CN105019511B - 一种太阳能电站水收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种太阳能电站水收集装置，其特征在于，所述水接收装置包括集水装置和导流收集装置；所述集水装置为太阳能发电镜场的受光镜面，所述导流收集装置包括导流槽和下水管道，所述导流收集装置布置于受光镜面最低位置的下方，以接收受光镜面雨水、雪水、清洗受光镜面用水。该太阳能电站水收集装置可以降低生产成本、提高水的利用率及减少土地资源的浪费，具有广泛的应用价值。

Description

一种太阳能电站水收集装置

技术领域

本发明涉及一种太阳能电站水收集装置。

背景技术

在环境污染和能源形势日趋严峻的背景下，开发太阳能等可再生和绿色能源具有广阔的发展前景，太阳能发电技术包括太阳能光热发电技术和太阳能光伏发电技术，前者为太阳能高温热利用的关键技术之一；而后者为当今最为成熟的太阳能技术。所谓太阳能光热发电，就是利用太阳能聚光集热器把太阳到达地面的能量收集起来，将某种工质加热到数百摄氏度的高温，然后经过热交换器产生高温高压的过热蒸汽，驱动汽轮机并带动发电机发电。太阳能光热发电的清洁、环保等特点受到了高度重视，然而，光热发电站的热量来自较分散的太阳光，需要较多的镜面将光汇聚，光热发电站需要大量的水，例如镜面的清洗(在中国太阳资源较为丰富地区都位于大西北的沙漠地区，且风沙较大，镜面的清洗是一项重要的保证效率的方式)、电站正常发电的用水(集热器用水、储热取热用水、汽轮机循环用水、凝气器用水、系统水损失)、电站工作人员的生活用水等。太阳能光伏发电技术同样需要利用较多面积的平板光伏电池或聚光光伏电池所使用聚光装置，且都需要定期对光伏电池本身或聚光装置进行清洗；所以太阳能发电技术都在很大程度上对水有较大依赖；太阳能电站多位于沙漠地区，通常需要临近于水库或临近水源区域建厂，对太阳能光热电站的建设带来了很大的不便。

发明内容

本发明的实施例提供一种太阳能电站水收集装置，可以充分利用自然降水，提高水的利用率，解决光热发电用水问题。

本发明提供的一种太阳能电站水收集装置，其特征在于，所述水收集装置包括集水装置和导流收集装置；所述集水装置为太阳能发电镜场的受光镜面，所述导流收集装置包括导流槽和下水管道，所述导流收集装置布置于受光镜面最低位置的下方，以接收受光镜面上的雨水、雪水及清洗受光镜面用水。

进一步地，所述受光镜面为太阳能光热发电镜场的反射镜的受光镜面，所述太阳能光热发电镜场为太阳能槽式光热发电镜场、太阳能菲涅尔光热发电镜场或太阳能塔式光热发电镜场。

进一步地，所述受光镜面具有单一倾斜镜面、多个倾斜镜面或槽式聚光镜面。所述单一倾斜镜面的最低点的投影落在导流槽中；所述多个倾斜镜面由高到低倾斜布置，上层镜面最低点的投影落在相邻下层镜面上，且最低层镜面的最低点的投影落在导流槽中；所述槽式聚光镜面的中心对称位置边缘点的投影落在导流槽中；便于汇聚雨水、雪水或受光镜面清洗时的水。

进一步地，所述导流收集装置布置于太阳能槽式光热发电镜场的每列镜面的中心对称位置的下方。

进一步地，所述导流收集装置布置于东西轴倾斜向阳布置的所述太阳能菲涅尔光热发电镜场的向阳面的最底部的下方。

进一步地，所述导流收集装置布置于南北轴V字倾斜上升布置的所述太阳能菲涅尔光热发电镜场的V字倾斜的最底部的下方。

进一步地，所述导流收集装置布置于所述太阳能塔式发电镜场的镜场边缘的下方。

进一步地，所述受光镜面为太阳能聚光光伏电池的反射镜装置的受光镜面。

进一步地，所述导流收集装置布置于所述聚光光伏电池的反射镜装置的最低部的下方。

本发明的目的、特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

太阳能发电中约束光热发电及光伏发电能大规模发展的一个重要因素是水。其中光热发电的常规部分与传统火电相同，若不采取节水措施，耗水量大，将难以实现光热发电的大规模发展。光伏发电同样需要定期对光伏电池板或聚光光伏的镜面进行清洗，不然效率会大大下降。利用本发明的水收集装置能充分利用自然降水，特别设计了雨水收集装置和节水措施来解决太阳能发电用水的问题。

