CN104583686A - 聚光太阳能发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明包括:集热装置,其在追踪太阳的同时在组装的至少一个聚光器中对太阳光进行聚光,通过与聚光器隔开预定间隔设置的集热器的加热使供给到集热器的加热介质被加热以产生高温的过热蒸汽;储热装置,利用在所述集热装置中产生的过热蒸汽对底部加热型的储热罐进行加热而储存热;热交换装置,利用储存在所述储热装置中的热进行热交换以产生能够使蒸汽涡轮机工作而驱动发电机的高温、高压的饱和蒸汽;和加热介质水罐,向所述集热装置和所述储热装置供给低温的加热介质,并且储存经所述热交换装置流入的加热介质。因而,本发明能够使热损失最小化,聚光效率高,在底部加热型的储热罐中储存热,从而即使在夜间或者雨天时也能够使用潜热,利用对储热罐的潜热进行热交换而产生的饱和蒸汽来使蒸汽涡轮机工作以提供持续发电,并且能够用于空气调节、取暖、食物烹调等。

Description

聚光太阳能发电系统
技术领域
本发明涉及一种利用聚集的太阳热来发电的系统,更具体地涉及一种对由太阳发射的光能进行聚集以产生高温和高压的过热蒸汽、累积热和然后利用通过热交换产生的饱和蒸汽进行发电的聚光太阳热发电系统。
背景技术
随着文明的发展,化石燃料的使用急剧增加,这导致了严重的环境污染问题和全球变暖,该问题已成为国际社会的热门话题,但是由于发达国家、发展中国家和欠发达国家之间的与本国利益相关的不同意见而正走向一个不期望的方向。与其相应地,做出了对开发新的可再生能源的各种尝试,以积极地应对全球变暖和环境问题。
新的可再生能源是指通过转换传统的化石燃料进行利用或对包括阳光、水、地热、生物有机体等可再生能源而进行利用的能量。其特性是面向可持续能源供给系统的未来能源。由于油价不稳定和气候变化协议的限制等,新的可再生能源的重要性变大。可再生能源包括太阳热、太阳光、生物质能、风力、小水电、地热、海洋能和废弃物能源等,而新能源包括燃料电池、液化煤炭、气化煤炭和氢能。
问题是,从新的可再生能源、特别是太阳光发电的成本未达到等于利用化石燃料的传统火力发电的成本的电网平价。
但是,随着技术的发展进步,从新的可再生能源中的太阳热发电的太阳热发电在发电成本上持续降低,而在发电效率正在逐渐提高。
作为关于太阳热发电系统的相对于本发明的现有技术,韩国注册专利公报第10-0666056号公开了如下技术,该技术包括反光板10和多个集热器20,所述反光板10包括以过固定架14的媒介而以固定的高度设置在反射板立柱16上的多个反光镜12,以持续反射太阳的光源,所述集热器20包括蒸汽产生罐30,所述蒸汽产生罐30位于聚光透镜24的后部,使得被每个反光镜12进行一次反射的太阳光的核点通过前方的聚光透镜24进行二次反射,从而作为发电所需的热源而均等地浓缩集热,对通过的水进行加热而生成蒸汽。该现有技术具有如下缺点:由于设置有包括多个反光镜的反光板,并且在与所述反光板相距预定距离处设置有集热器,所以需要用于聚光的大面积的空间,并且造成设置所需的费用增加,并且由于所述反光板和集热器固定在预定的距离处,因此产生了热损失,聚光效率降低。
此外,作为另一个现有技术,韩国注册专利公报第10-0931400号公开了一种太阳能集热器100,其包括:布置在支承台101顶端以使集热部向上下左右工作的驱动部110;通过所述驱动部110的操作而工作的、捕获太阳光而对加热部进行加热的集热部120;以及布置在集热部120的顶端的、通过热交换对在内部循环的水进行加热的加热部140。由于是盘状的多个集热部以朝向加热部的方式设置而对水进行加热的结构,所以该现有技术具有如下缺点,即聚光效率降低,导致热损失,并且致使通过所收集的热对水进行加热的效率也降低。
此外,作为另一现有技术,韩国公开专利公报第10-2010-0100276号公开了如下技术,即在多个反射体反射的太阳热被收集在设置于塔的上侧的集热器中而对加热介质进行加热,利用通过该被加热的加热介质在蒸汽产生器中产生的蒸汽来驱动发电设备而进行发电,在该结构中,所述塔安装在桥梁的中心处,而反射体设置在延伸设置在支承所述桥梁的桥墩的支承体反射部上。该现有技术具有如下缺点:需要大面积域的空间以设置安装有集热器的塔和多个反射体,设置所需的费用增加,并且由于反射体和集热器固定在预定的距离处,因此产生了热损失,聚光效率降低。
