CN204851555U - 一种蝶式分布的太阳能低温发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种蝶式分布的太阳能低温发电系统，包括碟式集热器、油循环系统、油/水热交换器、热水循环系统、冷水循环系统、温差发电机、逆变器。碟式集热器连接到油循环系统，油循环系统连接到油/水热交换器；热水循环系统在油/水热交换器和温差发电机的热端之间循环，冷水循环系连接到温差发电机的冷端。集热器自动控制系统保证碟式集热器自动跟踪太阳。本实用新型采用了两级热传导方式来降低发电机的工作温度，将温差发电机的热端温度控制在60-100°之间，从而放弃了斯特林机组的高工作温度，使得发电机工作在更低的温度。同时，发电机能够采用更便宜的材料，降低了整个发电系统的设备费用和运行成本。

Description

一种蝶式分布的太阳能低温发电系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能光热发电技术领域，为一种蝶式分布式太阳能低温发电系统。

背景技术

随着对传统化石能源(煤炭、石油、天然气等)的长期使用，传统化石能源的储量在持续的降低。同时，传统化石能源在使用过程中，伴随产生的环境污染问题也对人类的生存和发展产生了各种直接和间接的危害。有鉴于此，人类社会在开发清洁和新型的能源方面投入了大量的人力物力，在此过程中，太阳能的利用越来越被人类社会重视，从而得到了长足的发展。

太阳表面温度高达6000℃，内部不断进行核聚变反应，并且以辐射方式向宇宙空间发射出巨大的能量。据估计，每三天太阳向地球辐射的能量，就相当于地球所有矿物燃料能量的总和。人类利用太阳能最常见的途径有三个：光热转换、光电转换和光化转换。

随着太阳能技术的发展，出现了一种新的光热发电利用技术。按照太阳能集热器的分类，光热发电技术可分为以下三种：塔式聚能热发电技术、槽式聚能热发电技术和碟式斯特林机组热发电技术。在上述几种太阳能热发电技术中，碟式斯特林机组热发电技术能够自动跟踪太阳，转换效率较高，从而得到了较大发展。但是在碟式斯特林机组热发电技术的应用过程中，由于斯特林机组本身要求在700°的条件下工作，整个发动机所需的材料全部为耐高温金属，从而导致了整个机组造价昂贵，工作寿命短的缺陷。

实用新型内容

本实用新型为了降低碟式斯特林机组热发电技术的以上缺点，提供了一种碟式分布的太阳能低温发电系统，其主要目的是在吸取碟式斯特林机组热发电技术的优点的同时降低发电机的工作温度，从而能够降低发电机组的设备费用和运行费用。

为实现上述目的，本实用新型采取了双循环系统的低温发电系统，具体技术方案如下：一种蝶式分布的太阳能低温发电系统，包括碟式集热器、油循环系统、油/水热交换器、热水循环系统、冷水循环系统、温差发电机、逆变器，其中：所述碟式集热器的油管路连接到油循环系统，油循环系统连接到油/水热交换器，经过所述油/水热交换器进行油循环；所述热水循环系统连接在所述油/水热交换器和温差发电机的热端之间，经过所述油/水热交换器和温差发电机的热端进行热水循环；所述冷水循环系连接到温差发电机的冷端，经过所述温差发电机的冷端进行冷水循环；所述温差发电机的运动输出端连接逆变器。

