CN107575353B - 一种超级太阳能日夜发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超级太阳能日夜发电装置，包括：白昼型太阳能蒸汽发电系统和黑夜型太阳能空气发电系统。白昼型太阳能蒸汽发电系统包括太阳跟踪系统、锅炉跟踪系统和动力系统。黑夜型太阳能空气发电系统包括：防沙塔，空气冲击机和太阳能储存仓。白昼型太阳能蒸汽发电系统结构简单，造价低使用寿命长，将凸透镜聚焦在锅炉表面产生高温蒸汽，进而推动汽轮机带动发电机发电。黑夜型太阳能空气发电系统利用太阳能储存仓的热胀冷缩产生的能量推动空气冲击机带动发电机发电，为夜晚或阴雨天发电，配合白昼型太阳能蒸汽发电系统发电。本发明不但能解决太阳能发电不连续发电的问题，而且投资少、可任意扩建，进而可达到源源不断产生电能。

Description

一种超级太阳能日夜发电装置

技术领域

本发明涉及利用太阳热能在白天转化成蒸汽发电且在黑夜利用空气发电的超级太阳能日夜发电装置，特别是一种超级太阳能日夜发电装置。

背景技术

太阳能发电清洁、安全、便宜。传统的太阳能发电是靠太阳能光电池板转换成电能的，成本高，功率小，难以大范围使用，而且只能在白天有太阳才能发电，在夜晚或短期阴雨天利用太阳能发电的技术未见报道。

太阳能蒸汽发电是解决清洁能源的关键项目之一，为绿色发展将发挥重要作用，它具有结构简单，造价低使用寿命长等优点。本发明装置白天能发电，夜晚或短期阴雨天也能发电，发电能力强，投资少。本装置可在戈壁滩沙滩建设，投资少，周期短，收回投资时间短，如果每度电按0.5元计算，十年便可收回投资，开发利用太阳能前景广阔。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超级太阳能日夜发电装置，不但能解决太阳能发电不连续发电的问题，而且投资少、可任意扩建，进而可达到源源不断产生电能。

本发明的目的是这样实现的：一种超级太阳能日夜发电装置，包括白昼型太阳能蒸汽发电系统，还包括黑夜型太阳能空气发电系统；白昼型太阳能蒸汽发电系统包括：太阳跟踪系统、锅炉跟踪系统和动力系统；黑夜型太阳能空气发电系统包括：防沙塔、空气冲击机和太阳能储存仓；

太阳跟踪系统主要包括凸透镜，塔桩，跟踪太阳控制箱。太阳跟踪系统可时时将聚焦点落在锅炉表面，高温使锅炉的水产生蒸汽，推动发电机发电。其结构为：液压升降器一端与凸透镜固接且另一端连接大梁，大梁的两端安装在轴承座中间，轴承座固定在塔桩顶部，主绞轮固定于长的一根大梁中部，钢丝绕于主绞轮，钢丝一端连接浮力箱且另一端连接重力箱，跟踪太阳能控制箱内设太阳跟踪计时器，太阳跟踪计时器分21点至8点为缓流量计时区，9点至20点为工作计时区，第一水泵的进水端插入水渠内且其出水端连接跟踪太阳能控制箱，第一水泵的开关推拉杆与第一水泵启动的拉绳相连，拉绳与浮力箱固定，定位推拉杆一端与软管开关定位器相连且另一端与第一开关柄相连，下水软管一端与出水流量控制开关管头连接且另一端与下水开关管头连接，软绳一端连接第一缓流量控制开关手柄且另一端连接转动器柄，上接触器和下接触器由固定器固定，水管上端连接第一缓流量控制开关且下端与第二缓流量控制开关相连，最终伸入水库，拉绳一端连接转动器柄且另一端连接下水开关手柄。锅炉跟踪系统主要包括：变速绞轮总承，直行轨道，横行轨道，时间与长度标牌。锅炉跟踪系统功能是使锅炉跟着聚焦移动，保障聚焦始终落在锅炉顶部凹陷处产生高温，使水产生蒸汽推动发电机发电，其结构为：锅炉、蒸汽储存箱、汽轮机置于发电机底盘上。发电机底盘与轮动槽钢连接，轨道车轮安装在轮动槽钢中部和两端且配装在横向移动轨道之上，横向移动轨道的轨道车轮配装在直行轨道之上，横行电动变速箱安装在轮动槽钢的一端，直行电动变速箱安装在横向移动轨道的两端，小绞轮由右小绞轮和左小绞轮构成，左小绞轮的钢丝与左绞轮缠绕，右小绞轮的钢丝与右绞轮缠绕，大绞轮由左大绞轮和右大绞轮构成，左大绞轮上的钢丝与拉力杆一端相连，右大绞轮上的钢丝与拉力杆另一端相连，时间长度标牌垂直于大梁并均等分布0m两侧，排气管道随发电机底盘的移动而移动，余汽喷射在水渠之中，水库与水渠相连。动力系统包括：锅炉、汽轮机、发电机底盘上的发电机和水库。