此外,作为另一现有技术,韩国公开专利公报第10-2012-0084169号公开了如下技术,该技术包括:以使太阳热聚集到一点上而产生高热的方式设置的正方形的菲涅耳透镜;通过由所述菲涅耳透镜产生的高热的传导而对流体进行加热而产生蒸汽的蒸汽产生器;利用蒸汽管连接到所述蒸汽产生管以接受所产生的蒸汽而使涡轮机转动而产生转动力的蒸汽涡轮机;和连接到蒸汽涡轮机以接收蒸汽涡轮机的旋转力而进行发电的发电机。该现有技术存在如下问题,即由于蒸汽产生器设置在与正方形的菲涅耳透镜相距预定的距离处,所以不利于确保用于进行设置的空间,在没有太阳照射时不能发电,利用集光的发电效率低。
如上所述,现有技术的太阳热发电系统暴露出确保设置所需的单独空间的问题和聚光和发电效率降低等问题。
发明内容
要解决的技术问题
本发明为了解决以上问题而提出,其目的在于,在追踪太阳的同时有效地使太阳光聚集来产生太阳能,利用聚集的太阳能对集热器进行加热以产生高温的过热蒸汽,将所产生的高温过热蒸汽储存在储热罐中,通过储热罐的潜热的热交换来产生饱和蒸汽而驱动蒸汽涡轮机进行发电。
此外,本发明的另一个目的在于,提高聚光和加热的效率,即使在不能从太阳供给光能时也能够通过以底部加热的方式储存热能而进行发电。
此外,本发明的另一个目的在于,相对于设置聚光太阳热发电系统的成本而言能够高效率地生产能量,从而促进新的可再生能源的扩大普及。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的,本发明提供了一种聚光太阳热发电系统,其包括:集热装置,所述集热装置在追踪太阳的同时在组装的至少一个聚光器中对太阳光进行聚集,通过与聚光器隔开预定间隔设置的集热器的加热使供给到集热器的加热介质被加热而产生高温的过热蒸汽;储热装置,所述储热装置利用在所述集热装置中产生的过热蒸汽对底部加热型的储热罐进行加热而储存热;热交换装置,所述热交换装置利用储存在所述储热装置中的热进行热交换以产生能够使蒸汽涡轮机工作而驱动发电机的高温、高压的饱和蒸汽;和加热介质水罐,所述加热介质水罐向所述集热装置和所述储热装置供给低温的加热介质,并且储存经所述热交换装置流入的加热介质。
此外,在本发明中,所述聚光器可以包括以下中的任一个:具有一对彼此接合的半球形透明板的双凸透镜聚光器、具有彼此接合的平面透明板和半球形透明板的平面-凸透镜聚光器、和在任一个面形成有凹部和凸部以形成点聚焦的菲涅尔透镜聚光器。
此外,在本发明中,所述双凸透镜聚光器和所述平面-凸透镜聚光器各自都可以利用固定构件固定在方形框架内,含有熔融盐的盐水通过注入孔而被注入到因透明板的接合而形成的内部空间中,在顶部可设置可膨胀袋,以吸收由于注入到透明板之间的盐水的体积膨胀而造成的透明板的膨胀,并且可以贯通形成有多个通气孔以调节风压。
此外,在本发明中,所述集热装置可以包括:外壳,所述外壳以在平面上形成有多个格子的网格图案以将聚光器固定并结合在格子内;支承杆,所述支承杆以支承位于所述外壳下方的集热器的方式与外壳结合;架,所述架通过铰链结合支承所述外壳的两侧面的中心,并结合至使所述外壳转动的垂直电机;立柱,所述立柱在所述架的下方结合有旋转辊并且结合有使所述旋转辊转动的水平电机,所述立柱设置在固定到地面的底板上;和向所述集热器供给加热介质的供水管,供给从集热器排出的加热介质的蒸汽管,以及对暂时地储存从蒸汽管供给的加热介质的蒸汽锅筒进行支承的管架。
此外,在本发明中,可以在所述外壳的顶端安装有感测太阳的高度的垂直太阳光传感器,在所述立柱的前表面安装有感测太阳的方位角的水平太阳光传感器,在所述立柱上安装有电子控制面板,以接收来自垂直太阳光传感器和水平太阳光传感器的感测信号并且操作垂直电机或水平电机以使所述外壳保持与太阳垂直。
此外,在本发明中,在所述储热罐中可以内置有包括石英岩和砂的储热材料,铺设有从集热装置供给过热蒸汽的螺旋形或锯齿形过热蒸汽管,并且铺设有从加热介质水罐供给加热介质的螺旋形或锯齿形加热介质供给管。
此外,在本发明中,所述聚光太阳热发电系统还可以包括:锅炉,其燃烧作为辅助热源的木屑颗粒或废弃物成型固体燃料而产生过热蒸汽进行供给,所述锅炉可以通过管将产生的过热蒸汽供给到所述储热装置,并且可以通过管供给来自加热介质水罐的加热介质。
