CN202746129U - 蓄能调峰谷全天候太阳能均衡发电装置 - Google Patents

蓄能调峰谷全天候太阳能均衡发电装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种蓄能调峰谷全天候太阳能均衡发电装置，该装置利用太阳能集热装置吸收太阳能，通过相变材料相态的转换储蓄白天所吸收的太阳能，再利用相变材料所积蓄的热能加热驱动螺杆膨胀动力机的驱动介质，用被加热的驱动介质驱动螺杆膨胀动力机带动发电机发电。本实用新型的整个系统即可以全天均衡稳定发电，也可以在需要发电时候发电，具有使用方便安全，发电量均衡一致，环保可靠和太阳能利用率较高等优点。

Description

蓄能调峰谷全天候太阳能均衡发电装置
技术领域
本实用新型属于太阳能发电领域，涉及一种相变材料蓄能调峰谷全天候太阳能均衡发电装置。
背景技术
太阳能发电已经研究发展了很多年，一些示范发电项目已经达到或超过20MW，主要发电方法有光电直接发电的光伏发电，有光热产生蒸汽驱动发电机的太阳能塔式发电，槽式发电等等。但太阳能、风能等绿色能源之所以不能大量发展，主要问题就是调峰问题，由于太阳只能再白天提供太阳能，而且，随阴天、下雨、风沙等影响光线强度都会变化，这些变化影响了发电效率，使太阳能光伏发电一直出于不稳定状态，发电量时大时小，无法正常上网供电，即使非上网用电，也无法正常使用。再遇到连续阴天下雨，就会出现不能正常发电，或不能发电。国内外众多企业，研究人员竭尽全力，尝试了电池，水电调峰等方法，始终无法大功率蓄能，电池蓄能除成本高，寿命短外，还存在报废时二次环境污染问题；水电调峰则除了要求地理位置靠近河流，水库、湖泊外，同时也为水库附近的生态环境、水利资源的保护带来很多新的问题。同时，光伏发电极低的发电效率低也是一大难题，很多研究人员仍在尝试各种提高效率的方法。利用光热转换产生蒸汽发电的塔式、槽式发电，包括利用风能的风力发电技术，都存在发电不能稳定的问题。不解决太阳能和风能均匀供电问题，大规模利用太阳能和风能发电，就不可能快速发展。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种蓄能调峰谷全天候太阳能均衡发电装置，以解决太阳能发电系统的低成本均衡调峰的稳定输出的技术问题。
为了实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种蓄能调峰谷全天候太阳能均衡发电装置，包括太阳能集热装置、相变材料储存装置、螺杆膨胀动力机和发电机；所述太阳能集热装置内的热介质通过循环管线及泵输至相变材料储存装置的热交换器；所述螺杆膨胀动力机的驱动介质，通过循环管线及泵输至相变材料储存装置内的热交换器，由相变材料加热该驱动介质；该被加热的驱动介质输至螺杆膨胀动力机，驱动螺杆膨胀动力机带动发电机发电。
所述太阳能集热装置内的热介质还通过另一条循环管线及泵，直接与螺杆膨胀动力机的驱动介质管线相连，构成直接供热的回路，在该直接供热的回路管线上设有阀门。
所述相变材料储存装置根据需要选择一个或多个，该相变材料储存装置有保温层。
保温层是双层不锈钢板内部抽真空或填充有隔热材料，该隔热材料包括：气凝胶、聚苯板、聚异氰酸酯、聚丙烯酰胺、玻化微珠或岩棉中的一种。
保温层是由隔热材料外挂于相变材料储存装置上。
每个相变材料储存装置包括循环吸热介质侧热交换器和循环驱动介质侧热交换器；或内置循环驱动介质蒸发器；在采用多个相变材料储存装置时，采用并联或串联连接；在太阳能集热装置的热管与太阳能集热介质存储箱之间、太阳能集热介质存储箱与相变材料储存装置、相变材料储存装置与螺杆膨胀动力机驱动介质箱、螺杆膨胀动力机驱动介质箱与螺杆膨胀动力机之间的循环管线上分别设有阀门；所有的循环管路和介质存储箱均有保温处理层。
所述的相变材料储存装置设置在地面或地下。
所述相变材料储存装置、螺杆膨胀动力机驱动介质箱、太阳能集热介质存储箱均设置有温度计和压力表。