黑夜型太阳能空气发电系统结构为：防沙塔防止沙尘从高空进入塔内设两层过滤网，过滤网挡住沙尘进入储存仓，保护空气冲击机正常运转发电；沙粒由出沙口排出，进气口与塔体相连，温控开关一端连接连通管且另一端与进气管道相连，空气机管道与进气管道连接，空气冲击机安装在空气机管道内，顺风挡板安装在空气机管道底部，每台空气冲击机后面设一座顺风挡板，空气机连接轴头与发电机连接轴头连接，太阳能储存仓中前两座与吸气管道连接，连通管道连接每一座太阳能储存仓，第二水泵和第一开关安装在钢管上，钢管分布于每座太阳能储存仓内，喷头安装在钢管上；温控开关总承安装在太阳能储存仓顶部，胶皮活塞与温控开关筒连接，软管一端伸入温控开关筒内且另一端连接通气管，拉绳一端连接胶皮活塞且另一端连接第二开关柄，弹簧一端连接第二开关柄且另一端连接固定支架，空气开关安装于排气管之上，排气管与太阳能储存仓连接，充吸气机和第二开关安装于通气管的一端。

本发明不但能解决太阳能发电不连续发电的问题，而且投资少、可任意扩建，进而可达到源源不断产生电能。

附图说明

下面将结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明太阳能蒸汽发电俯视剖面结构示意图；

图2为本发明图1中太阳跟踪器俯视剖面示意图；

图3为本发明图1中锅炉跟踪系统俯视剖面示意图；

图4为本发明图1中太阳能锅炉运行侧视剖面示意图；

图5为本发明主视结构示意图；

图6为本发明太阳能空气发电俯视剖面示意图；

图7为本发明图6中温控开关总承剖面示意图；

图8为本发明图6中太阳能储存仓横切断面示意图；

图9为本发明图6中温控开关筒剖面示意图；

图10为本发明空气发电结构示意图。

具体实施方式

一种超级太阳能日夜发电装置，包括白昼型太阳能蒸汽发电系统，还包括黑夜型太阳能空气发电系统；白昼型太阳能蒸汽发电系统包括：太阳跟踪系统、锅炉跟踪系统和动力系统；黑夜型太阳能空气发电系统包括：防沙塔、空气冲击机和太阳能储存仓。

白昼型太阳能蒸汽发电系统可时时将聚焦点落在锅炉表面，高温使锅炉的水产生蒸汽，推动发电机发电，其结构为：如图1、图2、图3、图4、图5所示，液压升降器2一端与凸透镜1固接且另一端连接大梁5，大梁5的两端安装在轴承座4中间，轴承座4固定在塔桩8顶部，主绞轮6固定于长的一根大梁5中部，钢丝7绕于主绞轮6；如图2，钢丝7一端连接浮力箱50且另一端连接重力箱9，浮力箱50与浮力箱座架54固接，跟踪太阳能控制箱10内设太阳跟踪计时器51，太阳跟踪计时器51分21点至8点为缓流量计时区，9点至20点为工作计时区，第一水泵70的进水端插入水渠12内且其出水端连接跟踪太阳能控制箱10，第一水泵70的开关推拉杆44与第一水泵启动的拉绳46相连，拉绳46与浮力箱50固定，定位推拉杆47一端与软管开关定位器45相连且另一端与第一开关柄48相连，下水软管52一端与出水流量控制开关49管头连接且另一端与下水开关55管头连接，软绳64一端连接第一缓流量控制开关65手柄且另一端连接转动器柄63，上接触器66和下接触器59由固定器67固定，水管57上端连接第一缓流量控制开关65且下端与第二缓流量控制开关61相连，最终伸入水库11，拉绳58一端连接转动器柄63且另一端连接下水开关55手柄。锅炉跟踪系统功能是使锅炉跟着聚焦移动，保障聚焦始终落在锅炉顶部凹陷处产生高温，使水产生蒸汽推动发电机发电，其结构为：锅炉32、蒸汽储存箱31、汽轮机26置于发电机底盘16上。发电机底盘16与轮动槽钢17连接，轨道车轮29安装在轮动槽钢17中部和两端且配装在横向移动轨道18之上，横向移动轨道18的轨道车轮29配装在直行轨道34之上，横行电动变速箱37安装在轮动槽钢17的一端，直行电动变速箱30安装在横向移动轨道18的两端，小绞轮由右小绞轮73和左小绞轮构成，左小绞轮的钢丝7与左绞轮39缠绕，右小绞轮73的钢丝7与右绞轮3缠绕，大绞轮由左大绞轮和右大绞轮72构成，左大绞轮上的钢丝与拉力杆19一端相连，右大绞轮72上的钢丝与拉力杆19另一端相连，时间长度标牌38垂直于大梁5并均等分布0m两侧，排气管道13随发电机底盘16的移动而移动，余汽喷射在水渠12之中，水库11与水渠12相连，还包括变速绞轮总承20、压力表35、水泵开关指示器40、和蒸汽管33。动力系统包括：锅炉32、汽轮机26、发电机底盘16上的发电机和水库11。

