CN104847606A - 碟式光热燃气混合发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种碟式光热燃气混合发电装置，主要由太阳跟踪探头（1）、碟片反光镜（2）、塔架（3）、加热室（4）、斯特林发电机（6）和塔臂(7)组成；其结构简单，实用性强，能效转换率高，同时充分地利用了农村丰富的沼气资源，或天然气、石油气等可燃气体配合太阳能发电，克服了传统太阳能发电受天气条件制约影响发电能力的缺点，随时都可以输出电能。可广发应用于广大农村、边远山区等电网到达困难地区的生产、生活用电，该装置可单台独立分散设置安装也可多台并联成为微型电网。

Description

碟式光热燃气混合发电装置
技术领域
本发明属于太阳能发电范畴，涉及一种光热发电，特别涉及到一种碟式光热燃气混合发电装置。
背景技术
太阳能是最重要的可再生能源，相比于其它可再生能源，太阳能取之不尽，用之不竭。目前光伏发电主要有晶体硅电池、薄膜电池，光热发电技术按照采集方式可分为槽式、菲涅尔式、碟式和塔式四种光热发电系统。由于受阳光照射强度以及昼夜、阴晴天气影响上述太阳能发电系统均不能持续稳定的输出电能；同时在我国广袤的农村作物秸秆、畜牧粪便等沼气资源丰富，同时也是未得到充分利用的可再生资源。
本发明的目的在于提供一种利用碟式反光镜聚集镜光热发电，同时配合沼气或其它可燃气体混合燃烧，在光照不足时对发电能力补充的一种碟式光热燃气混合发电装置技术。
发明内容
本发明一种碟式光热燃气混合发电装置，主要由太阳跟踪探头（1）、碟片反光镜（2）、塔架（3）、加热室（4）、斯特林发电机（6）和塔臂(7)组成；塔臂(7)横斜向安装于塔架（3）的顶端，太阳跟踪探头（1）和加热室（4）固定在塔臂（7）上端顶部，塔臂（7）的末端固定碟片反光镜（2）的中心部位，斯特林发电机（6）固定安装于塔架（3）的下端，并通过介质管道连接于加热室（4）；所述塔架（3）采用结构钢制作成型，包括塔身和塔基两部分，塔身与塔基部分采用旋转结构联接，并安装旋转电机（5）进行驱动，塔身的顶部与塔臂（7）采用旋转结构联接，并安装倾动电机（8）进行驱动；
所述太阳跟踪探头（1）为圆筒结构，由一个筒体（9）外部中间套装一圆盘状遮光板（10），前端装凸透镜（11），后端封闭，遮光板（10）后面筒体（9）外部两侧各安装一只光电开关（12），筒体内部侧壁上四周各安装一只光电开关（12），光电开关（16）VD1-VD6，分别控制继电器K1-K6，K1、K5、K6控制正向旋转接触器KM1，K2、K5、K6控制正向旋转接触器KM2，K3和K4分别控制上倾动接触器KM3和下倾动接触器KM4。
所述加热室（4）前部设有耐高温真空透镜，里面设有加热盘管，加热盘管后面为燃烧室，燃烧室室壁采用耐火保温材料制成，在燃烧室的气体混合段设有两个以上的助燃空气注入口，燃烧段设有自动点火装置，燃烧段的末端设有废气排泄阀，燃烧室的燃气管道通过控制阀门联接燃气管道。燃烧气体可以是沼气也可以是天然气和石油气。
本发明一种碟式光热燃气混合发电装置，其结构简单，实用性强，光热转换率高，同时充分地利用了农村丰富的沼气资源，或天然气、石油气等可燃气体配合太阳能发电，克服了传统太阳能发电受天气条件制约影响发电能力的缺点，随时都可以输出电能。可广范应用于广大农村、边远山区等电网到达困难地区的生产、生活用电，该装置可单台独立分散设置安装也可多台并联成为微型电网。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的描述：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的太阳跟踪探头结构示意图；
图3为本发明的太阳跟踪探头剖面示意图；
图4为本发明的太阳跟踪电气控制示意图。
图标符号说明：
1、太阳跟踪探头； 2、碟片反光镜； 3、塔架； 4、加热室； 5、旋转电机； 6、斯特林发电机； 7、塔臂； 8、倾动电机； 9、筒体； 10、遮光板；11、凸透镜； 12、光电开关； VD1-VD6、光电开关；K1-K6、继电器；KM1-KM4、接触器。
具体实施方式
根据附图，本发明一种碟式光热燃气混合发电装置，主要由太阳跟踪探头（1）、碟片反光镜（2）、塔架（3）、加热室（4）、斯特林发电机（6）和塔臂(7)组成；太阳跟踪探头（1）和加热室（4）固定在塔臂（7）上端顶部，塔臂（7）的末端固定碟片反光镜（2）的中心部位，斯特林发电机（6）固定安装于塔架（3）的下端，并通过介质管道连接于加热室（4）；所述塔架（3）采用结构钢制作成型，包括塔身和塔基两部分，塔身与塔基部分采用旋转结构联接，并安装旋转电机（5）进行驱动，塔身的顶部与塔臂（7）采用旋转结构联接，并安装倾动电机（8）进行驱动；
所述太阳跟踪探头（1）为圆筒结构，由一个筒体（9）外部中间套装一圆盘状遮光板（10），前端装凸透镜（11），后端封闭，遮光板（10）后面筒体（9）外部两侧各安装一只光电开关（12），筒体内部侧壁上四周各安装一只光电开关（12），光电开关（16）VD1-VD6，分别控制继电器K1-K6，K1、K5、K6控制正向旋转接触器KM1，K2、K5、K6控制正向旋转接触器KM2，K3和K4分别控制上倾动接触器KM3和下倾动接触器KM4。
所述加热室（4）前部设有耐高温真空透镜，里面设有加热盘管，加热盘管后面为燃烧室，燃烧室室壁采用耐火保温材料制成，在燃烧室的气体混合段设有两个以上的助燃空气注入口，燃烧段设有自动点火装置，燃烧段的末端设有废气排泄阀，燃烧室的燃气管道通过控制阀门联接燃气管道。燃烧气体可以是沼气也可以是天然气和石油气。
当阳光充足时，碟片反光镜（2）将阳光反射聚集到加热室（4）通过真空透镜加热加热盘管内的介质，加热后的介质通过介质管道推动斯特林发电机（6）进行发电；在太阳发生偏移后，太阳跟踪探头（1）前端的凸透镜（11）将聚集的光束照射到筒体（9）内部的其中一只光电开关（12）上，该开关导通；当光电开关VD1导通时，证明太阳已经偏西，光电开关VD1通过继电器K1导通正向旋转接触器KM1，旋转电机（5）正向转动，塔架（3）向西旋转，对准太阳后由于太阳跟踪探头（1）前端的凸透镜（11）的作用，光电开关VD1不再感光而截至，旋转电机（5）停止转动；反之当光电开关VD2导通时，向东旋转。同理随着太阳的升起或降落，阳光会通过太阳跟踪探头（1）前端的凸透镜（11）将光线照射在光电开关VD3或VD4上，光电开关VD3或VD4通过继电器K3或K4控制倾动接触器KM3或KM4驱动倾动电机（8）调整塔臂（7）倾角，带动碟片反光镜（2）变换仰角对准太阳。当次日太阳出现在装置背面时，阳光将同时照射在光电开关VD5和VD6上，光电开关VD5和VD6同时导通，导通反向旋转接触器KM2，旋转电机（5）反向转动，VD6遮光不能导通时由VD5继续导通驱动旋转电机（5）反向转动，至VD5和VD6全部受遮光板（10）遮挡不能导通时，将由筒体（9）内部的VD1或VD2进行控，驱动旋转电机（5）带动塔架（3）旋转调整碟片反光镜（2）角度对准太阳。当VD5导通时证明太阳在装置的东面，旋转电机（5）反向转动对准太阳；当VD6导通时证明太阳在装置的西面，旋转电机（5）正向转动使碟片反光镜（2）对准太阳。碟片反光镜（2）反射聚集的光束通过加热室（4）前部的耐高温真空透镜将加热盘管内的介质到750℃以上驱动斯特林发电机（6）进行发电，当出现阴雨天气或日落后阳光照射温度不能满足发电要求时，打开燃气控制阀门点燃燃烧室内的燃气，靠燃气燃烧加热加热盘管内的介质驱动斯特林发电机（6）进行发电，燃烧室室壁的耐火保温材料以及前端的耐高温真空透镜都起到了保温作用，避免热量散失提高了能量转换效率。