进一步讲，所述低温发电系统还包括热水储罐，所述热水循环系统从油/水热交换器流出来的水，经过所述热水储罐，再流到所述温差发电机的热端。

所述低温发电系统还包括冷水储罐，所述冷水循环系统从温差发电机的冷端流出来的水，经过所述冷水储罐进行循环。

所述低温发电系统还包括集热器支撑底座和集热器自动控制系统，所述集热器支撑底座支撑所述碟式集热器，所述集热器自动控制系统控制碟式集热器的运动方向。

所述油循环系统、热水循环系统、冷水循环系统中分别设置有泵。

所述碟式集热器为单个碟式集热器，或多个并联的碟式集热器。单个所述碟式集热器的直径为3m-20m。

所述热水循环系统流经所述温差发电机热端的水温度为60-100°。

所述冷水循环系统流经所述温差发电机的冷端的水温度为5-25°。

本实用新型采取上述技术方案，使其具体了如下的有益技术效果：

1、本实用新型采用了两级热传导方式来降低发电机的工作温度，通过油循环系统、油/水热交换器、热水储罐和热水循环系统，以及冷水罐和冷水循环系统，将温差发电机的热端温度控制在60-100°之间，从而放弃了斯特林机组的高工作温度，使得发电机工作在更低的温度。

2、由于温度低，发电机的选材类型就相应的比较广泛，发电机能够采用更便宜的材料，降低了整个发电系统的设备费用和运行成本。

3、集热器自动控制系统和集热器支撑底座用来保证碟式集热器自动跟踪太阳，提高碟式集热器的使用效率。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图中件号说明：

1---碟式集热器2---集热器自动控制系统3---集热器支撑底座

4---油循环系统5---油/水热交换器6---热水储罐

7---热水循环系统8---温差发电机9---冷水储罐

10---冷水循环控制系统11---逆变器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型涉及到一种碟式分布式太阳能低温发电系统，包括：碟式集热器1、集热器自动控制系统2、集热器支撑底座3、油循环系统4、油/水热交换器5、热水储罐6、热水循环系统7、温差发电机8、冷水储罐9、冷水循环系统10、逆变器11等组成部分。

由图中可以看出，集热器支撑底座3支撑着碟式集热器1，集热器自动控制系统2用来控制碟式集热器1的方向，集热器自动控制系统2和集热器支撑底座3共同保证碟式集热器1自动跟踪太阳，提高碟式集热器1的使用效率。在碟式集热器1上通过油管路连接着油循环系统4，油循环系统4连接到油/水热交换器5，在油循环系统4的控制下，热油从碟式集热器1泵出，经过油/水热交换器5，再回到碟式集热器1中。

油/水热交换器5上通过热水管路同步连接着热水循环系统7，热水循环系统7连接在油/水热交换器5与温差发电机8之间，在热水循环系统7的控制下，吸取了油热量的热水从油/水热交换器5泵出，经过热水储罐6，进入到温差发电机8中，同时在热水储罐6中进行储存，然后再从温差发电机8中回流到油/水热交换器5。在油/水热交换器5中进行着油与水的热交换。热水循环系统连接在温差发电机8的热端，在温差发电机8的冷端连接冷水循环系统10。在冷水循环系统10的控制下，冷水自冷水储罐9泵出，经过温差发电机8的冷端再回流到冷水储罐9。

上述提到的油循环系统4、热水循环系统7、冷水循环系统10中，必然包括泵。

在本实用新型提供的系统中，所述碟式集热器1根据不同的使用环境要求，碟式集热器1可以为单一碟式集热器，也可以为多个并联的碟式集热器。当为单一碟式集热器使用时，单个碟式集热器的直径可选择从3m到20m；当多个碟式集热器并联使用时，并联数量可以从2个到100个，并联的所有碟式集热器都可以通过同一套油/水热交换器5和热水循环系统传热。

由于油循环系统工作时，导热油的工作温度可达80-300°之间，温度较高，所以为了实现设备的低温工作，本实用新型采用了两级热传导方式来降低温差发电机的工作温度，通过冷、热水循环系统，将温差发电机8的热端温度控制在60-100°之间，从而放弃了斯特林机组的高工作温度，使得发电机工作在更低的温度，同时发电机也可能够采用更便宜的材料，降低了整个发电系统的设备费用和运行成本。