黑夜型太阳能空气发电系统结构为：如图6、图7、图8、图9、图10所示，防沙塔80防止沙尘从高空进入塔内设两层过滤网79，过滤网79挡住沙尘进入储存仓，保护空气冲击机正常运转发电；沙粒由出沙口81排出，进气口82与塔体相连，温控开关84一端连接连通管83且另一端与进气管道85相连，空气机管道86与进气管道85连接，空气冲击机87安装在空气机管道86内，顺风挡板90安装在空气机管道86底部，每台空气冲击机87后面设一座顺风挡板90，空气机连接轴头88与发电机连接轴头122连接，太阳能储存仓94中前两座与吸气管道91连接，连通管道96连接每一座太阳能储存仓94，第二水泵97和第一开关98安装在钢管99上，钢管99分布于每座太阳能储存仓94内，喷头93安装在钢管99上；温控开关总承95安装在太阳能储存仓94顶部，胶皮活塞114与温控开关筒110连接，软管109一端伸入温控开关筒110内且另一端连接通气管100，拉绳106一端连接胶皮活塞114且另一端连接第二开关柄104，弹簧103一端连接第二开关柄104且另一端连接固定支架102，空气开关105安装于排气管101之上，排气管101与太阳能储存仓94连接，充吸气机107和第二开关108安装于通气管100的一端。

太阳跟踪系统的实施方式（如图2）：

调整太阳跟踪计时器51的准确时间，21点至8点为缓流时间区，9点至20点为工作时间区。启动第一水泵70工作10min左右，浮力箱50上升至21点时，由于浮力箱上升推动推拉杆44，切断水泵开关43电源。同一时间上接触器66推动第一缓流量控制开关65开启，浮力箱50慢慢由21点下降到8点，包括注水时间10min共计12小时，当下降速度与时间完全相吻合后，固定定位表62。

浮力箱50下降到9点，上接触器66压迫转动器柄63，拉绳58拉起下水开关55，同时拉动软绳64，第一缓流量控制开关65关闭，下水开关55打开。调整出水量控制开关49，使浮力箱50下降速度由9点下降到20点，工作正好12小时。下降速度与时间完全一致后，固定软管开关定位器45。

当浮力箱50下降到20点时，下接触器59压迫下水开关55手柄，下水开关55关闭，第一水泵70启动拉绳46，拉动开关推拉杆44，第一水泵70开始新一轮注水。浮力箱50上升到21点，浮力箱50由21点下降到9点时，凸透镜1镜面对准太阳。由于浮力箱50的重力大于重力箱9和大梁5的摩擦力、太阳能锅炉的拉力，在重力作用下，钢丝7卷起主绞轮6，带动大梁5，凸透镜1由东面向西面转动。20点开始注水，浮力箱50上升，由于浮力箱被水托起失去下垂力，重力箱9带动大梁5，凸透镜1由西面回到东面。