此外,在本发明中,所述热交换装置还可以包括净化水罐,该净化水罐用于储存从外部供给并且通过净水器净化的水以及从蒸汽涡轮机通过冷凝器冷凝的水,所述热交换装置使从所述储热装置的储热罐通过管供给的加热介质与从净化水罐通过管供给的水在储热装置的储热罐进行热交换,其中依次设置有将水预热到预定温度的预热器、从在预热器中预热的水产生饱和蒸汽的蒸汽产生器、和对蒸汽产生器的饱和蒸汽进行加热的加热器。
此外,在本发明中,所述加热介质可以是熔融盐水或者混合防冻液。
此外,在本发明中,在所述集热器中加热的过热蒸汽的温度可以是800℃到1200℃。
此外,在本发明中,所述集热器可以是圆筒形,其一体结合有:第一石墨管,呈圆筒形,设置在内部中心;第二石墨管,呈圆筒形,以预定间隔设置在所述石墨管外侧;第一陶瓷绝热材料,所述第一陶瓷绝热材料结合在所述第二石墨管的外周表面以屏蔽热;在中心形成有通孔的圆筒形的第二陶瓷绝热材料和圆盘形的第一石墨板,所述圆筒形的第二陶瓷绝热材料和圆盘形的第一石墨板相叠结合至所述第一石墨管、第二石墨管、和所述第一陶瓷绝热材料的平面;圆盘形的第二石墨板和圆筒形的第三陶瓷绝热材料,所述圆盘形的第二石墨板和圆筒形的第三陶瓷绝热材料相叠结合至所述第一石墨管、所述第二石墨管、和所述第一陶瓷绝热材料的底面;和外壳,所述外壳结合至所述第一陶瓷绝热材料至第三陶瓷绝热材料的外周表面,在所述集热器的侧面连接有所述供水管和所述蒸汽管。
此外,在本发明中,在所述第一石墨管的外周表面和所述第二石墨棒的内周表面上可以形成有凹部和凸部。
发明效果
根据本发明,能够在追踪太阳的同时以高效率的聚光器在短焦距内对太阳能进行聚集,因此,能够使热损失最小化而增加聚光效率,由于在集热器中产生高温的过热蒸汽并且将热储存在底部加热型的储热罐中,所以即使在夜间或雨天时也可以使用潜热,能利用使储热罐的潜热进行热交换而产生的饱和蒸汽来使蒸汽涡轮机工作而谋求持续发电,并且通过热交换产生的饱和蒸汽可以用于空气调节、取暖和食物烹调等各种领域。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的示意性地示出聚光太阳热发电系统的结构图。
图2到图4是示出本发明的聚光太阳热发电系统中的聚光器的多个实施例的正视图和侧视图。
图5是示出本发明的聚光太阳热发电系统中的集热装置的正视图。
图6是示出本发明的聚光太阳热发电系统中的集热装置的侧视图。
图7是示出本发明的聚光太阳热发电系统中的集热装置的平面图。
图8是示出本发明的聚光太阳热发电系统中的集热装置的架和立柱的立体图。
图9和10是示出本发明的聚光太阳热发电系统中的集热装置的集热器的立体图和剖面图。
具体实施方式
在下文中,参照附图详细地描述本发明的聚光太阳热发电系统的实施例。
在图1中,本发明可以划分为聚集太阳光并且收集热的集热装置1、储存由集热装置生成的热的储热装置2、以及通过储存在储热装置中的热的热交换产生的蒸汽来使蒸汽涡轮机工作而产生电能的热交换装置3。
集热装置1在追踪太阳的同时对太阳光进行聚光。在集热装置1中,对太阳光进行聚集的至少一个聚光器10组装在格网形状的外壳17中。集热器70位于与聚光器10相距预定距离处。换言之,优选为一个聚光器10设置一个集热器70。在集热器70中形成有流入和排出加热介质的流,利用在集热器中收集的热来对加热介质进行加热。此时,加热介质被加热为高温的过热蒸汽。
参照图2,作为聚光器的一个实施例提供了由一对半球形透明板11a和11b接合而成的双凸透镜聚光器10。双凸透镜聚光器10通过包括型钢、螺栓和螺母等的固定构件14固定在呈格网形状构成的外壳17的网格框架内。在双凸透镜聚光器10中,盐水15通过注入孔12被注入到由一对半球形透明板11a和11b的接合而形成的内部空间中。优选在注入盐水15后利用塞子等使注入孔12密闭。盐水15由预定重量的盐熔融形成。这是为了使盐水在冬天不易结冰。在双凸透镜聚光器10上部设置可膨胀袋13。可膨胀袋13接合到双凸透镜聚光器10,当在注入有盐水的透明板之间因盐水在冬天被冷却而使体积膨胀时,可随着透明板膨胀而将其吸收。此外,为了降低由于外部的风而施加到双凸透镜聚光器10的风压,优选贯通形成有多个通气孔16而使风通过。因此,双凸透镜聚光器10通过填充在形成于一对半球形透明板11a和11b之间的空间中的盐水使入射的太阳光以预定的焦距聚集并使其通过。透明板11a和11b的球面曲率可以进行各种变化以提高太阳光的聚光效率。此外,除了盐水之外,还可以在透明板11a和11b之间填充用于进行高效率的聚光的液体、固体或者气体。此外,优选将耐热性强的聚碳酸酯等材料应用到双凸透镜聚光器10的透明板。