该系统工作时，首先打开油循环系统4、热水循环系统7、温差发电机8和冷水循环系统10，接下来打开集热器自动控制系统2，自动调整碟式集热器1，使得碟式集热器自动跟踪太阳，保持良好的工作效率。碟式集热器1收集到的热量加热了油循环系统4中的导热油，并通过油循环系统4把热量传输到油/水热交换器5，再通过油/水热交换器5将热量传输给热水，热水的温度为60-100°。热水通过热水循环系统7输送到温差发电机8的热端，与此同时通过冷水循环系统10将5-25°的冷水输送到温差发电机8的冷端，使得温差发电机8发电，将温差发电机8连接到逆变器11，从而在逆变器11的输出端得到电力供应。

在整个工作过程中，为了保持温差发电机8能够运行在一个稳定的工作条件下，在整个系统中增加了热水储罐6和冷水储罐9，目的是保持输送到温差发电机8的冷、热水的温度能够变化平稳，保持良好工作状态。同时，热水储罐还可以作为蓄热器，保证在阳光不足的时候，能够释放热量，使得整个发电系统能够继续运行。

实施例1：

碟式分布式太阳能低温发电系统采用8米直径的碟式集热器，额定功率为12千瓦的温差发电机，5立方米的热水储罐，5立方米的冷水储罐。温差发电机的热端进水温度保持在80-100°之间，冷端进水温度保持在10-20°之间。整个发电系统的发电功率达到了12千瓦，除去系统自消耗约3千瓦之外，对外输出功率能够达到9千瓦。

实施例2：

碟式分布式太阳能低温发电系统采用3.6米直径的碟式集热器，额定功率为12千瓦的温差发电机，1立方米的热水储罐，5立方米的冷水储罐。温差发电机的热端进水温度保持在80-100°之间，冷端进水温度保持在10-20°之间。整个发电系统的发电功率达到了4千瓦，系统自消耗约1.5千瓦，可供对外输出功率2.5千瓦。

本领域的技术人员应该理解，以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种蝶式分布的太阳能低温发电系统，其特征在于，包括碟式集热器、油循环系统、油/水热交换器、热水循环系统、冷水循环系统、温差发电机、逆变器，其中：

所述碟式集热器的油管路连接到油循环系统，所述油循环系统连接到油/水热交换器，经过所述油/水热交换器进行油循环；

所述热水循环系统连接在所述油/水热交换器和所述温差发电机的热端之间，经过所述油/水热交换器和所述温差发电机的热端进行热水循环；

所述冷水循环系连接到温差发电机的冷端，经过所述温差发电机的冷端进行冷水循环；

所述温差发电机的运动输出端连接逆变器。

2.根据权利要求1所述的蝶式分布的太阳能低温发电系统，其特征在于，所述低温发电系统还包括热水储罐，所述热水循环系统从油/水热交换器流出来的水，经过所述热水储罐，再流到所述温差发电机的热端。

3.根据权利要求1或2所述的蝶式分布的太阳能低温发电系统，其特征在于，所述低温发电系统还包括冷水储罐，所述冷水循环系统从温差发电机的冷端流出来的水，经过所述冷水储罐进行循环。

4.根据权利要求1所述的蝶式分布的太阳能低温发电系统，其特征在于，所述低温发电系统还包括集热器支撑底座和集热器自动控制系统，所述集热器支撑底座支撑所述碟式集热器，所述集热器自动控制系统控制碟式集热器的运动方向。

5.根据权利要求1所述的蝶式分布的太阳能低温发电系统，其特征在于，所述油循环系统、热水循环系统、冷水循环系统中分别设置有泵。

6.根据权利要求1所述的蝶式分布的太阳能低温发电系统，其特征在于，所述碟式集热器为单个碟式集热器，或多个并联的碟式集热器。

7.根据权利要求1所述的蝶式分布的太阳能低温发电系统，其特征在于，单个所述碟式集热器的直径为3m-20m。

8.根据权利要求1所述的蝶式分布的太阳能低温发电系统，其特征在于，所述热水循环系统流经所述温差发电机热端的水温度为60-100°。

9.根据权利要求1或8所述的蝶式分布的太阳能低温发电系统，其特征在于，所述冷水循环系统流经所述温差发电机的冷端的水温度为5-25°。