CN110878739B - 一种盐梯度太阳池发电装置 - Google Patents

一种盐梯度太阳池发电装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110878739B
CN110878739B CN201911287105.9A CN201911287105A CN110878739B CN 110878739 B CN110878739 B CN 110878739B CN 201911287105 A CN201911287105 A CN 201911287105A CN 110878739 B CN110878739 B CN 110878739B
Authority
CN
China
Prior art keywords
solar pond
solar
troposphere
water tank
pressure reduction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911287105.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110878739A (zh
Inventor
李楠
南征
王庆
刘佳伟
张财红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanshan University
Original Assignee
Yanshan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanshan University filed Critical Yanshan University
Priority to CN201911287105.9A priority Critical patent/CN110878739B/zh
Publication of CN110878739A publication Critical patent/CN110878739A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110878739B publication Critical patent/CN110878739B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/06—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/083—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar ponds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S50/00—Arrangements for controlling solar heat collectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S60/00—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

一种盐梯度太阳池发电装置，该装置包括太阳池、补水机构、发电机构和补盐机构，本装置可通过对发电机构分离出来的浓盐水重新配置成盐溶液以供太阳池下对流层使用，避免了盐水的浪费，还可将水蒸气冷却后重新注入太阳池上对流层，避免了淡水的浪费。本发明将盐梯度太阳池与发电机构结合在一起，利用了太阳池可以储能蓄热的特点，将其热能转化为电能用于其他方面，从而提升了太阳能的利用率；同时，太阳能资源丰富，不会枯竭，而且安全、干净，并且太阳池能够储能蓄热，造价低廉，可操作性强，具有非常理想的应用前景。

