CN111472951A - 一种蝶式太阳能储热光热发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蝶式太阳能储热光热发电系统，涉及太阳能发电技术领域。本发明包括太阳能光热装置、热熔盐罐、热熔盐泵、斯特林机组、冷熔盐罐和冷熔盐泵，太阳能光热装置、热熔盐罐、热熔盐泵、斯特林机组、冷熔盐罐和冷熔盐泵通过导流管依次连接并形成一个循环回路。本发明通过将斯特林机组和集热组件的安装位置设置在支撑架的下方，从而不用跟随装置的转动而转动，减小维护成本，延长装置的使用周期，提高了装置的稳定性和安全性，通过设置热熔盐罐、热熔盐泵、斯特林机组、冷熔盐罐和冷熔盐泵，可实现热能的存储，通过设置转动组件和俯仰角调节组件，使得该蝶式太阳能光热装置具有跟踪太阳能移动的功能，提升集热效果。

Description

一种蝶式太阳能储热光热发电系统
技术领域
本发明属于太阳能发电技术领域，特别是涉及一种蝶式太阳能储热光热发电系统。
背景技术
目前大多数蝶式太阳能光热发电都将斯特林机组或者集热装置设置在弧形聚光镜的焦点处，但是斯特林机组以及集热装置的重量比较大，长时间容易导致斯特林机组支撑架发生形变，会使得聚光效果偏移，从而影响集热装置的集热效率。
此外，由于蝶式太阳能光热发电装置一般都要跟踪太阳的移动来进行聚光吸热，在转动聚光装置的同时，由于斯特林机组的重量，需要消耗大量的动力，且要在高温条件下移动，机组以及支撑架的使用寿命会严重缩短。
且在许多太阳能光热发电系统中，太阳时而阴晴不定，不能有效及时的根据不同强弱的太阳光能保持稳定发电，因此有必要对现有技术进行改进，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蝶式太阳能储热光热发电系统，通过将斯特林机组和集热组件的安装位置设置在支撑架的下方，从而不用跟随装置的转动而转动，减小维护成本，延长装置的使用周期，提高了装置的稳定性和安全性，通过设置热熔盐罐、热熔盐泵、斯特林机组、冷熔盐罐和冷熔盐泵，可实现热能的存储，通过设置转动组件和俯仰角调节组件，使得该蝶式太阳能光热装置具有跟踪太阳能移动的功能，提升集热效果，解决了现有的蝶式太阳能光热发电装置当需要跟踪太阳的移动来进行转动时，斯特林机组和集热组件需要同时进行转动，由于斯特林机组的重量，需要消耗大量的动力，使用寿命会严重缩短，且不能有效及时的根据不同强弱的太阳光保持稳定发电的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种蝶式太阳能储热光热发电系统，包括太阳能光热装置、热熔盐罐、热熔盐泵、斯特林机组、冷熔盐罐和冷熔盐泵，所述太阳能光热装置、热熔盐罐、热熔盐泵、斯特林机组、冷熔盐罐和冷熔盐泵通过导流管依次连接并形成一个循环回路，所述太阳能光热装置包括透镜、支撑架、弧形反射板、固定架、齿轮调节杆、调节台和集热组件，所述透镜通过支撑架固定在弧形反射板的内侧面处，所述弧形反射板通过固定架固定在齿轮调节杆的内侧面上，所述齿轮调节杆穿过调节台，所述调节台设置在弧形反射板的下方，所述集热组件固定在调节台的顶部中心的凹槽内；
所述太阳能光热装置还包括转动组件，所述转动组件包括固定轨道、滑轮、支撑杆和转动驱动电机，所述支撑杆的一端与调节台的侧面固定连接，所述支撑杆的另一端与滑轮固定连接，所述滑轮滑动设置在固定轨道内，所述固定轨道设置为圆环状且固定在地面上，所述转动驱动电机固定在固定轨道的圆心处，且所述转动驱动电机的输出轴与调节台的底部正中心固定连接；
所述太阳能光热装置还包括俯仰角调节组件，所述俯仰角调节组件包括齿轮、俯仰角调节驱动电机和齿节，所述齿节设置在齿轮调节杆的底部，所述齿节与齿轮相啮合，所述齿轮固定在俯仰角调节驱动电机的输出轴上，所述俯仰角调节驱动电机固定在调节台内。
