CN109742975B - 一种太阳能温差发电系统 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能温差发电系统，属于太阳能热电技术领域，它由热水‑空冷型的温差发电系统、热板‑空冷型的温差发电系统构成，其特征在于热水‑空冷型的温差发电系统与热板‑空冷型的温差发电系统共用冷却通风塔；热水源温度为60‑99℃,冷却风的温度为20‑30℃,温差发电的温差为30‑79℃；太阳光作用于吸热板的温度为60‑390℃,冷却风的温度为20‑30℃,温差发电的温差范围为30‑360℃。本发明采用了双温差发电系统，提高了太阳能余热发电效率，采用空冷方式节约冷却水量，具有显著的节能减排效果。
Description
技术领域
本发明属于太阳能热电技术领域。
背景技术
太阳能应用中采用集热方式储热，具有波动性，以及水热方式面临夜间或光照不足时的热量散失。同时太阳能光电发电方式存在成本高，安装占地大，发电效率低等问题。
发明内容
本发明目的是为了解决现有太阳能能热电应用效率低、应用局限性，集热方式储热波动性大，以及夜间或光照不足时的热量散失的问题，同时解决太阳能光电发电方式存在成本高，安装占地大，发电效率低的问题。
一种太阳能温差发电系统，由热水-空冷型的温差发电系统、热板-空冷型的温差发电系统构成，其特征在于热水-空冷型的温差发电系统和热板-空冷型的温差发电系统共用通风塔冷却。
热水-空冷型的温差发电系统由太阳能给水电动阀、太阳能循环水电动阀、太阳能循环水泵、I组温差发电片高温侧、I组温差发电片、I组温差发电片低温侧、太阳能集热器构成。
自来水来水通过太阳能给水电动阀进入太阳能集热器内，接收太阳光使得水温上升，升温后的给水经过太阳能循环水泵流入I组温差发电片高温侧，对I组温差发电片高温侧加热，同时I组温差发电片低温侧在通风作用下冷却，流入I组温差发电片高温侧的水降温后流出，再经过太阳能循环水电动阀进入太阳能集热器内。
I组温差发电片高温侧受太阳能热水加热作用、I组温差发电片低温侧受通风冷却作用，I组温差发电片形成两侧温度差进行温差发电，热水源温度为60-99℃,冷却凤的温度为20-30℃,温差发电的温差范围为30-79℃；太阳光照射到II组温差发电片的II组温差发电片高温侧；空气经过通风塔下部叶轮后进入通风塔内，形成上下的空气冷却流动，也即为I组温差发电片低温侧提供冷却通风；I组温差发电片的高温侧引线与I组温差发电系统开关连接后再与DC/AC逆变器的高温侧接线端连接，同时I组温差发电片的低温侧引线与I组保护电阻连接后再与DC/AC逆变器的低温侧接线端连接，经过DC/AC逆变器后电力一路供给用户电器、另一路经过蓄电器切换开关后至蓄电器进行电能储存。
热板-空冷型的温差发电系统由太阳能吸热板、II组温差发电片高温侧、II组温差发电片、II组温差发电片低温侧。
II组温差发电片的II组温差发电片高温侧作为向光面接收太阳光，II组温差发电片低温侧作为II组温差发电片的背光面受到通风塔的通风冷却作用，II组温差发电片形成两侧温度差进行温差发电，太阳光作用于吸热板的迎光面温度为60-390℃,冷却风的温度为20-30℃,温差发电的温差范围为30-370℃；太阳光照射到II组温差发电片的II组温差发电片高温侧，在隔栅作用下，空气经过通风塔下部叶轮后通风塔内形成上下的空气冷却流动，也即为II组温差发电片的II组温差发电片低温侧提供冷却通风；II组温差发电片的高温侧引线与II组保护电阻连接后再与DC/AC逆变器的高温侧接线端连接，同时 II组温差发电片的低温侧引线与II组温差发电系统开关连接后再与DC/AC逆变器的低温侧接线端连接，经过DC/AC逆变器后电力一路供给用户电器、另一路经过蓄电器切换开关后至蓄电器进行电能储存。
太阳能吸热板采用隔栅布置方式布置在通风塔外壁向阳面，通风塔内腔与外壁形成2-7℃的温差，确保温差发电组低温侧的通风冷却。