Claims (3)

1.一种碟式光热燃气混合发电装置，主要由太阳跟踪探头（1）、碟片反光镜（2）、塔架（3）、加热室（4）、斯特林发电机（6）和塔臂(7)组成；其特征在于：太阳跟踪探头（1）和加热室（4）固定在塔臂（7）上端顶部，塔臂（7）的末端固定碟片反光镜（2）的中心部位，斯特林发电机（6）固定安装于塔架（3）的下端，并通过介质管道连接于加热室（4）；塔架（3）采用结构钢制作成型，包括塔身和塔基两部分，塔身与塔基部分采用旋转结构联接，并安装旋转电机（5）进行驱动，塔身的顶部与塔臂（7）采用旋转结构联接，并安装倾动电机（8）进行驱动。
2.根据权利要求1所述一种碟式光热燃气混合发电装置，其特征在于：所述太阳跟踪探头（1）为圆筒结构，由一个筒体（9）外部中间套装一圆盘状遮光板（10），前端装凸透镜（11），后端封闭，遮光板（10）后面筒体（9）外部两侧各安装一只光电开关（12），筒体内部侧壁上四周各安装一只光电开关（12）。
3.根据权利要求1所述一种碟式光热燃气混合发电装置，其特征在于：所述加热室（4）前部设有耐高温真空透镜，里面设有加热盘管，加热盘管后面为燃烧室，燃烧室室壁采用耐火保温材料制成，在燃烧室的气体混合段设有两个以上的助燃空气注入口，燃烧段设有自动点火装置，燃烧段的末端设有废气排泄阀，燃烧室的燃气管道通过控制阀门联接燃气管道。
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