Description

一种盐梯度太阳池发电装置
技术领域
本发明涉及盐梯度太阳池储热系统与利用热能发电技术领域，尤其涉及一种盐梯度太阳池发电装置。
背景技术
随着世界能源储备量的日益减少以及人们的环保意识与对能源可持续性问题的关注度日益增加，太阳池的研究越来越受到各个国家的关注。太阳能与常规能源相比，特点是环保无污染，而且可再生，被广泛应用于海水淡化，储热以及发电等领域。太阳池作为太阳能利用的诸多装置之一，具有结构简单，造价低廉且能够长时间蓄热。目前太阳池发电技术没有得到广泛的利用，主要是因为太阳池的热效率较低而且热电转换技术的成本过高。所以创造出一种高效的热能发电装置与太阳池系统有效结合可以更好的推动太阳池发电技术的发展。
因此，合理的将两者结合，使太阳池的热能高效的转化为电能，从而带来更高的效益则成为重点研究方向。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种通过将太阳池和发电装置有效结合，将储存在太阳池下对流层盐水的热量转化为电能储存并利用的方式来解决太阳池热效率低、热点转换成本较高等问题的一种盐梯度太阳池发电装置。
本发明采用的技术方案如下：
本发明所提出的一种盐梯度太阳池发电装置，所述装置包括太阳池：池中为自制盐溶液，溶液浓度自上而下依次升高呈现梯度分布，形成上对流层、非对流层和下对流层；和补水机构：该机构包括经管道与太阳池上对流层侧壁连通的淡水水箱和设置在淡水水箱与太阳池之间的水泵；及发电机构：该机构包括一端经管道与太阳池下对流层侧壁连通的降压装置和设置在降压装置内部的小型汽轮机组，以及依次连接在降压装置另一端的发电机和电能储存装置，且所述太阳池下对流层与降压装置之间依次安装有阀门和水泵；以及补盐机构：该机构包括经管道与太阳池下对流层底部连通的盐水水箱和设置在盐水水箱另一端的水泵，且所述盐水水箱与降压装置相连通。
进一步的，所述补水机构还包括连接在淡水水箱和降压装置输出端之间的热交换器。
进一步的，所述太阳池上对流层的侧壁上设置有水位计，且所述太阳池下对流层的侧壁上设置有盐度计。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明将盐梯度太阳池与发电装置结合在一起，利用了太阳池可以储能蓄热的特点，将其热能转化为电能用于其他方面，从而提升了太阳能的利用率。
2、本发明利用太阳能资源丰富，不会枯竭，而且安全、干净，并且太阳池能够储能蓄热，造价低廉，可操作性强，具有很好的应用前景。
3、将分离出来的浓盐水重新配置成盐溶液以供太阳池下对流层使用，避免了盐水的浪费。
4、将水蒸气冷却后重新注入太阳池上对流层，避免了淡水的浪费。
附图说明
图1是本发明所提出的一种盐梯度太阳池发电装置一个实施例的整体结构示意图；
图2是图1中补水机构示意图；
图3是图1中发电机构示意图；
图4是图1中补盐机构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。
参见图1至图4，给出了本发明所提出的一种盐梯度太阳池发电装置的一个实施例的具体结构。本装置包括太阳池1、补水机构2、发电机构3和补盐机构4。
其中，所述太阳池1用来储能，池中的溶液为自制盐溶液，溶液浓度自上而下依次升高呈现梯度分布，形成上对流层、非对流层和下对流层，太阳照射太阳池1将其能量储存在下对流层中以供发电使用，所述太阳池1上对流层的侧壁上安装有水位计11，所述太阳池1下对流层的侧壁上安装有盐度计12，通过所述水位计11和盐度计12的变化，可对太阳池1的上对流层和下对流层进行及时的补充淡水河盐溶液。
所述补水机构2包括经管道21与太阳池1上对流层侧壁连通的淡水水箱22和设置在淡水水箱22与太阳池1之间的管道上的水泵23；所述发电机构3包括一端经管道31与太阳池1下对流层侧壁连通的降压装置32和设置在降压装置内部的小型汽轮机组33，以及依次连接在降压装置32另一端的发电机34和与发电机34相连接的电能储存装置35，所述太阳池1下对流层与降压装置32之间还安装有阀门36和水泵37；所述补盐机构4包括经管道41与太阳池1下对流层底部连通的盐水水箱42和设置在盐水水箱42一侧的水泵43。
所述淡水水箱22与降压装置32的输出端之间通过热交换器24连接，且所述盐水水箱42的一侧直接与降压装置32相连通。
本发明的工作原理在于：打开阀门36和水泵37后，盐水溶液通过管道31流入降压装置32处理过的低压环境中，由于压力的降低使盐水溶液沸点降低，进而变成浓盐水和水蒸汽，水蒸汽直接进入小型汽轮机组33推动叶轮通过发电机34产生电能后在电能储存装置中储存或者加以利用；而盐水溶液进入低压环境时，分离出来的浓盐水则被直接收集至盐水水箱42，在盐水水箱42中将浓盐水配制成与太阳池1下对流层中盐溶液浓度相同的溶液，补盐机构4通过管道41与太阳池1下对流层底部连通，当盐度计12发生变化时，打开水泵37给下对流层补充盐溶液，进而可以做到对盐分的反复充分利用以及保证太阳池的稳定运行；水蒸气从低压环境出来后一部分进入小型汽轮机组33用于发电，一部分则经过热交换器24变成水后，直接注入淡水水箱22中加以利用，当太阳池1上对流层液面较少水位计11发生变化时，打开水泵23通过注水管道21给上对流层补水，最终实现将太阳能转换为电能。本发明中，各机构之间相互关联，在将太阳能转换为电能的同时，还能够做到对资源的重复利用，可有效节约能源并降低使用成本，具有非常理想的技术效果。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种盐梯度太阳池发电装置，其特征在于：所述装置包括
太阳池：池中为自制盐溶液，溶液浓度自上而下依次升高呈现梯度分布，形成上对流层、非对流层和下对流层；和
补水机构：该机构包括经管道与太阳池上对流层侧壁连通的淡水水箱和设置在淡水水箱与太阳池之间的水泵；及
发电机构：该机构包括一端经管道与太阳池下对流层侧壁连通的降压装置和设置在降压装置内部的小型汽轮机组，以及依次连接在降压装置另一端的发电机和电能储存装置，且所述太阳池下对流层与降压装置之间依次安装有阀门和水泵；以及
补盐机构：该机构包括经管道与太阳池下对流层底部连通的盐水水箱和设置在盐水水箱另一端的水泵，且所述盐水水箱与降压装置相连通。
所述补水机构还包括连接在淡水水箱和降压装置输出端之间的热交换器，所述太阳池上对流层的侧壁上设置有水位计，且所述太阳池下对流层的侧壁上设置有盐度计。
CN201911287105.9A 2019-12-14 2019-12-14 一种盐梯度太阳池发电装置 Active CN110878739B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911287105.9A CN110878739B (zh) 2019-12-14 2019-12-14 一种盐梯度太阳池发电装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911287105.9A CN110878739B (zh) 2019-12-14 2019-12-14 一种盐梯度太阳池发电装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110878739A CN110878739A (zh) 2020-03-13
CN110878739B true CN110878739B (zh) 2022-05-20