进一步地，所述集热组件的顶部涂有吸热层，所述集热组件的外腔面设置有绝热保温层，所述集热组件的内腔上端设置有集热管，所述集热组件的内腔下端设置有液态钠，弧形反射板对应集热组件的部位开设有圆孔，圆孔保证反射后的太阳光能全部射到集热组件的顶部，调整弧形反射板的俯仰角时，由于集热组件固定在调节台上，调节台不需要移动，因此集热组件也不需要移动位置。
进一步地，所述支撑杆设置有若干根，若干根所述支撑杆沿圆周均匀设置在调节台的四周。
进一步地，所述齿轮调节杆设置为弧形，所述齿轮调节杆设置有两个，两个所述齿轮调节杆对称设置在调节台上。
进一步地，所述透镜设置为负菲涅尔透镜。
进一步地，所述固定架设置为钢制三角固定架。
进一步地，所述集热管设置为回形或者螺旋形集热管，所述集热管的一端通过导流管与热熔盐罐的进口固定连接，所述集热管的另一端通过另一导流管与冷熔盐泵的出口固定连接。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过二次反射，将斯特林机组和集热组件的安装位置设置在支撑架的下方，从而不用跟随装置的转动而转动，减小维护成本，延长装置的使用周期，提高了装置的稳定性和安全性。
2、本发明通过设置热熔盐罐、热熔盐泵、斯特林机组、冷熔盐罐和冷熔盐泵，可实现热能的存储，当为用电低谷时，将多余的热量存储在热熔盐罐中，只将少部分热熔盐送入斯特林机组，当为用电高峰时，当前的太阳能不足以提供足够的热量，此时热熔盐罐中储备的热熔盐也可以持续稳定的给斯特林机组提供热量，达到根据需求稳定发电的目的。
3、本发明通过设置液态钠，可大大提高集热效率，当集热组件接收到太阳光的能量时，其中有一部分热量直接由集热管吸收，另一部分热量被液态钠吸收，此时吸热后的液态钠变成钠蒸气上升到集热管的部位，在集热管冷凝放热，将热量传递给集热管之后下落回到集热组件的底部，完成吸热换热过程，保证太阳光的热量充分被吸收。
4、本发明通过设置转动组件和俯仰角调节组件，使得该蝶式太阳能光热装置具有跟踪太阳能移动的功能，通过转动组件、齿轮调节杆和调节台的设置来调整弧形反射板的俯仰角，通过滑轮和固定轨道的设置来转动整个装置，通过简单的机械装置实现太阳跟踪，提升太阳光采集效果。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
图1为本发明的整体系统图；
图2为本发明的太阳能光热装置结构示意图；
图3为本发明的俯仰角调节组件结构示意图；
图4为本发明的调节台俯视图；
图5为本发明的集热组件内部结构示意图；
图6为本发明的转动组件结构俯视图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、太阳能光热装置；2、热熔盐罐；3、热熔盐泵；4、斯特林机组；5、冷熔盐罐；6、冷熔盐泵；7、导流管；101、透镜；102、支撑架；103、弧形反射板；104、固定架；105、齿轮调节杆；106、调节台；107、集热组件；108、转动组件；109、俯仰角调节组件；1071、集热管；1072、液态钠；1081、固定轨道；1082、滑轮；1083、支撑杆；1084、转动驱动电机；1091、齿轮；1092、俯仰角调节驱动电机；1093、齿节。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2所示，本发明为一种蝶式太阳能储热光热发电系统，包括太阳能光热装置1、热熔盐罐2、热熔盐泵3、斯特林机组4、冷熔盐罐5和冷熔盐泵6，太阳能光热装置1、热熔盐罐2、热熔盐泵3、斯特林机组4、冷熔盐罐5和冷熔盐泵6通过导流管7依次连接并形成一个循环回路，太阳能光热装置1包括透镜101、支撑架102、弧形反射板103、固定架104、齿轮调节杆105、调节台106和集热组件107，透镜101设置为负菲涅尔透镜，透镜101通过支撑架102固定在弧形反射板103的内侧面处，弧形反射板103通过固定架104固定在齿轮调节杆105的内侧面上，固定架104设置为钢制三角固定架，齿轮调节杆105穿过调节台106，调节台106设置在弧形反射板103的下方，集热组件107固定在调节台106的顶部中心的凹槽内，齿轮调节杆105设置为弧形，齿轮调节杆105设置有两个，两个齿轮调节杆105对称设置在调节台106上。
请参阅图2、6所示，太阳能光热装置1还包括转动组件108，转动组件108包括固定轨道1081、滑轮1082、支撑杆1083和转动驱动电机1084，支撑杆1083的一端与调节台106的侧面固定连接，支撑杆1083的另一端与滑轮1082固定连接，支撑杆1083设置有若干根，若干根支撑杆1083沿圆周均匀设置在调节台106的四周，滑轮1082滑动设置在固定轨道1081内，固定轨道1081设置为圆环状且固定在地面上，转动驱动电机1084固定在固定轨道1081的圆心处，且转动驱动电机1084的输出轴与调节台106的底部正中心固定连接，当整个装置需要转动时，在转动驱动电机1084的作用下，滑轮1082在圆形的固定轨道1081内滑动，进而带动调节台106转动，从而带动整个蝶式太阳能光热装置1转动，故弧形反射板103能跟踪太阳运动，随太阳高度角变化而变化，使得集热效果最佳，太阳角度的追踪，可采用现有技术传感器加以实现。
请参阅图3所示，太阳能光热装置1还包括俯仰角调节组件109，俯仰角调节组件109包括齿轮1091、俯仰角调节驱动电机1092和齿节1093，齿节1093设置在齿轮调节杆105的底部，齿节1093与齿轮1091相啮合，齿轮1091固定在俯仰角调节驱动电机1092的输出轴上，俯仰角调节驱动电机1092固定在调节台106内，当弧形反射板103需要调整位置时，俯仰角调节驱动电机1092带动齿轮1091转动，齿轮1091带动齿轮调节杆105进行运动，从而可调节弧形反射板103的俯仰角。
其中如图1、5所示，集热组件107的顶部涂有吸热层，集热组件107的外腔面设置有绝热保温层，集热组件107的内腔上端设置有集热管1071，集热组件107的内腔下端设置有液态钠1072，集热管1071设置为回形或者螺旋形集热管，集热管1071的一端通过导流管7与热熔盐罐2的进口固定连接，集热管1071的另一端通过另一导流管7与冷熔盐泵6的出口固定连接，当集热组件107接收到太阳光的能量时，其中有一部分热量直接由集热管1071吸收，另一部分热量被液态钠1072吸收，此时吸热后的液态钠1072变成钠蒸气上升到集热管1071的部位，在集热管1071冷凝放热，将热量传递给集热管1071之后下落回到集热组件107的底部，完成吸热换热过程，保证太阳光的热量充分被吸收，集热管1071中充满了熔融盐，熔融盐吸收热量之后通过导流管7进入热熔盐罐2。
使用时，太阳光照射到蝶式太阳能光热装置1的弧形反射板103上，并反射到透镜101上，再通过透镜101集中反射成平行的光线并传递到集热组件107中，熔盐在太阳能光热装置1中充分吸热后送入热熔盐罐2中储存，当需要发电时，由热熔盐泵3将热熔盐送入斯特林机组4，将热量传递给斯特林机组4中的气体，带动斯特林机组4发电，之后冷熔盐流入冷熔盐5中，并由冷熔盐泵6通过导流管7送回太阳能光热装置1中吸收热量，完成光热发电循环，通过引入热熔盐罐2和冷熔盐罐5，当太阳光足够时，热熔盐可储存于热熔盐罐2中，当太阳光不足时，可以输出热熔盐罐2中储存的热熔盐，从而达到根据发电量的需要，通过热熔盐泵3实时稳定的调节送入斯特林机组4的热熔盐量，且通过转动组件108和俯仰角调节组件109的配合，使得该蝶式太阳能光热装置1具有跟踪太阳能移动的功能，可以跟随太阳的移动而调整位置，从而达到最佳的集热位置。