由于季节不同太阳的运行线路也不同，液压升降器2调整不同角度。塔桩8由钢材水泥建造可承受不同重量的压力，大梁5的两端安装在轴承座4中间，保障大梁轴滑动减少摩擦力。

锅炉跟踪系统的实施方式（如图3、图4）：

当早上9点时，凸透镜1对准太阳，聚焦在时间长度标牌38的50m处和锅炉32顶部或侧面。浮力箱50按照调整好的速度慢慢下降，带动大梁5，左绞轮39和右绞轮3，再带动小绞轮73和大绞轮72。左绞轮39和右绞轮3的周长分别为20m，半周10m，小绞轮73周长1m，大绞轮周长10m。早晨9点到下午20点，左绞轮39和右绞轮3由东向西转动半圈10m，带动小绞轮73转10圈，转动10m，大绞轮72同样转10圈，转动100m。以时间长度标牌38的0m为准，早晨9点锅炉由西面50m处，按时间速度沿着直行轨道34，慢慢回到东面50m处，正好是20点。当再一次向浮力箱水仓69注水10min左右后，重力箱9带动锅炉由东面50m再回到西面50m处。

直行电动变速箱30在调整好速度后，也可替代运行，当太阳出现偏差时，启动横行电动变速箱37，移动锅炉32向左或向右，与凸透镜1的聚焦点吻合。

塔桩8越高，凸透镜1聚焦到地面越远，根据凸透镜的大小，设计不同高度的塔桩。

动力系统的实施方式：

早晨9点钟凸透镜1聚焦在锅炉32表面，在高温作用下锅炉内的水逐渐升温到300°以上时，打开蒸汽开关22，强大的蒸汽进入蒸汽储存箱31，通过汽轮机冲击管道27，推动汽轮机叶片25迅速旋转，汽轮机连接轴头23与发电机连接轴头78相连，带动发电机77发电，余汽通过排汽管道13进入水渠12。蒸汽冲击汽轮机同时不断消耗水，根据水位表情况强压泵向加水口21加水。

黑夜型太阳能空气发电系统的实施方式：

黑夜型太阳能空气发电系统配合白昼型太阳能蒸汽发电系统发电，解决了太阳能发电不连续的问题，夜晚或短期阴雨天利用太阳能储存仓的热胀冷缩产生的能量推动空气冲击机87带动发电机发电。白天将太阳能储存仓内的空气排出，夜晚打开太阳能储存仓上的温控开关总承95，进入的空气带动空气冲击机87发电。冬天昼夜温差低，太阳能储存仓94内的空气不能充分排出，发电时间较短，增加太阳能储存仓94的数量可达到要求。太阳能储存仓94是黑夜型太阳能空气发电系统的关键设备，太阳照射到太阳能储存仓94顶部凹陷处，热能聚合在一起，充分加热太阳能储存仓94内的空气，水泵开关启动2min左右，喷嘴喷出的水在高温下产生蒸汽，蒸汽将太阳能储存仓94中的空气排出，关闭温控开关总承95。夜晚温度低，形成负压仓，太阳能得以储存，当温控开关总承95打开，外部空气高速冲进太阳能储存仓94内，气流带动空气冲击机87发电。太阳能储存仓94适合建在戈壁滩，最大宽度为10m，高度2.5m，长度根据需要而定。太阳能储存仓94可建多座，每座之间均以管道连通为一个整体，形成一个巨大的太阳能储存仓，根据温度的变化产生强大气流带动管道上的发电机发电；空气冲击机利用太阳能储存仓连通的管道产生的负压而推动空气冲击叶片旋转发电。空气冲击机位于防沙塔和太阳能储存仓的连接管道内，其安装间距为20-30m，可安装多台。

白天有太阳时阳光照射在太阳能储存仓94顶部凹陷处，最高温度可达100°左右。在每天中午过后，启动第二水泵97，打开第一开关98，喷嘴93喷水2min左右。水在高温下产生蒸汽，剩余的空气再次被蒸汽排挤出去；上午时，温控开关总承95打开，太阳将温控开关筒110晒热，温控开关筒110内部空气产生膨胀，胶皮活塞114凸起。弹簧103拉起第二开关柄104，空气开关105打开，太阳能储存仓94内的空气源源不断从排气管101排出。下午傍晚时天气凉，温控开关筒110内的空气收缩，落下第二开关柄104，空气开关105关闭；夜晚天气凉太阳能储存仓94白天空气被排出，夜晚形成负压，温控开关84自动打开，空气从防沙塔顶部过滤网79进入，沙粒被清除，强大的负压吸引力，空气以超音速度通过进气管道85，冲击空气机叶片89，代动空气冲击机87迅速旋转。空气机连接轴头88，与发电机连接轴头122连接，代动发电机121发电；冬天和阴雨天天气凉，胶片活塞114不易凸起，这时可启动充吸气机107，充气时开关105打开，吸气空气开关105关闭。

