经受风雨的侵袭。塑料膜易吸附灰尘影响阳光的透过。由阳光直接加热平行管中的水,加热效率低。热量储存在水中,水的热容量有限,并需庞大的储存库容量。
发明的内容:
本发明的目的是提供一种簇式储热太阳能光热发电装置,它的使用寿命长,制造成本低,太阳能的利用效率高,储热器储热容量大,体积小,占地平积小。
本发明是这样实现的:
本发明簇式储热太阳能发电装置,由若干并联的热工质传输管2与热工质汇集管4连接,每根热工质传输管2与热工质动力装置1连接并配有太阳能集热器3,热工质汇集管4经热输出管5与热能动力转换装置7连接,热能动力转换装置7通过传动轴8与发电机9连接,热工质汇集管4通过热储存传输管11与热储存器12连接,热储存器12的储热介质为固态,太阳能集热器3为镜面反射聚焦集热器或菲涅尔透镜集热器或真空管集热器或平板闷晒式集热器。
热工质为气体,热工质动力装置1为装于热工质传输管2端部的风扇,太阳能集热器3为镜面反射聚焦集热器或菲涅尔透镜集热器,其聚焦点位于热工质传输管2的金属管体上。
热能动力转换装置7为蒸汽发生器和蒸汽轮机组成的装置或外燃机。
太阳能集热器3为与热工质传输管2固连的抛物面集热器,热工质动力装置1为与抛物面同轴线的风扇,风扇固定在热工质传输管2的端部,其出风口与热工质传输管2相通。
热储存器12为筒形,其轴心为陶瓷球层,陶瓷球层外为绝热层,陶瓷球层一端与热储存传输管11相通,另一端与气泵相连通。
若干根并联的热工质汇集管4在中部与一根热输出管5相通,每根热工质汇集管4的两端各与一个热储存器12相连,热输出管5上有调节器6。
转盘14的轴心与塔筒15连接,塔筒15的传热管13露出端与热工质汇集管4连通,在塔筒15内的传热管13一路通过热输出管5、调节器6与热能动力装置7连接,热能动力装置通过传动轴8与发电机9连接,传热管13另一路通过调节器10和热储存传输管11与热储存器12连接,热工质动力装置1位于转盘14上。
本发明的结构为刚性结构,由标准的零部件组装而成。制造、安装、维护方便,成本低廉、占地面积小,使用寿命长。工质加热效率高,太阳能的利用效率高,储热器体积小,热容量大。本发明的零部件便于大批量生产,根据需要组装成各种不同功率的发电装置。
附图说明:
图1为本发明的结构图。
图2为本发明的结构图之二。
图3为本发明的结构图之三。
具体实施方式:
实施例1:
本发明的工作过程:热工质动力装置1使热工质在热工质传输管2中流动,太阳能集热器3将热工质加热。加热后的热工质在热工质汇集管4中汇集,一部分由热输出管5经热动力调节器6传输到热能动力转换装置7,该装置将热能转换为机械能,通过传动轴8驱动发电机9,从而实现用太阳能发电。
在热工质汇集管中的一部分加热工质经热储存调节器10和热储存传输管11,传输至热储存器12中换热。
在夜晚或阳光不足时,热储存器12中的热能经过热储存传输管11、调节器10、热传输汇集管4、热输出管5、调节器6传输至热能动力转换装置7,然后驱动发电机9发电。
热储存器12中的热能也可以直接取出供热,也可驱动制冷机组供冷。
热工质动力装置1可以是气体工质动力装置,也可以是流体工质动力装置,热工质可以是空气、高温油,或者是多相固流复合工质。
太阳能集热器3可以是镜面反射聚焦集热器(塔式多镜聚焦、槽式线聚集、抛物面点聚焦),菲涅尔透镜集热器,真空吸热管集热器,平板闷晒式集热器。
热能动力转换装置7可以是由蒸汽发生器和蒸汽轮机组成的装置,也可以是氟利昂、氨气、氦气为做功工质的动力装置,还可以是外燃机,或者是其它用热膨胀原理做功的装置。
实施例2:
热工质动力装置1、热工质传输管2、太阳能集热器3安装在转盘14上,转盘14安装于塔基15上,在塔基内安装热输出管5、热动力调节器6、热能动力转换装置7、传动轴8、发电机9、储存调节器10、热储存传输管11和热储存器12。由转盘14上收集的热能经过传热管13,将热能传输至塔基内的上述部件。
本发明实施例以空气为传热工质,热工质动力装置1为风扇,使空气在热传输管2中流动,太阳能集热器3将空气加热。加热后的空气在热工质汇集管4中汇集,一部分由热输出管5经热动力调节器6传输到热能动力转换装置7,在该装置中,热空气通过蒸汽发生器将水转换为水蒸汽,水蒸汽通过蒸汽轮机将热能转换为机械能,通过传动轴8驱动发电机9,从而实现用太阳能发电。
在热工质汇集管中的另一端热空气经热储存调节器10和热储存传输管11,传输到热储存器12中,加热储存器中的陶瓷球,以高温陶瓷的形式储存热能。
在夜晚或阳光不足时,气泵将常温空气吹入热储存器12中,经过陶瓷球加热的空气经件11、10、4、5、6传输至热能动力转换装置7,然后驱动发电机9发电。
热储存器12中的热能也可以直接用空气取出供热,或者驱动制冷机组供冷。

Claims (5)

1、簇式储热太阳能光热发电装置,若干并联的热工质传输管(2)与热工质汇集管(4)连接,每根热工质传输管(2)与热工质动力装置(1)连接并配有太阳能集热器(3),热工质汇集管(4)经热输出管(5)与热能动力转换装置(7)连接,热能动力转换装置(7)通过传动轴(8)与发电机(9)连接,热工质汇集管(4)通过热储存传输管(11)与热储存器(12)连接,其特征在于热储存器(12)的储热介质为固态,太阳能集热器(3)为镜面反射聚焦集热器或菲涅尔透镜集热器或真空管集热器或平板闷晒式集热器,转盘(14)的轴心与塔筒(15)连接,塔筒(15)的传热管(13)露出端与热工质汇集管(4)连通,在塔筒(15)内的传热管(13)一路通过热输出管(5)、调节器(6)与热能动力装置(7)连接,传热管(13)另一路通过调节器(10)和热储存传输管(11)与热储存器(12)连接,热工质动力装置(1)位于转盘(14)上。
2、根据权利要求1所述的装置,其特征在于所说的热工质为气体,热工质动力装置(1)为装于热工质传输管(2)端部的风扇,太阳能集热器(3)为镜面反射聚焦集热器或菲涅尔透镜集热器,其聚焦点位于热工质传输管(2)的金属管体上。
3、根据权利要求1所述的装置,其特征在于热能动力转换装置(7)为蒸汽发生器和蒸汽轮机组成的装置或外燃机。
4、根据权利要求2所述的装置,其特征在于太阳能集热器(3)为与热工质传输管(2)固连的抛物面集热器,热工质动力装置(1)为与抛物面同轴线的风扇,风扇固定在热工质传输管(2)的端部,其出风口与热工质传输管(2)相通。
5、根据权利要求1所述的装置,其特征在于热储存器(12)为筒形,其轴心为陶瓷球层,陶瓷球层外为绝热层,陶瓷球层一端与热储存传输管(11)相通,另一端与气泵相连通。
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