热水-空冷型的温差发电系统和热板-空冷型温差发电系统采用并联方式连接。
本发明采用了双温差发电系统，提高了太阳能余热发电效率，采用空冷方式节约冷却水量，具有显著的节能减排效果。
附图说明
图1为一种太阳能温差发电系统的结构示意图。
图2是太阳能吸热板的隔栅布置示意图。
图中，1、太阳能给水电动阀，2、太阳能循环水电动阀，3、太阳能循环水泵，4、I组温差发电片高温侧,5、I组温差发电片，6、I组温差发电片低温侧，7、叶轮，8、太阳能吸热板，9、通风塔，10、II组温差发电片高温侧，11、II组温差发电片，12、II组温差发电片低温侧，13、II组保护电阻，14、II组温差发电系统开关，15、I组保护电阻，16、I组温差发电系统开关，17、用户电器，18、DC/AC逆变器，19、蓄电器切换开关，20、蓄电器，21、太阳能集热器，22、。
具体实施方式
本发明的一种太阳能温差发电系统，其特征在于包括热水-空冷型的温差发电系统和热板-空冷型的温差发电系统。
热水-空冷型的温差发电系统由太阳能给水电动阀1、太阳能循环水电动阀2、太阳能循环水泵3、I组温差发电片高温侧4、I组温差发电片5、I组温差发电片低温侧6、太阳能集热器21构成。
自来水通过太阳能给水电动阀1进入太阳能集热器21内，太阳能集热器21接收太阳光使自来水温度上升，升温后的给水经过太阳能循环水泵3流入I组温差发电片高温侧4，对I组温差发电片5的高温侧加热；
流入I组温差发电片高温侧4的水降温后流出，再经过太阳能循环水电动阀2进入太阳能集热器21内；
同时，空气经过通风塔9下部叶轮7后进入通风塔9的过程中，使I组温差发电片低温侧6在通风作用下冷却；
I组温差发电片高温侧4受太阳能热水加热作用使I组温差发电片5的高温侧热水源温度为60-99℃；I组温差发电片低温侧6受通风冷却作用，使I组温差发电片5的低温侧冷却风的温度为20-30℃；高温侧与低温侧两侧温度差为30-79℃；利用高温侧与低温侧两侧温度差进行温差发电；
I组温差发电片5的高温侧引线与I组温差发电系统开关16连接后再与DC/AC逆变器18的高温侧接线端连接，同时I组温差发电片低温侧6引线与I组保护电阻15连接后再与DC/AC逆变器18的低温侧接线端连接，经过DC/AC逆变器18后电力一路供给用户电器17、另一路经过蓄电器切换开关19后至蓄电器20进行电能储存。
所述太阳能吸热板8是由若干太阳能吸热板8纵向间隔布置在通风塔9外壁的向阳面，相邻太阳能吸热板8之间间隔5~10cm, 太阳能吸热板8上、下两端通过横向压条压紧固定在通风塔9的外壁。
热板-空冷型的温差发电系统由太阳能吸热板8、II组温差发电片高温侧10、II组温差发电片11、II组温差发电片低温侧12、II组保护电阻13、II组温差发电系统开关14组成；
若干太阳能吸热板8纵向间隔嵌装在通风塔9塔壁的向阳面，相邻太阳能吸热板8之间间隔5~10cm, 太阳能吸热板8上、下两端通过横向压条22和螺钉23压紧固定，如图2所示。
II组温差发电片11的II组温差发电片高温侧10贴近太阳能吸热板8设置，II组温差发电片11的II组温差发电片低温侧12靠近通风；
太阳能吸热板8吸收太阳光，使II组温差发电片11的II组温差发电片高温侧10温度升高；II组温差发电片低温侧12受到通风塔9的通风冷却作用，II组温差发电片11的高温侧与低温侧之间形成温度差，进行温差发电。
II组温差发电片11的高温侧为60-390℃, II组温差发电片11的低温侧温度为20-30℃,
II组温差发电片11的高温侧与低温侧的温差为30-370℃；
II组温差发电片11的高温侧引线与II组保护电阻13连接后再与DC/AC逆变器18的高温侧接线端连接，同时 II组温差发电片11的低温侧引线与II组温差发电系统开关14连接后再与DC/AC逆变器18的低温侧接线端连接，经过DC/AC逆变器18后电力一路供给用户电器17、另一路经过蓄电器切换开关19后至蓄电器20进行电能储存。