Family

ID=69731659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911287105.9A Active CN110878739B (zh) 2019-12-14 2019-12-14 一种盐梯度太阳池发电装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110878739B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011086215A1 (es) * 2010-01-15 2011-07-21 Abengoa Solar New Technologies, S.A. Receptor solar de sales fundidas y procedimiento para reducir el gradiente térmico en dicho receptor
CN202924780U (zh) * 2012-12-13 2013-05-08 华北电力大学 一种海水淡化及发电综合利用装置
CN105781915A (zh) * 2016-01-11 2016-07-20 青岛理工大学 新型混合式海洋温差发电系统
US9816400B1 (en) * 2016-02-25 2017-11-14 Calvin Eugene Phelps, Sr. Process and method using low temperature sources to produce electric power and desalinate water
CN108557933A (zh) * 2018-03-19 2018-09-21 华北电力大学 一种水电联产综合系统
CN209586604U (zh) * 2018-11-16 2019-11-05 江苏海上龙源风力发电有限公司 一种配置混合循环海洋温差发电系统的海上升压站平台

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4249518A (en) * 1979-10-22 1981-02-10 Holt Rush D Method for maintaining a correct density gradient in a non-convecting solar pond
US4475535A (en) * 1980-03-27 1984-10-09 Solmat Systems, Ltd. Segregated solar pond
WO1981003694A1 (en) * 1980-06-19 1981-12-24 R Collins Improvements in and relating to solar ponds
US4894993A (en) * 1987-12-04 1990-01-23 Solmat Systems, Ltd. Method of and apparatus for producing power from solar ponds
WO2002073099A1 (fr) * 2001-03-12 2002-09-19 Mikio Kinoshita Systeme thermique solaire a bassin solaire et procede de maintenance du bassin solaire
CN1811178A (zh) * 2005-01-28 2006-08-02 孟英志 海水淡化，污水净化并同时发电的方法及装置
CN202470492U (zh) * 2011-12-06 2012-10-03 河南理工大学 盐梯度太阳池稳定性维护装置
JP6186240B2 (ja) * 2013-04-05 2017-08-23 株式会社ササクラ 水溶液の蒸発処理方法
CN105605805B (zh) * 2016-02-26 2017-09-26 沈阳建筑大学 一种利用太阳能的光热发电装置
CN106892473A (zh) * 2017-03-23 2017-06-27 重庆大学 一种地热能淡水制备系统及地热能淡水制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011086215A1 (es) * 2010-01-15 2011-07-21 Abengoa Solar New Technologies, S.A. Receptor solar de sales fundidas y procedimiento para reducir el gradiente térmico en dicho receptor
CN202924780U (zh) * 2012-12-13 2013-05-08 华北电力大学 一种海水淡化及发电综合利用装置
CN105781915A (zh) * 2016-01-11 2016-07-20 青岛理工大学 新型混合式海洋温差发电系统
US9816400B1 (en) * 2016-02-25 2017-11-14 Calvin Eugene Phelps, Sr. Process and method using low temperature sources to produce electric power and desalinate water
CN108557933A (zh) * 2018-03-19 2018-09-21 华北电力大学 一种水电联产综合系统
CN209586604U (zh) * 2018-11-16 2019-11-05 江苏海上龙源风力发电有限公司 一种配置混合循环海洋温差发电系统的海上升压站平台

Also Published As

Publication number Publication date
CN110878739A (zh) 2020-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104021829B (zh) 一种多用途的浮动核能装置
CN102644565B (zh) 海洋温差能和地热能联合发电系统
CN201301785Y (zh) 高效海洋温差能发电装置
CN201526405U (zh) 真空虹吸管过水发电装置
CN106949002A (zh) 一种新型水电联产海洋能综合利用系统
CN103288285B (zh) 塔式聚光太阳能光热储能发电海水淡化制盐滩涂养殖系统
CN104454357A (zh) 风能联合波浪能发电装置
CN203826018U (zh) 一种多用途的浮动核能装置
Kim et al. A feasibility study on thermal energy resource in deep ocean water
CN202073729U (zh) 大气层温差发电装置
CN203360202U (zh) 塔式聚光太阳能光热储能发电海水淡化制盐滩涂养殖系统
AU2012350645B2 (en) Solar energy and external source steam complementary power generation apparatus
CN110878739B (zh) 一种盐梯度太阳池发电装置
CN102874969A (zh) 交互吸收式太阳能风能海水淡化装置
CN102384048B (zh) 一种小温差太阳能和海洋能联合发电系统
CN102182661A (zh) 大气层温差发电装置
KR101130671B1 (ko) 수력터빈과 수소연료전지를 결합한 하이브리드발전시스템
CN103470460B (zh) 池面蒸发型太阳能热发电系统
CN115013271B (zh) 一种海洋温差能的多功能利用装置
CN201116509Y (zh) 水利发电装置
CN203529968U (zh) 太阳能风电组合海水淡化装置
CN204267237U (zh) 太阳能海洋温差能复叠式发电装置
CN201309841Y (zh) 一种太阳能海水淡化装置
Goosen et al. Overview of renewable energy technologies for freshwater production
CN201884186U (zh) 一种利用太阳能发电的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant