CN102606428A - 聚光蓄能式太阳能热力及气流混合发电系统 - Google Patents

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Abstract

一种聚光蓄能式太阳能热力及气流混合发电系统，包括聚光集热装置、蓄热导气管路和发电装置，蓄热导气管路包括用于形成螺旋式的上升气流的集风蓄热体、连接于集风蓄热体的上端的风筒、连接于集风蓄热体的下端的多根主管道、多个节点球、通过节点球与主管道连接的多根支管道以及通过节点球与主管道或支管道连接的多根末管道，聚光集热装置对应于末管道的管口设置于该末管道的旁侧，聚光集热装置太阳灶和太阳灶定位装置构成，发电装置的涡轮式气流发电机设置于风筒内，发电装置的汽轮发电机组的热交换管的部分管路穿设于集风蓄热体内。本发明集合了热力发电和气流发电两种发电模式，其能量聚集能力强，热能利用效率高，具有较高的发电效率。

Description

聚光蓄能式太阳能热力及气流混合发电系统
技术领域
本发明涉及一种太阳能发电系统，具体涉及一种聚光蓄能式太阳能热力及气流混合发电系统。
背景技术
中国发明专利(专利号为201120187993.X)公开了是一种“塑料大棚太阳能热气流发电装置”。该装置包括圆筒形的发电机、塑料大棚、巨大的风筒以及设置于风筒内的涡轮、涡轮轴和轴承座，风筒安装在塑料大棚的顶部的风筒座上，风筒座安装在大棚架上，涡轮轴设置在风筒的轴心线上，涡轮轴上装有多级涡轮，与涡轮轴连接的轴承座安装在风筒内，涡轮轴与发电机连接，风筒座的风洞口处设有风量调节板，以便调整不同气温条件下的出风量和风速，以及在雨天或低温不能发电时关闭风洞口，保持大棚温度。
然而，上述装置具有发电效率低、成本高昂和无法蓄能的缺点。现有技术中亟需一种能够高效利用太阳能及持久稳定的利用太阳能气流发电的装置。
发明内容
本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种具有较高的发电效率的聚光蓄能式太阳能热力及气流混合发电系统，该系统能够为实现高效利用太阳能及实现持久稳定的太阳能气流发电提供良好的技术基础。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种聚光蓄能式太阳能热力及气流混合发电系统，包括聚光集热装置、蓄热导气管路和发电装置，所述蓄热导气管路包括用于形成螺旋式的上升气流的集风蓄热体、连接于集风蓄热体的上端的风筒、连接于集风蓄热体的下端的多根主管道、多个节点球、通过节点球与主管道连接的多根支管道以及通过节点球与主管道或支管道连接的多根末管道，所述聚光集热装置对应于末管道的管口设置于该末管道的旁侧，所述聚光集热装置由太阳灶和用于使太阳灶反射的光线始终聚集于末管道的管口的太阳灶定位装置构成，所述发电装置由涡轮式气流发电机和汽轮发电机组构成，所述涡轮式气流发电机设置于所述风筒内，所述汽轮发电机组的热交换管的部分管路穿设于所述集风蓄热体内。
所述集风蓄热体由保温层、位于保温层内部的蓄热层、位于蓄热层内的气腔以及与气腔连通的多个进气口和一个出气口构成，这些进气口均匀分布于气腔的周围，每一个进气口均连接一根所述主管道，所述出气口位于所述气腔的上方，所述出气口与所述风筒连通。
所述主管道、所述支管道、所述末管道均由吸光层、位于吸光层外侧的蓄热层和位于蓄热层外侧的保温层构成，所述吸光层内设置有内孔。
所述节点球由保温层、位于保温层内部的蓄热层、位于蓄热层内部的气腔以及与气腔连通的进气口和出气口构成。
本发明的有益效果是：在工作过程中，本发明能够聚集太阳光，并把太阳能转化成热能存储在系统的蓄热层，并在蓄热导气管路内形成温度极高的螺旋式上升气流推动涡轮式气流发电机发电，同时通过与蓄热导气管路热交换使水变成水蒸气推动汽轮发电机组发电。本发明是集合了热力发电和气流发电两种发电模式的混合模式发电系统，其能量聚集能力强，热能利用效率高，具有较高的发电效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的透视结构示意图；
图3是集风蓄热体的剖面结构示意图；
图4是主管道的剖面结构示意图。
在图中：1-风筒；11-发电机支撑体；2-集风蓄热体；21-集风蓄热体的蓄热层、22-集风蓄热体的气腔；23-集风蓄热体的进气口；24-集风蓄热体的出气口；3-节点球；4-主管道；41-支管道；42-末管道；43-主管道的内孔；44-主管道的蓄热层；45-主管道的保温层；5-热交换管；6-汽轮发电机组；7-水泵；8-太阳灶；9-涡轮式气流发电机；10-太阳光。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作详细描述。
如图1、图2所示，一种聚光蓄能式太阳能热力及气流混合发电系统，包括聚光集热装置、蓄热导气管路和发电装置，蓄热导气管路包括用于形成螺旋式的上升气流的集风蓄热体2、连接于集风蓄热体2的上端的风筒1、连接于集风蓄热体2的下端的多根主管道4、多个节点球3、通过节点球3与主管道4连接的多根支管道41以及通过节点球3与主管道4或支管道41连接的多根末管道42，聚光集热装置对应于末管道42的管口设置于该末管道42的旁侧，聚光集热装置由太阳灶8和用于使太阳灶8反射的光线始终聚集于末管道42的管口的太阳灶8定位装置构成，发电装置由涡轮式气流发电机9和汽轮发电机组6构成，涡轮式气流发电机9设置于风筒1内，汽轮发电机组6的热交换管5的部分管路穿设于集风蓄热体2内。
其中，涡轮式气流发电机9通过发电机支撑11安装于风筒1内。汽轮发电机组6的热交换管5上设置有水泵7。
如图3所示，集风蓄热体2由保温层、位于保温层内部的蓄热层21、位于蓄热层21内的气腔22以及与气腔22连通的多个进气口23和一个出气口24构成，这些进气口23均匀分布于气腔22的周围，每一个进气口23均连接一根主管道4，出气口24位于气腔22的上方，出气口24与风筒1连通。每一根主管道4均与集风蓄热体2的中心轴形成一定的角度，经过主管道4进入集风蓄热体2的气流在上述结构的作用下形成螺旋式的上升气流，当螺旋式的上升气流进入风筒1时，就会形成一股高速上升的螺旋气压，推动涡轮式气流发电机9的涡轮叶片转动来发电。图2中没有表示出集风蓄热体2的保温层。
如图4所示，主管道4由吸光层、位于吸光层外侧的蓄热层44和位于蓄热层44外侧的保温层45构成，吸光层内设置有内孔43。支管道41、末管道42与主管道4的剖面结构相同。工作时，热能被蓄热层44保存起来，并以管道内的气体作为引导，使热能从温度高的位置传导到温度低的地方，使得整个通道内的热能被均匀分布存储。主管道4、支管道41、末管道42具有吸光、蓄热、保温导气的功能。图3中没有表示出主管道4的吸光层。
在本发明中，节点球3由保温层、位于保温层内部的蓄热层、位于蓄热层内部的气腔以及与气腔连通的进气口和出气口构成。节点球3的主要功能是聚集分管道、末管道42内的气体，并将聚集的气体引导到主管道4内，达到聚气和蓄能的目的。
如图2所示，在本发明工作的过程中，太阳灶8把太阳光10聚焦于末管道42的管口，光线在蓄热导气管路内形成多次反射，使光能转化成热能，并在以热能的形式存储于蓄热层内，同时，气流在管道内流动的过程中，被蓄热导气管路的内壁加热成温度极高的热气流，而气流在上升的过程中，把热能均匀的传递给整个蓄热导气管路的蓄热层，从而形成一个庞大的高温蓄热群，为汽轮发电机组6能得到稳定的能源供应提供了基础。风筒1是竖直向上的，其内部装有涡轮式气流发电机9，其主要功能在于造就发电系统需要的相应高气压，并最终实现从热能到电能的转换。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (4)