此外,参照图3,作为另一个实施例提供了在半球形透明板51b接合平板形透明板51a而构成的平面-凸透镜聚光器50。平面-凸透镜聚光器50通过包括型钢、螺栓和螺母等的固定构件54固定在呈网格图案构成的外壳17的网格框架内。在平面-凸透镜聚光器50中,盐水55通过注入孔52注入到因一个表面为平板形透明板51a和另一个表面为半球形透明板51b的接合而形成的内部空间中。优选在注入盐水55后利用塞子使注入孔52密闭。盐水55由预定的重量的盐熔融形成。这是为了使盐水在冬天不易结冰。在平面-凸透镜聚光器50的一侧设置可膨胀袋53。可膨胀袋53接合到平面-凸透镜聚光器50,当在注入有盐水的透明板之间因盐水在冬天冷却而体积膨胀时,会随着透明板膨胀而将其吸收。此外,为了降低由于外部的风而施加到平面-凸透镜聚光器50的风压,优选贯通形成有多个通气孔56以供风通过。因此,平面-凸透镜聚光器50通过填充到形成在半球形透明板51b和平板形透明板51a之间的空间中的盐水使入射的太阳光以预定的焦距聚集并且使其通过。半球形透明板51b的球面曲率可以进行各种变化以提高太阳的聚光效率。此外,除了盐水之外,还可以在透明板51a和11b之间填充用于进行高效率的聚光的液体、固体或者气体。此外,优选将耐热性强的聚碳酸酯等材料应用到平面-凸透镜聚光器50的透明板。
此外,参照图4,作为另一个实施方案提供了在任一个表面上形成有凹部和凸部而形成点聚焦的菲涅尔透镜聚光器61。菲涅尔凸透镜聚光器61通过包括型钢、螺栓和螺母等的固定构件64固定在呈网格图案形成的外壳17的网格框架内。菲涅尔透镜聚光器61在任一个表面上呈大致锯齿形状而形成有凹部和凸部,以形成点聚焦。此外,为了减小由于外部的风而施加在菲涅尔透镜聚光器61的风压,优选在菲涅尔凸透镜聚光器61的一侧贯通形成有多个通气孔66而供风通过。根据形成在菲涅尔透镜聚光器61的凹部和凸部的宽度、高度,使入射的太阳光以预定的焦距聚光并且使其通过。因此,菲涅尔透镜聚光器61的凹部和凸部结构可以进行各种变化以提高太阳光的聚光效率。此外,优选将耐热性强的玻璃或者聚碳酸酯等材料应用到菲涅尔透镜聚光器61。
在图5中,集热装置1具备外壳17,该外壳17以在平面上形成有多个格子的网格图案以将聚光器固定并结合在格子内。在外壳17上端安装有感测太阳的高度的垂直太阳光传感器27。外壳17与通过铰链结合来支承两侧面中心并且使外壳17转动的架25结合。
在图6中,架25呈大致U形,以可转动的方式固定并且支承外壳17。在架25的侧面安装有垂直电机26,使铰链结合在架25内侧的外壳17垂直地转动。而且,结合有用于从地面固定和支承架25的立柱18。立柱18设置在固定到地面的底板19上。在立柱18上部结合有旋转辊24。而且,在立柱18上设置有水平电机29,使旋转辊24水平地转动。在立柱18的前表面安装有感测太阳的方位角的水平太阳光传感器28。
此外,在立柱18上安装有电子控制面板30,该电子控制面板30接收垂直太阳光传感器27和水平太阳光传感器28的感测信号而以使外壳17与太阳保持垂直的方式驱动垂直电机26和/或水平电机29。
在图7和图8中,多个支承杆45与外壳17结合,用于支承位于外壳17下方的集热器70。支承杆45固定各集热器70而使它们与外壳17结合为一体。在集热器70中,设置有供给加热介质的供水管21、供给从集热器70排出的加热介质的蒸汽管22、以及支承暂时储存从蒸汽管供给的加热介质的蒸汽锅筒20的管架23。