所述的螺杆膨胀动力机，采用单循环驱动和双循环驱动。
本实用新型所具有的积极有益效果：
1.采用太阳能集热装置集热，用所吸收太阳能加热相变材料，相变材料相变储蓄热能，再利用相变材料相变放热，加热驱动螺杆膨胀动力机的介质到所蓄要的温度压力；白天也可以用太阳能集热装置集热，用所吸收太阳能加热驱动螺杆膨胀动力机的介质，利用所加热的介质驱动螺杆膨胀动力机发电。
2．根据安装本装置地区气象情况和用户需求，使用合理数量的相变材料，如该地区可能连续阴天2天，为均衡发电，需要使用相变材料的用量够储蓄能量供三天发电使用，如果客户要求蓄能够5天发电使用，则使用相变材料数量应能蓄能量供五天发电使用。
3.无废气废物排放，无污染，环保节能，可以连续均衡发电，也可以根据客户需要发电或停止发电。
附图说明
图1为本实用新型的一个实施例结构示意图；
图2为本实用新型的另一个实施例结构示意图。
具体实施方式
本实用新型通过相变材料相态的转换储蓄白天所吸收的太阳能，再利用相变材料所积蓄的热能加热驱动螺杆膨胀动力机的介质，用被加热的介质驱动螺杆膨胀动力机带动发电机发电，发电均衡稳定。整个系统即可以全天均衡发电，也可以再需要发电时候发电，使用方便安全，发电量均衡一直，环保可靠，太阳能利用率较高。
下面结合附图，对本实用新型的技术方案详细说明如下:
实施例1
参照图1所示，一种相变材料蓄能调峰谷全天候太阳能均衡发电装置，主要包括太阳能集热装置，相变材料储存装置，螺杆膨胀动力机，发电机等；在太阳能集热装置和相变材料储存装置间有管路连接，用于循环太阳能集热装置内的介质传递热能给相变材料，使相变材料相变蓄能；在相变材料储存装置和螺杆膨胀动力机之间有管路连接，用于循环螺杆膨胀动力机内的驱动介质，驱动介质在相变材料储存装置内的热交换器内被相变材料加热到合适温度压力，驱动螺杆膨胀动力机带动发电机发电。
所述的太阳能集热装置可以是管式太阳能热水器，或板式太阳能热水器，里面的的介质可以是水或无机物水溶液或液体有机物，或液体有机物的混合物，也可以使有机物与无机物的液体混合物，
所述的相变材料选用现有技术市售产品，可以是有机物或无机物或有机物与无机物的纯物质或混合物，可以是纯金属或合金，合金可以是二种到多种金属的混合物，包括并不限于：十四烷，十五烷，十六烷，十四烷与十六烷及无机盐,无机盐水溶液,无机盐饱和水溶液,无机盐过饱和水溶液的纯净物或二元混合物或多元混合物，锡铅共晶合金。锡铅镉共晶合金，铋镉锡共晶合金，铋铅锡共晶合金，铋铅镉共晶合金，锡铅镉铋共晶合金，铋锡铅镉铟共晶合金，铋铅锡汞共晶合金。
有机物可以是石蜡,二元混合物可以是十六烷的质量含量在50～90％时的十四烷与十六烷，所用无机盐,无机盐水溶液,无机盐饱和水溶液,无机盐过饱和水溶液的纯净物或二元混合物或多元混合物包括六水合硝酸锌,六水合氯化钙,三水醋酸钠,十水合硫酸钠，十水合碳酸钠，十二水合磷酸氢二钠，十水合四硼酸二钠，硝酸钾，硫酸钠水溶液与十水合硫酸钠混合物等的盐或水溶液；所用成核剂包括高岭土、石墨粉、及铝等轻金属粉末；加入成核剂并搅拌均匀，成核剂与无机盐,无机盐水溶液,无机盐饱和水溶液,无机盐过饱和水溶液的重量百分比为0.1～20％。
实施例2
参照图2所示，一种蓄能调峰谷全天候太阳能均衡发电装置，主要包括太阳能集热装置，相变材料储存装置，螺杆膨胀动力机，发电机等；在太阳能集热装置和螺杆膨胀动力机之间有管路连接，用于循环太阳能集热装置内的介质在白天太阳能集热时用所吸收能量的一部分加热驱动螺杆膨胀动力机的介质，加热到合适温度压力的驱动介质，驱动螺杆膨胀动力机带动发电机发电。在太阳能集热装置和相变材料储存装置之间有管路连接，用于循环太阳能集热装置内的介质传递热能给相变材料，使相变材料相变蓄能，在相变材料储存装置和螺杆膨胀动力机之间有管路连接，用于在夜晚或阴天或太阳能集热装置不能提供足够热能给驱动循环螺杆膨胀动力机介质时，循环螺杆膨胀动力机内的驱动介质，驱动介质在相变材料储存装置内的热交换器内被相变材料加热到合适温度压力，驱动螺杆膨胀动力机带动发电机发电。