附图说明

图1-1是本发明的太阳能电站水收集装置的第一实施例的结构示意图；

图1-2是图1-1的水收集装置的部分结构的局部放大图；

图2是本发明的太阳能电站水收集装置的第二实施例的结构示意图；

图3是本发明的太阳能电站水收集装置的第三实施例的结构示意图；

图4是本发明的太阳能电站水收集装置的第四实施例的结构示意图；

图5是本发明的太阳能电站水收集装置的第五实施例的结构示意图。

具体实施方式

图1-1是本发明的太阳能电站水收集装置的第一实施例的结构示意图，具体为东西轴倾斜向阳布置的菲涅尔光热发电镜场的水收集装置的结构示意图。如图1-1所示，太阳能电站水收集装置包括集水装置和导流收集装置；其中，集水装置为太阳能发电镜场的受光镜面11，导流收集装置包括导流槽18和下水管道19，导流收集装置布置于受光镜面11最低位置的下方，以接收受光镜面上的雨水、雪水及清洗受光镜面用水。受光镜面11可以为太阳能光热发电镜场的反射镜的受光镜面，太阳能光热发电镜场为太阳能菲涅尔光热发电镜场，多个倾斜镜面由高到低倾斜布置，上层镜面最低点的投影落在相邻下层镜面上，且最低层镜面的最低点的投影落在导流槽18中，可以汇聚雨水、雪水或受光镜面清洗时的水。

太阳能菲涅尔光热发电镜场包括东西轴倾斜布置的菲涅尔反射镜聚光装置，东西轴倾斜布置的菲涅尔反射镜聚光装置包括多个东西轴布置的反射镜阵列组，例如反射镜阵列组101～反射镜阵列组103。多组反射镜阵列组统一阵列布置于与地平面呈特定倾斜角度的支撑架上，且多组反射镜阵列组可统一旋转相同角度以跟踪太阳光。该多组反射镜阵列组在特定的旋转角度情况下，反射镜阵列组自高向低(北半球上呈南低北高布置)从垂直方向看相互连接，该状态下，反射镜阵列组的镜面由高到低倾斜布置，上层镜面最低点的投影落在相邻下层镜面上，且最低层镜面的最低点的投影落在导流槽18中，以便汇聚雨水、雪水或反射镜面清洗时的水。具体地，在下雨天情况下，雨水落于镜面(如反射镜阵列组101的镜面)上，沿着镜面倾斜的方向(向南倾斜)流向位置稍低的下一层反射镜阵列组102的镜面上，以此由高到低流到导流槽18中。图1-2是图1-1的水收集装置的部分结构的局部放大图，如图1-2所示，导流槽18的水通过下水管道19流到地下的蓄水池17中。此外，反射镜阵列组的镜面清洗后的水的收集过程与雨水收集相同。进一步地，导流槽18将镜面清洗的水或电站场地的降雨水导流至蓄水池17，经过净化处理后，再循环利用。

图2是本发明的太阳能电站水收集装置的第二实施例的结构示意图，具体为南北轴V字倾斜布置的菲涅尔光热发电镜场的水收集装置的结构示意图。如图2所示，导流收集装置布置于南北轴V字倾斜上升布置的太阳能菲涅尔光热发电镜场的V字倾斜的最底部的下方；包括导流槽28和下水管道29。当雨雪天气时，第二实施例的南北轴V字倾斜布置结构统一旋转至垂直太阳光入射光的状态，该状态下，多个阵列布置的镜面由高到低倾斜布置，上层镜面最低点的投影落在相邻下层镜面上，且最低层镜面的最低点的投影落在导流槽28中，以便汇聚雨水、雪水或反射镜面清洗时的水。下水管道29将汇聚的水导流至蓄水池27内，为下一次的清洗受光镜面、生活用水等做准备。