在图9、图10a和10b中,集热器70为圆筒形。集热器70在内部中心设置有第一石墨管71,在第一石墨管71外侧隔开预定间隔设置有圆筒形第二石墨管72。在第二石墨管的外周表面结合有屏蔽热的第一陶瓷绝热材料73。此外,在平面上叠置有圆筒形的第二陶瓷绝热材料77和圆盘形的第一石墨板76。第二陶瓷绝热材料77在中央形成有通孔78。而且,在底面上相叠结合有圆盘形的第二石墨板74和圆筒形的第三陶瓷绝热材料75。在第一陶瓷绝热材料73至第三陶瓷绝热材料75的外周表面一体地结合有不锈钢材料的壳体79。在第一石墨管71的外周表面和第二石墨棒管72的内周表面形成有凹部和凸部。在第一石墨管71内部和第一石墨管71与第二石墨管72之间形成有空间。在集热器70侧面连通有供给加热介质的供水管21,连通有排出过热蒸气化的加热介质的蒸汽管22。
因此,通过聚光器10进行聚集的太阳光通过形成于集热器70的通孔78聚焦在第一石墨板76而进行加热,被加热的第一石墨板76的热传递到第一石墨管71和第二石墨管72以及第二石墨板74。此时,通过集热器70的供水管21流入到第一石墨管71与第二石墨管72之间的加热介质通过被加热的第一石墨管71和第二石墨管72以及第一石墨板76和第二石墨板74而转变为过热蒸气。由集热器70加热的过热蒸汽的温度为大约800℃~1200℃。在集热器70中生成的过热蒸汽通过蒸汽管22流入到蒸汽锅筒20中,蒸汽锅筒20通过蒸汽管向储热罐35供给过热蒸汽。提供熔融盐水或混合防冻液作为加热介质。优选加热介质能够使加热温度即过热蒸汽的温度上升到预定的温度以上。
储热装置2利用在集热装置1中产生的过热蒸汽对底部加热型的储热罐35进行加热而储存热。在储热罐35中内置有储热材料以吸收过热蒸汽。储热材料包括石英岩、砂和黄土等能够储热的多种材料。在储热罐35中布置有从集热装置1供给过热蒸汽的螺旋形或之字形过热蒸汽管。而且,在储热罐35中布置有从加热介质水罐34供给加热介质的螺旋形或之字形加热介质供给管。加热介质水罐34向集热装置1和储热装置2供给低温的加热介质,并且储存经热交换装置3流入的加热介质。
此外,在夜间、雨天或者阴天,在集热装置不能对太阳光进行聚光而生成过热蒸汽的情况下,利用辅助锅炉36来供给过热蒸汽。锅炉36燃烧作为辅助热源的木屑颗粒或废弃物成型固体燃料等而生成过热蒸汽进行供给。锅炉36通过管将生成的过热蒸汽供给到储热装置2,并且通过管从加热介质水罐34接受加热介质供给。
另一方面,热交换装置3利用储存在储热装置2中的热使蒸汽涡轮机41工作,以产生能够驱动发电机40的高温、高压的饱和蒸汽。热交换装置3包括对从外部供给的水进行净化的净水器39和用于储存通过净水器39净化的水和通过冷凝器37冷凝的水的净化水罐38。
此外,热交换装置3使从储热装置2的储热罐35通过管供给的加热介质与从净化水罐38通过管供给的水进行热交换。在热交换装置3中,依次设置有将水预热至预定温度的预热器33、将在由预热器中预热的水转变为饱和蒸汽的蒸汽产生器32、和对蒸汽产生器32的饱和蒸汽进行加热的加热器31。
虽然在以上说明中结合特定的实施例对本发明进行了图示和说明,但是本领域技术人员能够很容易地理解,在不超出由所附权利要求书示出的本发明的思想和领域的限度内可以进行多种改造和变化。
产业上的可利用性
本发明的聚光太阳热发电系统能够使热损失最小化而增加聚光效率,并且将热储存在底部加热型的储热罐中,即使在夜间或雨天时也能利用潜热,能利用使储热罐的潜热进行热交换而产生的饱和蒸汽来使蒸汽涡轮机工作而谋求持续发电,并且能够用于空气调节、取暖和食物烹调等多种领域,因此,能够在产业上利用。

Claims (12)

1.一种聚光太阳热发电系统,包括:
集热装置,所述集热装置在追踪太阳的同时在组装的至少一个聚光器中对太阳光进行聚集,并且通过与所述聚光器隔开预定间隔设置的集热器的加热使供给到所述集热器的加热介质被加热以产生高温的过热蒸汽;
储热装置,所述储热装置利用在所述集热装置中产生的过热蒸汽对底部加热型的储热罐进行加热来储存热;
热交换装置,所述热交换装置利用储存在所述储热装置中的热进行热交换以产生能够使蒸汽涡轮机工作来驱动发电机的高温、高压的饱和蒸汽;和
加热介质水罐,所述加热介质水罐向所述集热装置和所述储热装置供给低温的加热介质,并且储存经所述热交换装置流入的加热介质。
2.根据权利要求1所述的聚光太阳热发电系统,其中,
所述聚光器包括以下中的任一个:具有一对彼此接合的半球形透明板的双凸透镜聚光器、具有彼此接合的平面透明板和半球形透明板的平面-凸透镜聚光器、和在任一个表面上形成凹部和凸部以形成点聚焦的菲涅尔透镜聚光器。
