CN112146289A - 小型太阳能热能发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种小型太阳能热能发电装置，它包括：整体支架、水流开关、储水箱、储油箱、热水联箱、普通型太阳能集热管、热油联箱、超导型太阳能集热管、换热器、蒸汽叶轮、发电机和蓄电池等。水流开关检测到管道中水的流通后启动水泵实现往储水箱给水的过程；在装置工作之前将导热油灌入储油箱；普通型太阳能集热管吸收太阳光的热能实现对集热管和热水联箱中水的加热过程，超导型太阳能集热管通过管内的金属热管实现对热油联箱中导热油的加热过程；将一次加热后的热水和导热油通入到换热器中实现导热油对热水的二次加热，实现高温蒸汽的产生过程，进而实现高温蒸汽推动叶轮转动的过程。本发明充分利用太阳热能，结构简单且体积小，发电效率高。

Description

小型太阳能热能发电装置
技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域，具体的涉及一种小型太阳能热能发电装置。
背景技术
目前国内的大部分的太阳能发电技术，主要还是依靠大面积的太阳能板，利用太阳能板进行发电转换率低仍是最大的问题。太阳能电池板的生产具有高污染、高能耗的特点，照射的能量分布密度小，需要占用巨大面积，提高了发电的成本。同时，光伏发电板的制造过程并不环保，会加重环境污染。
除以上原因外，太阳能电池板的安装使用还存在以下问题：一是太阳能电池板质量不过关会造成热斑、隐裂、功率衰减的问题；二是安装过程中出现的安装不到位，造成发电系统损伤，造成寿命短的问题；三是突然的特大号冰雹灾害，会对太阳能电池板造成损伤，影响正常使用。
因此，设计出一款结构紧凑，能量转化效率高，便于市场推广和应用，不仅能减少环境污染，而且能够有效的保证能量的保存与转换，对家庭发电用电具有重大的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种结构紧凑且体积小、能量转化率高、环保无污染，便于市场推广和应用的发电装置，降低火力发电等不可再生能源发电在全国发电量中的占比，缓解环境污染压力。
为了实现上述的目标，本发明以下技术方案予以实现：
一种小型太阳能热能发电装置主要由整体支架、水流开关、水桶开关、方形水桶、给水管道、蓄电池、电灯泡、储水箱、储水箱排气口、热水联箱、普通型太阳能集热管、热水管道、导线、管道叶轮、发电机、蒸汽管道、热油管道、换热器、储油箱排气口、储油箱、热油联箱、超导型太阳能集热管、进口螺纹、端盖安装孔、出口螺纹、发电机轴孔、叶轮、叶轮叶片、叶轮安装孔、发电机轴、热水进口、换热隔层、蒸汽出口、导热油出口、导热油进口、超导型太阳能集热管真空层、金属热管、金属热管集热头组成。
所述整体支架用来支撑方形水桶、热水联箱和热油联箱，以保证普通型太阳能集热管和超导型太阳能集热管的最佳倾斜角度；所述水流开关与方形水桶上的水桶开关串联连接，水流开关通过检测管道中水流的有无控制方形水桶中水泵的启停，当水桶开关打开时，水流开关检测到管道中水的流动，进而控制方形水桶中水泵的启动实现方形水桶向储水箱中给水的过程；所述储水箱中的液位球能够在液位达到指定位置时关闭储水箱的进水口，使管道中流动的水停止，此时水流开关检测到水流的停止控制方形水桶中水泵的关闭，完成从方形水桶向储水箱中给水的整个过程；所述普通型太阳能集热管和超导型太阳能集热管分别对热水联箱及普通型太阳能集热管内部的水和热油联箱内部的导热油进行加热；所述热水管道和热油联箱分别与换热器的热水进口和导热油进口连通；所述导热油出口和储油箱进口连通；所述蒸汽出口与蒸汽管道相连，蒸汽管道又与管道叶轮通过进口螺纹连接；所述发电机的输出电能通过导线存储到蓄电池中。
进一步，所述热水联箱和热油联箱中的热水和导热油分别通过一套独立的太阳能集热装置实现吸热过程。
进一步，所述导热油的沸点大于280摄氏度，与热油联箱连接的各个连接件均能承受300 摄氏度以下的高温。
进一步，所述超导型太阳能集热管利用集热管内部的金属热管进行吸热，并且通过金属热管集热头将热量传递给导热油。
进一步，所述换热器中分别通入经过一次加热后的热水联箱中的热水和热油联箱中的导热油，通过高温导热油在换热器中实现对热水的二次加热。