Claims (9)

1.一种蓄能调峰谷全天候太阳能均衡发电装置，其特征在于，包括太阳能集热装置、相变材料储存装置、螺杆膨胀动力机和发电机；所述太阳能集热装置内的热介质通过循环管线及泵输至相变材料储存装置的热交换器；所述螺杆膨胀动力机的驱动介质，通过循环管线及泵输至相变材料储存装置内的热交换器，由相变材料加热该驱动介质；该被加热的驱动介质输至螺杆膨胀动力机，驱动螺杆膨胀动力机带动发电机发电。
2.根据权利要求1所述的一种蓄能调峰谷全天候太阳能均衡发电装置，其特征在于，所述太阳能集热装置内的热介质还通过另一条循环管线及泵，直接与螺杆膨胀动力机的驱动介质管线相连，构成直接供热的回路，在该直接供热的回路管线上设有阀门。
3.根据权利要求1或2所述的一种蓄能调峰谷全天候太阳能均衡发电装置，其特征在于，所述相变材料储存装置根据需要选择一个或多个，该相变材料储存装置有保温层。
4.根据权利要求3所述的一种蓄能调峰谷全天候太阳能均衡发电装置，其特征在于，保温层是双层不锈钢板内部抽真空或填充有隔热材料，该隔热材料包括：气凝胶、聚苯板、聚异氰酸酯、聚丙烯酰胺、玻化微珠或岩棉中的一种。
5.根据权利要求3所述的一种蓄能调峰谷全天候太阳能均衡发电装置，其特征在于，保温层是由隔热材料外挂于相变材料储存装置上。
6.根据权利要求3所述的一种蓄能调峰谷全天候太阳能均衡发电装置，其特征在于，每个相变材料储存装置包括循环吸热介质侧热交换器和循环驱动介质侧热交换器；或内置循环驱动介质蒸发器；在采用多个相变材料储存装置时，采用并联或串联连接；在太阳能集热装置的热管与太阳能集热介质存储箱之间、太阳能集热介质存储箱与相变材料储存装置、相变材料储存装置与螺杆膨胀动力机驱动介质箱、螺杆膨胀动力机驱动介质箱与螺杆膨胀动力机之间的循环管线上分别设有阀门；所有的循环管路和介质存储箱均有保温处理层。
7.根据权利要求1或2所述的一种蓄能调峰谷全天候太阳能均衡发电装置，其特征在于，所述的相变材料储存装置设置在地面或地下。
8.根据权利要求6所述的一种蓄能调峰谷全天候太阳能均衡发电装置，其特征在于，所述相变材料储存装置、螺杆膨胀动力机驱动介质箱、太阳能集热介质存储箱均设置有温度计和压力表。
9.根据权利要求1或2所述的一种蓄能调峰谷全天候太阳能均衡发电装置，其特征在于，所述的螺杆膨胀动力机，采用单循环驱动和双循环驱动。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108825458A (zh) * 2018-05-30 2018-11-16 全球能源互联网欧洲研究院 太阳能光热发电设备

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