3.根据权利要求2所述的聚光太阳热发电系统,其中,
所述双凸透镜聚光器和所述平面-凸透镜聚光器各自利用固定构件固定在方形框架内,含有熔融盐的盐水通过注入孔被注入到由所述透明板的接合而形成的内部空间中,在顶部提供有可膨胀袋以吸收由于注入到所述透明板之间的盐水的体积膨胀而造成的所述透明板的膨胀,并且贯通地形成有多个通气孔以调节风压。
4.根据权利要求1所述的聚光太阳热发电系统,其中,
所述集热装置包括:
外壳,所述外壳在平面上形成有包括多个格子的网格图案以将所述聚光器固定并结合在所述格子内;
支承杆,所述支承杆以支承位于所述外壳下方的所述集热器的方式与所述外壳结合;
架,所述架通过铰链结合支承所述外壳的两侧面的中心,并且结合有使所述外壳转动的垂直电机;
立柱,所述立柱在所述架的下方结合有旋转辊并且结合有使所述旋转辊转动的水平电机,所述立柱设置在固定到地面的底板上;和
通过其向所述集热器供给加热介质的供水管,通过其供给从所述集热器排出的加热介质的蒸汽管,以及对暂时地储存从所述蒸汽管供给的加热介质的蒸汽锅筒进行支承的管架。
5.根据权利要求4所述的聚光太阳热发电系统,其中,
在所述外壳的顶端安装有感测太阳的高度的垂直太阳光传感器,在所述立柱的前表面上安装有感测太阳的方位角的水平太阳光传感器,在所述立柱上安装有电子控制面板,以接收来自所述垂直太阳光传感器和所述水平太阳光传感器的感测信号并且操作所述垂直电机或所述水平电机以使所述外壳保持与太阳垂直。
6.根据权利要求1所述的聚光太阳热发电系统,其中,
在所述储热罐中内置有包含石英岩和砂的储热材料,铺设有通过其从所述集热装置供给过热蒸汽的螺旋形或锯齿形过热蒸汽管,并且铺设有通过其从所述加热介质水罐供给所述加热介质的螺旋形或锯齿形加热介质供给管。
7.根据权利要求1所述的聚光太阳热发电系统,其还包括:
锅炉,所述锅炉燃烧作为辅助热源的木屑颗粒或废弃物成型固体燃料以产生并供给过热蒸汽,
其中所述锅炉通过管将所产生的过热蒸汽供给到所述储热装置,并且通过管供给来自所述加热介质水罐的所述加热介质。
8.根据权利要求1所述的聚光太阳热发电系统,其中,
所述热交换装置包括净化水罐,所述净化水罐用于储存从外部供给并且通过净水器净化的水以及从蒸汽涡轮机通过冷凝器冷凝的水,所述热交换装置使从所述储热装置的储热罐通过管供给的所述加热介质与从所述净化水罐通过管供给的水进行热交换,其中,依次设置有将水预热到预定温度的预热器、从在所述预热器中被预热的水产生饱和蒸汽的蒸汽产生器、和对所述蒸汽产生器的饱和蒸汽进行加热的加热器。
9.根据权利要求1、4、6、7和8中任一项所述的聚光太阳热发电系统,其中,
所述加热介质为熔融盐水或者混合防冻液。
10.根据权利要求1所述的聚光太阳热发电系统,其中,
在所述集热器中加热的过热蒸汽的温度为800℃到1200℃。
11.根据权利要求1所述的聚光太阳热发电系统,其中,
所述集热器为圆筒形,所述集热器一体结合有:
第一石墨管,呈圆筒形,设置在内部中心处;
第二石墨管,呈圆筒形,以预定间隔设置在所述石墨管的外侧;
第一陶瓷绝热材料,所述第一陶瓷绝热材料结合至所述第二石墨管的外周表面以屏蔽热;
在中心形成有通孔的圆筒形的第二陶瓷绝热材料和圆盘形的第一石墨板,所述圆筒形的第二陶瓷绝热材料和圆盘形的第一石墨板相叠结合至所述第一石墨管、第二石墨管、和所述第一陶瓷绝热材料的平面;
圆盘形的第二石墨板和圆筒形的第三陶瓷绝热材料,所述圆盘形的第二石墨板和圆筒形的第三陶瓷绝热材料相叠结合至所述第一石墨管、所述第二石墨管、和所述第一陶瓷绝热材料的底面;和
外壳,所述外壳结合至所述第一陶瓷绝热材料至第三陶瓷绝热材料的外周表面,以及
所述集热器的侧面连接至所述供水管和所述蒸汽管。
12.根据权利要求11所述的聚光太阳热发电系统,其中,
在所述第一石墨管的外周表面和所述第二石墨棒的内周表面上形成有凹部和凸部。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106051675A (zh) * 2016-06-07 2016-10-26 宁波高新区世代能源科技有限公司 太阳能织袜机