进一步，所述管道叶轮中的叶轮叶片通过叶轮安装孔与发电机轴固连，在蒸汽推动叶轮叶片的过程中带动发电机轴的转动产生电能。
本发明取得的有益效果是：
1、本发明利用两套太阳能集热装备，而且同时对热水联箱和热油联箱中的两种储热介质进行加热，可以充分地利用太阳光的热能。两套集热装备结构简单且体积小，可以方便的实现区域移动，不需要重型机械如铲车、吊车等进行搬移。
2、本发明利用换热器实现高温导热油对热水的二次加热实现热水蒸发产生蒸汽，所产生的蒸汽推动叶轮的转动并带动发电机转动实现发电过程。特别的，本发明的主要消耗为热水的蒸发，不会对环境产生污染和二氧化碳等温室气体，而且水资源的获取简单，价格低廉，大大降低了发电的成本。
3、本发明的构造简单、生产成本低，它几乎不需要价格昂贵的半导体或者特殊性质的材料，只要导热油、水和太阳光就可实现发电过程。当补水箱中的水位下降到一定程度时，打开方形水桶的水桶开关就可实现水泵的泵水过程，当补水箱的水位上升到一定程度后，不需要其它操作就能够实现水流开关控制水泵停止，仅仅利用储存到蓄电池中的电能就能实现这个过程，不会消耗过多的电能。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明管道叶轮示意图；
图3为本发明管道叶轮中叶轮叶片示意图；
图4为本发明换热器结构示意图
图5为本发明超导型太阳能集热管结构示意图；
图6为本发明管道叶轮的叶轮与发电机的安装示意图；
图中：1、由整体支架；2、水流开关；3、水桶开关；4、方形水桶；5、给水管道；6、蓄电池；7、电灯泡；8、储水箱；9、储水箱排气口；10、热水联箱；11、普通型太阳能集热管；12、热水管道；13、导线；14、管道叶轮；15、发电机；16、蒸汽管道；17、热油管道； 18、换热器；19、储油箱排气口；20、储油箱；21、热油联箱；22、超导型太阳能集热管； 23、进口螺纹；24、端盖安装孔；25、出口螺纹；26、发电机轴孔；27、叶轮；28、叶轮叶片；29、叶轮安装孔；30、发电机轴；31、热水进口；32、换热隔层；33、蒸汽出口；34、导热油出口；35、导热油进口；36、超导型太阳能集热管真空层；37、金属热管；38、金属热管集热头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，一种小型太阳能热能发电装置主要由整体支架(1)、水流开关(2)、水桶开关(3)、方形水桶(4)、给水管道(5)、蓄电池(6)、电灯泡(7)、储水箱(8)、储水箱排气口(9)、热水联箱(10)、普通型太阳能集热管(11)、热水管道(12)、导线(13)、管道叶轮(14)、发电机(15)、蒸汽管道(16)、热油管道(17)、换热器(18)、储油箱排气口 (19)、储油箱(20)、热油联箱(21)、超导型太阳能集热管(22)、进口螺纹(23)、端盖安装孔(24)、出口螺纹(25)、发电机轴孔(26)、叶轮(27)、叶轮叶片(28)、叶轮安装孔(29)、发电机轴(30)、热水进口(31)、换热隔层(32)、蒸汽出口(33)、导热油出口(34)、导热油进口(35)、超导型太阳能集热管真空层(36)、金属热管(37)、金属热管集热头(38)组成。
所述整体支架(1)用来支撑方形水桶(4)、热水联箱(10)和热油联箱(21)，以保证普通型太阳能集热管(11)和超导型太阳能集热管(22)的最佳倾斜角度；所述水流开关(2)与方形水桶(4)上的水桶开关(3)串联连接，水流开关(2)通过检测管道中水流的有无控制方形水桶(4)中水泵的启停，当水桶开关(3)打开时，水流开关(2)检测到管道中水的流动，进而控制方形水桶(4)中水泵的启动实现方形水桶(4)向储水箱中给水的过程；所述储水箱(8)中的液位球能够在液位达到指定位置时关闭储水箱(8)的进水口，使管道中流动的水停止，此时水流开关(2)检测到水流的停止控制方形水桶(4)中水泵的关闭，完成从方形水桶(4)向储水箱(8)中给水的整个过程；所述普通型太阳能集热管(11)和超导型太阳能集热管(22)分别对热水联箱(10)及普通型太阳能集热管(11)内部的水和热油联箱(21)内部的导热油进行加热；所述热水管道(12)和热油联箱(21)分别与换热器 (18)的热水进口(31)和导热油进口(35)连通；所述导热油出口(34)和储油箱(20) 进口连通；所述蒸汽出口(33)与蒸汽管道(16)相连，蒸汽管道(16)又与管道叶轮(14) 通过进口螺纹(23)连接；所述管道叶轮(14)中叶轮叶片(28)通过叶轮安装孔(29)与发电机轴(30)固连；所述发电机(16)的输出电能通过导线(13)存储到蓄电池(6)中。