1.一种聚光蓄能式太阳能热力及气流混合发电系统，其特征在于：所述聚光蓄能式太阳能热力及气流混合发电系统包括聚光集热装置、蓄热导气管路和发电装置，所述蓄热导气管路包括用于形成螺旋式的上升气流的集风蓄热体、连接于集风蓄热体的上端的风筒、连接于集风蓄热体的下端的多根主管道、多个节点球、通过节点球与主管道连接的多根支管道以及通过节点球与主管道或支管道连接的多根末管道，所述聚光集热装置对应于末管道的管口设置于该末管道的旁侧，所述聚光集热装置由太阳灶和用于使太阳灶反射的光线始终聚集于末管道的管口的太阳灶定位装置构成，所述发电装置由涡轮式气流发电机和汽轮发电机组构成，所述涡轮式气流发电机设置于所述风筒内，所述汽轮发电机组的热交换管的部分管路穿设于所述集风蓄热体内。
2.根据权利要求1所述的聚光蓄能式太阳能热力及气流混合发电系统，其特征在于：所述集风蓄热体由保温层、位于保温层内部的蓄热层、位于蓄热层内的气腔以及与气腔连通的多个进气口和一个出气口构成，这些进气口均匀分布于气腔的周围，每一个进气口均连接一根所述主管道，所述出气口位于所述气腔的上方，所述出气口与所述风筒连通。
3.根据权利要求2所述的聚光蓄能式太阳能热力及气流混合发电系统，其特征在于：所述主管道、所述支管道、所述末管道均由吸光层、位于吸光层外侧的蓄热层和位于蓄热层外侧的保温层构成，所述吸光层内设置有内孔。
4.根据权利要求2所述的聚光蓄能式太阳能热力及气流混合发电系统，其特征在于：所述节点球由保温层、位于保温层内部的蓄热层、位于蓄热层内部的气腔以及与气腔连通的进气口和出气口构成。
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