CN106108647A (zh) * 2016-06-07 2016-11-16 宁波高新区世代能源科技有限公司 太阳能开水饮水机
EP3133355A1 (en) * 2015-08-18 2017-02-22 The Boeing Company Solar refraction device for heating industrial materials
CN106871463A (zh) * 2017-04-18 2017-06-20 长沙紫宸科技开发有限公司 用于二氧化碳循环发电的太阳能二氧化碳蓄能器
CN107101184A (zh) * 2017-06-13 2017-08-29 蔡跃洪 蒸汽装置和蒸汽设备
WO2019001089A1 (zh) * 2017-06-29 2019-01-03 王存义 定管高效光热发电站
CN110242523A (zh) * 2019-06-17 2019-09-17 宋凤玲 一种具有能源储存功能的熔盐发电系统

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9086059B2 (en) * 2012-04-02 2015-07-21 Georgios Logothetis Method and apparatus for electricity production by means of solar thermal transformation
KR101580797B1 (ko) * 2014-09-04 2015-12-30 한국에너지기술연구원 태양열 하이브리드 흡수식 냉방 시스템
CN107575353B (zh) * 2016-07-02 2020-04-28 平庆路 一种超级太阳能日夜发电装置
KR101854111B1 (ko) 2016-09-09 2018-06-14 이주영 열팽창 유체를 이용한 태양 자동 추적 장치
KR20180068651A (ko) 2016-12-14 2018-06-22 한국기계연구원 축열탱크 및 이것을 이용한 축방열 시스템
KR20180096064A (ko) 2017-02-20 2018-08-29 한국기계연구원 축열탱크 및 이것을 이용한 축방열 시스템
KR101978421B1 (ko) 2017-04-10 2019-05-14 최현정 막걸리 지게미를 이용한 화장품용 오일의 제조방법, 화장품 제조방법 및 이를 이용하는 방법
CN108019325A (zh) * 2018-01-11 2018-05-11 深圳市爱能森科技有限公司 一种渔光互补的槽式太阳能光热发电系统
CN109179543B (zh) * 2018-10-17 2023-09-12 中国科学院工程热物理研究所 一种高效聚光太阳能海水淡化技术及系统
CN109724268B (zh) * 2019-02-27 2023-12-29 湖南湘佳沐洲能源科技有限公司 一种基于沙热传导的光热转换发电储热设备
KR102149442B1 (ko) * 2019-05-31 2020-08-31 주식회사 아이디에스엘티디 Co2 레이저를 위한 태양열 발전기
CN112104316B (zh) * 2020-09-27 2024-02-02 内蒙古民族大学 一种聚光太阳能发电及热吸收发电系统
CN116260386B (zh) * 2023-05-10 2023-07-14 威驰腾(福建)汽车有限公司 一种车载太阳能板

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060008356A (ko) * 2004-07-21 2006-01-26 강보성 투명렌즈액체를 이용한 렌즈
KR20060033164A (ko) * 2004-10-14 2006-04-19 전석영 태양열을 이용한 보일러 시스템의 운영 제어방법
KR20100009098U (ko) * 2009-03-09 2010-09-17 권기탁 전기 및 온수 생산을 위한 태양열 발전 시스템
KR100991600B1 (ko) * 2010-03-16 2010-11-04 이상천 태양광 채광장치 및 이를 이용한 수증기 발생장치