图3是本发明的太阳能电站水收集装置的第三实施例的结构示意图，具体为太阳能槽式光热发电镜场的水收集装置的结构示意图。如图3所示，槽式光热发电镜场统一绕相同的旋转轴旋转跟踪太阳光实施光热发电，导流收集装置布置于太阳能槽式光热发电镜场的每列镜面的中心对称位置的下方；包括导流槽38和下水管道39；下水管道39将汇聚的水汇聚于蓄水池37中。当雨雪天气时，将槽式光热发电镜场统一旋转，使得每列槽式聚光镜面的中心对称位置边缘点的投影落在导流槽中。

图4是本发明的太阳能电站水收集装置的第四实施例的结构示意图，具体为太阳能塔式光热发电镜场的水收集装置的结构示意图。如图4所示，塔式光热发电镜场的定日镜，在有阳光情况下具有不同的跟踪位置；当雨雪天气时，调整各个单一倾斜镜面的位置，使得各个单一倾斜镜面的最低点的投影落在导流槽中，例如统一向阳倾斜布置，导流收集装置布置于太阳能塔式发电镜场的镜场边缘的下方，该导流收集装置包括导流槽48和下水管道49，下水管道49将汇聚的水汇聚于蓄水池47中。

图5是本发明的太阳能电站水收集装置的第五实施例的结构示意图，具体为太阳能聚光光伏电池的反射镜的水收集装置的结构示意图。如图5所示，聚光光伏电池的反射镜能旋转自身位置将太阳光会聚于聚光光伏电池50的表面。导流收集装置平行布置于反射镜的东面或西面的最低处(反射镜南北轴向布置时)的下方；或者导流收集装置平行布置于反射镜的南边或背面的最低处(反射镜东西轴向布置时)的下方，该导流收集装置包括导流槽58和下水管道59，当雨雪天气时，不需要重新调整反射镜位置状态，便可以将雨水、雪水或者清洗反射镜时的清洗水通过下水管道59将汇聚的水导流至蓄水池57中。

一个50MWe太阳能光热电站的水收集的具体例子为：光热发电的镜场面积超过100万平方米。如果一次降雨量为20毫米，按50％收集率计算，则可收集10000吨水。光热发电主要消耗水是生活用水、镜面清洁用水和灌溉用水，镜面清洁用水和生活用水日消耗量不超过50吨。灌溉用水主要根据雨水收集情况，可采用滴灌等节水灌溉技术。在采取各项节水措施后，一个50MWe的光热电站，年用水量大约在3-5万吨，雨水收集装置等节水措施可保证在年降雨量超过100mm的区域，仅仅依靠自然降水就可满足生产及生活用水需要，而即使在西部干旱和半干旱地区，年降水量也超过100mm，若再配合滴灌技术甚至可满足农业灌溉的需要。总之，该太阳能电站水收集装置，在资源利用上具有优势，可降低生产成本、土地及水资源的利用。

显而易见，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下，在此描述的本发明可以有许多变化。因此，所有对于本领域技术人员来说可以预见的改变，都应包括在本权利要求书所涵盖的范围之内。本发明所要求保护的范围仅由所述的权利要求书进行限定。

Claims (6)

1.一种太阳能电站水接收装置，其特征在于，所述水接收装置包括集水装置和导流收集装置；所述集水装置为太阳能发电镜场的受光镜面；所述受光镜面具有多个倾斜镜面；所述导流收集装置包括导流槽和下水管道；所述导流收集装置布置于受光镜面最低位置的下方；所述多个倾斜镜面由高到低倾斜布置，上层镜面最低点的投影落在相邻下层镜面上，且最低层镜面的最低点的投影落在导流槽中；所述导流收集装置接收受光镜面雨水、雪水、清洗受光镜面的用水。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能电站水接收装置，其特征在于，所述受光镜面为太阳能光热发电镜场的反射镜；所述太阳能光热发电镜场为太阳能菲涅尔光热发电镜场。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能电站水接收装置，其特征在于，所述导流收集装置布置于东西轴倾斜向阳布置的太阳能菲涅尔光热发电镜场的向阳面的最底部的下方。

4.根据权利要求2所述的一种太阳能电站水接收装置，其特征在于，所述导流收集装置布置于南北轴V字倾斜上升布置的太阳能菲涅尔光热发电镜场的V字倾斜的最底部的下方。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能电站水接收装置，其特征在于，所述受光镜面为太阳能聚光光伏电池的反射镜装置。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能电站水接收装置，其特征在于，所述导流收集装置布置于聚光光伏电池的反射镜装置的最低部的下方。