Claims (1)

1.一种超级太阳能日夜发电装置，包括白昼型太阳能蒸汽发电系统；其特征在于：还包括黑夜型太阳能空气发电系统；白昼型太阳能蒸汽发电系统包括太阳跟踪系统、锅炉跟踪系统和动力系统；黑夜型太阳能空气发电系统包括：防沙塔、空气冲击机和太阳能储存仓；

太阳跟踪系统结构为：液压升降器（2）一端与凸透镜（1）固接且另一端连接大梁（5），大梁（5）的两端安装在轴承座（4）中间，轴承座（4）固定在塔桩（8）顶部，主绞轮（6）固定于长的一根大梁（5）中部，钢丝（7）绕于主绞轮（6），钢丝（7）一端连接浮力箱（50）且另一端连接重力箱（9），跟踪太阳能控制箱（10）内设太阳跟踪计时器（51），第一水泵（70）的进水端插入水渠（12）内且其出水端连接跟踪太阳能控制箱（10），开关推拉杆（44）与第一水泵启动拉绳（46）相连，第一水泵启动拉绳（46）与浮力箱（50）固定，定位推拉杆（47）一端与软管开关定位器（45）相连且另一端与第一开关柄（48）相连，下水软管（52）一端与出水流量控制开关（49）管头连接且另一端与下水开关（55）管头连接，软绳（64）一端连接第一缓流量控制开关（65）手柄且另一端连接转动器柄（63），上接触器（66）和下接触器（59）由固定器（67）固定，水管（57）上端连接第一缓流量控制开关（65）且下端与第二缓流量控制开关（61）相连并最终伸入水库（11），拉绳（58）一端连接转动器柄（63）且另一端连接下水开关（55）手柄；

锅炉跟踪系统结构为：锅炉（32）、蒸汽储存箱（31）、汽轮机（26）均和发电机底盘（16）连接，发电机底盘（16）与轮动槽钢（17）连接，轨道车轮（29）安装在轮动槽钢（17）中部和两端，轨道车轮（29）配装在横向移动轨道（18）之上，横向移动轨道（18）的轨道车轮（29）配装在直行轨道（34）之上，横行电动变速箱（37）安装在轮动槽钢（17）的一端，直行电动变速箱（30）安装在横向移动轨道（18）的两端，小绞轮由右小绞轮（73）和左小绞轮构成，左小绞轮的钢丝（7）与左绞轮（39）缠绕，右小绞轮（73）的钢丝（7）与右绞轮（3）缠绕，大绞轮由左大绞轮和右大绞轮（72）构成，左大绞轮上的钢丝与拉力杆（19）一端相连，右大绞轮（72）上的钢丝与拉力杆（19）另一端相连，时间长度标牌（38）垂直于大梁（5）并均等分布0m两侧，水库（11）与水渠（12）相连；动力系统包括：锅炉（32）、汽轮机（26）、发电机底盘（16）上的发电机和水库（11）；

黑夜型太阳能空气发电系统结构为：防沙塔（80）设两层过滤网（79），沙粒由出沙口（81）排出，进气口（82）与塔体相连，温控开关（84）一端连接连通管（83）且另一端与进气管道（85）相连，空气机管道（86）与进气管道（85）连接，空气冲击机（87）安装在空气机管道（86）内，顺风挡板（90）安装在空气机管道（86）底部，每台空气冲击机（87）后面设一座顺风挡板（90），空气机连接轴头（88）与发电机连接轴头（122）连接，太阳能储存仓（94）中前两座与吸气管道（91）连接，连通管道（96）连接每一座太阳能储存仓（94），第二水泵（97）和第一开关（98）安装在钢管（99）上，钢管（99）分布于每座太阳能储存仓（94）内，喷头（93）安装在钢管（99）上；温控开关总承（95）安装在太阳能储存仓（94）顶部，胶皮活塞（114）与温控开关筒（110）连接，软管（109）一端伸入温控开关筒（110）内且另一端连接通气管（100），拉绳（106）一端连接胶皮活塞（114）且另一端连接第二开关柄（104），弹簧（103）一端连接第二开关柄（104）且另一端连接固定支架（102），空气开关（105）安装于排气管（101）之上，排气管（101）与太阳能储存仓（94）连接，充吸气机（107）和第二开关（108）安装于通气管（100）的一端。

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