CN102062016A (zh) * 2010-12-06 2011-05-18 唐大伟 用于太阳能碟式热发电系统的高温钠热管集热器
KR20110137985A (ko) * 2010-06-18 2011-12-26 김성종 태양열을 이용한 자연대류식 웰빙 난방장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200259621Y1 (ko) * 2001-07-25 2002-02-06 박종근 태양 추적장치
KR100959369B1 (ko) * 2008-03-06 2010-05-26 김인용 태양열 스팀 발전기
KR101167927B1 (ko) * 2010-05-12 2012-07-30 우태희 태양광 집광을 이용한 친환경 발전 시스템과 이를 이용한 친환경 발전방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060008356A (ko) * 2004-07-21 2006-01-26 강보성 투명렌즈액체를 이용한 렌즈
KR20060033164A (ko) * 2004-10-14 2006-04-19 전석영 태양열을 이용한 보일러 시스템의 운영 제어방법
KR20100009098U (ko) * 2009-03-09 2010-09-17 권기탁 전기 및 온수 생산을 위한 태양열 발전 시스템
KR100991600B1 (ko) * 2010-03-16 2010-11-04 이상천 태양광 채광장치 및 이를 이용한 수증기 발생장치
KR20110137985A (ko) * 2010-06-18 2011-12-26 김성종 태양열을 이용한 자연대류식 웰빙 난방장치
KR101160412B1 (ko) * 2010-06-18 2012-06-26 김성종 태양열을 이용한 자연대류식 웰빙 난방장치
CN102062016A (zh) * 2010-12-06 2011-05-18 唐大伟 用于太阳能碟式热发电系统的高温钠热管集热器

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3133355A1 (en) * 2015-08-18 2017-02-22 The Boeing Company Solar refraction device for heating industrial materials
US10422553B2 (en) 2015-08-18 2019-09-24 The Boeing Company Solar refraction device for heating industrial materials
CN106051675A (zh) * 2016-06-07 2016-10-26 宁波高新区世代能源科技有限公司 太阳能织袜机
CN106108647A (zh) * 2016-06-07 2016-11-16 宁波高新区世代能源科技有限公司 太阳能开水饮水机
CN106871463A (zh) * 2017-04-18 2017-06-20 长沙紫宸科技开发有限公司 用于二氧化碳循环发电的太阳能二氧化碳蓄能器
CN106871463B (zh) * 2017-04-18 2022-08-19 长沙紫宸科技开发有限公司 用于二氧化碳循环发电的太阳能二氧化碳蓄能器
CN107101184A (zh) * 2017-06-13 2017-08-29 蔡跃洪 蒸汽装置和蒸汽设备
CN107101184B (zh) * 2017-06-13 2023-08-15 蔡跃洪 蒸汽装置和蒸汽设备
WO2019001089A1 (zh) * 2017-06-29 2019-01-03 王存义 定管高效光热发电站
CN110242523A (zh) * 2019-06-17 2019-09-17 宋凤玲 一种具有能源储存功能的熔盐发电系统

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