所述热水联箱(10)和热油联箱(21)中的热水和导热油分别通过一套独立的太阳能集热装置实现吸热过程。所述导热油的沸点大于280摄氏度，与热油联箱(21)连接的各个连接件均能承受300摄氏度以下的高温。
如图4所示，所述换热器(18)中分别通入经过一次加热后的热水联箱(10)中的热水和热油联箱(21)中的导热油，通过高温导热油在换热器(18)中实现对热水的二次加热。
如图5所示，所述超导型太阳能集热管(22)利用集热管内部的金属热管(37)进行吸热，并且通过金属热管集热头(38)将热量传递给导热油。
如图6所示，所述管道叶轮(14)中的叶轮(27)通过叶轮安装孔(29)与发电机轴(30) 固连，在蒸汽推动叶轮叶片(28)的过程中带动发电机轴的转动产生电能。
以上对本发明的具体实施例进行了详细的描述，但只是作为其中的一种实施例，本发明并不限制于以上所述的具体实施例。

Claims (6)

1.一种小型太阳能热能发电装置主要由整体支架(1)、水流开关(2)、水桶开关(3)、方形水桶(4)、给水管道(5)、蓄电池(6)、电灯泡(7)、储水箱(8)、储水箱排气口(9)、热水联箱(10)、普通型太阳能集热管(11)、热水管道(12)、导线(13)、管道叶轮(14)、发电机(15)、蒸汽管道(16)、热油管道(17)、换热器(18)、储油箱排气口(19)、储油箱(20)、热油联箱(21)、超导型太阳能集热管(22)、进口螺纹(23)、端盖安装孔(24)、出口螺纹(25)、发电机轴孔(26)、叶轮(27)、叶轮叶片(28)、叶轮安装孔(29)、发电机轴(30)、热水进口(31)、换热隔层(32)、蒸汽出口(33)、导热油出口(34)、导热油进口(35)、超导型太阳能集热管真空层(36)、金属热管(37)、金属热管集热头(38)组成。所述整体支架(1)用来支撑方形水桶(4)、热水联箱(10)和热油联箱(21)，以保证普通型太阳能集热管(11)和超导型太阳能集热管(22)的最佳倾斜角度；所述水流开关(2)与方形水桶(4)上的水桶开关(3)串联连接，水流开关(2)通过检测管道中水流的有无控制方形水桶(4)中水泵的启停；所述普通型太阳能集热管(11)和超导型太阳能集热管(22)分别对热水联箱(10)及普通型太阳能集热管(11)内部的水和热油联箱(21)内部的导热油进行加热；所述热水管道(12)和热油联箱(21)分别与换热器(18)的热水进口(31)和导热油进口(35)连通；所述导热油出口(34)和储油箱(20)进口连通；所述蒸汽出口(33)与蒸汽管道(16)相连，蒸汽管道(16)又与管道叶轮(14)通过进口螺纹(23)连接；所述管道叶轮(14)中叶轮叶片(28)通过叶轮安装孔(29)与发电机轴(30)固连；所述发电机(16)的输出电能通过导线(13)存储到蓄电池(6)中。
2.根据权利要求1所述的小型太阳能热能发电装置，其特征在于：所述热水联箱(10)和热油联箱(21)中的热水和导热油分别通过一套独立的太阳能集热装置实现吸热过程。
3.根据权利要求1所述的小型太阳能热能发电装置，其特征在于：所述导热油的沸点大于280摄氏度，与热油联箱(21)连接的各个连接件均能承受300摄氏度以下的高温。
4.根据权利要求1所述的小型太阳能热能发电装置，其特征在于：所述超导型太阳能集热管(22)利用集热管内部的金属热管(37)进行吸热，并且通过金属热管集热头(38)将热量传递给导热油。
5.根据权利要求1所述的小型太阳能热能发电装置，其特征在于：所述换热器(18)中分别通入经过一次加热后的热水联箱(10)中的热水和热油联箱(21)中的导热油，通过高温导热油在换热器(18)中实现对热水的二次加热。
6.根据权利要求1所述的小型太阳能热能发电装置，其特征在于：所述管道叶轮(14)中的叶轮叶片(28)通过叶轮安装孔(29)与发电机轴(30)固连，在蒸汽推动叶轮叶片(28)的过程中带动发电机轴(30)的转动产生电能。
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