冷却通风的实现方式：通风塔9下部径向布置叶轮7，起到均匀通风的效果；通风塔9内外壁的空气温度差是2-7℃的，同时通风塔9既提高太阳能吸收板的吸热效果，又保证了通风塔9的空气流动压差，起到冷却效果。
通风塔为双曲线型中空塔。
Claims (3)
1.一种太阳能温差发电系统，由热水-空冷型的温差发电系统、热板-空冷型的温差发电系统构成，其特征在于热水-空冷型的温差发电系统与热板-空冷型的温差发电系统共用冷却通风塔（9）；所述热水-空冷型的温差发电系统包括太阳能给水电动阀（1）、太阳能集热器（21）、太阳能循环水电动阀（2）、太阳能循环水泵（3）、I组温差发电片高温侧（4）、I组温差发电片（5）、I组温差发电片低温侧（6）；自来水通过太阳能给水电动阀（1）进入太阳能集热器（21）内，太阳能集热器（21）接收太阳光使太阳能集热器（21）内的水温上升，升温后的给水经过太阳能循环水泵（3）流入I组温差发电片高温侧（4）并对I组温差发电片高温侧（4）加热，使I组温差发电片高温侧热水源温度为60-99℃；同时I组温差发电片低温侧（6）在通风塔（9）的通风冷却作用下冷却，使I组温差发电片低温侧（6）的温度为20-30℃；I组温差发电片（5）的高温侧与低温侧这两侧之间形成30-79℃的温度差，进行温差发电；I组温差发电片（5）的高温侧引线与I组温差发电系统开关（16）连接后再与DC/AC逆变器（18）的高温侧接线端连接，同时I组温差发电片（5）的低温侧引线与I组保护电阻（15）连接后再与DC/AC逆变器（18）的低温侧接线端连接，经过DC/AC逆变器（18）后电力一路供给用户电器（17）、另一路经过蓄电器切换开关（19）后至蓄电器（20）进行电能储存；
所述热板-空冷型的温差发电系统包括太阳能集热板（8）、II组温差发电片高温侧（10）、II组温差发电片（11）、II组温差发电片低温侧（12）；太阳能集热板（8）吸收太阳光作用于II组温差发电片高温侧（10）使II组温差发电片高温侧（10）的温度为60-390℃；II组温差发电片低温侧（12）接收温度为20-30℃的通风并经过通风塔（9）的自下而上流动，在II组温差发电片高温侧（10）与II组温差发电片低温侧（12）之间形成30-370℃的温度差并进行温差发电；II组温差发电片（11）的高温侧引线与II组保护电阻（13）连接后再与DC/AC逆变器（18）的高温侧接线端连接，同时 II组温差发电片（11）的低温侧引线与II组温差发电系统开关（14）连接后再与DC/AC逆变器（18）的低温侧接线端连接，经过DC/AC逆变器（18）后电力一路供给用户电器（17）、另一路经过蓄电器切换开关（19）后至蓄电器（20）进行电能储存；通风塔（9）的通风冷却通道上下通风，并在叶轮（7）的作用下均匀通风；热水-空冷型的温差发电系统和热板-空冷型温差发电系统采用并联方式连接；I组温差发电片低温侧（6）在通风塔（9）的通风冷却作用下冷却将I组温差发电片高温侧（4）的给水降温后流出，再经过太阳能循环水电动阀（2）进入太阳能集热器（21）内；II组温差发电片（11）采用隔栅布置方式布置在通风塔（9）外壁向阳面，通风塔（9）外壁与内腔形成2-7℃的温差，确保温差发电组低温侧的通风冷却。
2.根据权利要求1所述的一种应用太阳能温差发电系统，其特征在于：若干太阳能吸热板（8）纵向间隔嵌装在通风塔（9）塔壁的向阳面，相邻太阳能吸热板（8）之间间隔5-10cm,太阳能吸热板（8）上、下两端通过横向压条压紧固定。
3.根据权利要求2所述的一种应用太阳能温差发电系统，其特征在于： II组温差发电片高温侧（10）贴近太阳能吸热板（8）设置， II组温差发电片低温侧（12）靠近通风流。
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