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例，并不限制本发明，任何对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，对其中部分技术特征进行等同替换，均属于在本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种蝶式太阳能储热光热发电系统，包括太阳能光热装置(1)、热熔盐罐(2)、热熔盐泵(3)、斯特林机组(4)、冷熔盐罐(5)和冷熔盐泵(6)，其特征在于：所述太阳能光热装置(1)、热熔盐罐(2)、热熔盐泵(3)、斯特林机组(4)、冷熔盐罐(5)和冷熔盐泵(6)通过导流管(7)依次连接并形成一个循环回路，所述太阳能光热装置(1)包括透镜(101)、支撑架(102)、弧形反射板(103)、固定架(104)、齿轮调节杆(105)、调节台(106)和集热组件(107)，所述透镜(101)通过支撑架(102)固定在弧形反射板(103)的内侧面处，所述弧形反射板(103)通过固定架(104)固定在齿轮调节杆(105)的内侧面上，所述齿轮调节杆(105)穿过调节台(106)，所述调节台(106)设置在弧形反射板(103)的下方，所述集热组件(107)固定在调节台(106)的顶部中心的凹槽内；
所述太阳能光热装置(1)还包括转动组件(108)，所述转动组件(108)包括固定轨道(1081)、滑轮(1082)、支撑杆(1083)和转动驱动电机(1084)，所述支撑杆(1083)的一端与调节台(106)的侧面固定连接，所述支撑杆(1083)的另一端与滑轮(1082)固定连接，所述滑轮(1082)滑动设置在固定轨道(1081)内，所述固定轨道(1081)设置为圆环状且固定在地面上，所述转动驱动电机(1084)固定在固定轨道(1081)的圆心处，且所述转动驱动电机(1084)的输出轴与调节台(106)的底部正中心固定连接；
所述太阳能光热装置(1)还包括俯仰角调节组件(109)，所述俯仰角调节组件(109)包括齿轮(1091)、俯仰角调节驱动电机(1092)和齿节(1093)，所述齿节(1093)设置在齿轮调节杆(105)的底部，所述齿节(1093)与齿轮(1091)相啮合，所述齿轮(1091)固定在俯仰角调节驱动电机(1092)的输出轴上，所述俯仰角调节驱动电机(1092)固定在调节台(106)内。
2.根据权利要求1所述的一种蝶式太阳能储热光热发电系统，其特征在于，所述集热组件(107)的顶部涂有吸热层，所述集热组件(107)的外腔面设置有绝热保温层，所述集热组件(107)的内腔上端设置有集热管(1071)，所述集热组件(107)的内腔下端设置有液态钠(1072)。
3.根据权利要求1所述的一种蝶式太阳能储热光热发电系统，其特征在于，所述支撑杆(1083)设置有若干根，若干根所述支撑杆(1083)沿圆周均匀设置在调节台(106)的四周。
4.根据权利要求1所述的一种蝶式太阳能储热光热发电系统，其特征在于，所述齿轮调节杆(105)设置为弧形，所述齿轮调节杆(105)设置有两个，两个所述齿轮调节杆(105)对称设置在调节台(106)上。
5.根据权利要求1所述的一种蝶式太阳能储热光热发电系统，其特征在于，所述透镜(101)设置为负菲涅尔透镜。
6.根据权利要求1所述的一种蝶式太阳能储热光热发电系统，其特征在于，所述固定架(104)设置为钢制三角固定架。
7.根据权利要求2所述的一种蝶式太阳能储热光热发电系统，其特征在于，所述集热管(1071)设置为回形或者螺旋形集热管，所述集热管(1071)的一端通过导流管(7)与热熔盐罐(2)的进口固定连接，所述集热管(1071)的另一端通过另一导流管(7)与冷熔盐泵(6)的出口固定连接。
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CN112728786A (zh) * 2021-01-23 2021-04-30 厦门蔷霖纺织有限公司 一种太阳能集热发电聚光点调节装置
WO2023187373A1 (en) * 2022-03-29 2023-10-05 Improved Energy Ltd Solar collectors

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