CN207609519U - 一种太阳能发电系统 - Google Patents

Abstract

一种太阳能发电系统，包括太阳能集热装置、太阳能储热装置和太阳能发电装置，所述的太阳能集热装置包括光热集热器和集热管，所述的集热管设置在光热集热器的圆心位置，所述的集热管通过管道与太阳能储热装置连通，所述的太阳能储热装置包括储热罐和散热器，所述的散热器设置在储热罐内部并且散热器与管道连接，所述的太阳能发电装置包括一级文丘里管、一级发电机、二级文丘里管和二级发电机，所述的一级文丘里管的入口端与储热罐连接，所述的二级文丘里管的扩散端与储热罐连接，提高了太阳能的转化率，光热的吸收率高达40%，转化效率高，热量散失少。

Description

一种太阳能发电系统

技术领域

本发明涉及太阳能发电技术领域，具体地说就是一种太阳能发电系统。

背景技术

现有的光伏发电领域采用光伏板进行发电，光伏板采用的半导体薄膜材料在阳光的照射下产生直流电流，然后通过并网逆变器送入电网，但是电能不能储存且光伏转换的效率只有16%左右，如果使用环境中没有电网，则需要配备蓄电池进行蓄能，不仅系统成本高昂、维护麻烦，而且蓄电池本省存在寿命问题。

太阳能是一种绿色能源，现在对新能源的应用越来越普遍，给社会的发展带来了新的活力，太阳能作为最主要的能源，已经应用在社会及人们日常生活中的方方面面，其中利用太阳能发电是现在新能源利用的重要领域。

目前的太阳能光热发电技术还有很多不成熟的地方，在太阳能光热发电技术在在集热是对于收集后的热量运输和存储后会有大量的热量散失，导致在集热的过程中热量损失，同时在热量集中后将内能转为动能，再转为电能的过程中转化效率低，导致整体太阳能光热发电转化效率降低，整体的光热发电系统的制作成本和运行成本与转化后发送的电力不持平，导致整个光热发电系统不能实现节能，较低的转化率限制着光热发电的绿色可持续发展，不符合国家的新能源发展方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能发电系统，具有蓄能功能而且发电转化率高，满足国家新能源发展要求。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种太阳能发电系统，包括太阳能集热装置、太阳能储热装置和太阳能发电装置，所述的太阳能集热装置包括光热集热器和集热管，所述的集热管设置在光热集热器的圆心位置，所述的集热管通过管道与太阳能储热装置连通，所述的太阳能储热装置包括储热罐和散热器，所述的散热器设置在储热罐内部并且散热器与管道连接，所述的太阳能发电装置包括一级文丘里管、一级发电机、二级文丘里管和二级发电机，所述的一级文丘里管的入口端与储热罐连接，所述的二级文丘里管的扩散端与储热罐连接。

作为优化，所述的光热集热器为圆弧形集热板，所述的光热集热器下端设置有支架，所述的集热管与管道连接，所述的管道穿过储热罐与散热器连接，所述的管道上还设置有压缩机。

作为优化，所述的储热罐分为内层隔热层和外层保温层，所述的内层隔热层与外层保温层之间抽真空设置。

作为优化，所述的一级文丘里管与二级文丘里管顺序连接，所述的一级文丘里管的扩散端连接有一级发电机，所述的一级发电机上安装有设置在一级文丘里管扩散端内部的叶轮。

作为优化，所述的二级文丘里管的扩散端连接二级发电机，所述的二级文丘里管通过管道与储热罐连接，所述的二级文丘里管与储热罐连接的管道上设置有压缩机和控制阀B。

作为优化，所述的一级文丘里管的入口端与储热罐连接位置设置有控制阀A。

作为优化，所述的集热管与管道内部设置有流动的冷媒介质。

作为优化，所述的储热罐中设置有压力传感器。

一种太阳能发电方法，具体步骤如下：1、进行太阳能光热集热，通过光热集热器对太阳能光热集中在集热管上，集热管内部的冷媒介质吸收光热热量，然后通过管道进行热量的输送，在管道上通过压缩机对冷媒介质加压升温后通入位于储热罐内部的散热器内；

2、进行太阳能光热储热，此时与储热罐连接的一级文丘里管上的控制阀A以及与储热罐连接的二级文丘里管上的控制阀B处于关闭状态，将输送到散热器内部的带有热量的冷媒介质在散热器内部流动，通过散热器的散热片将热量传递给储热罐中的介质，通过散热器中的冷媒介质不断循环流动，将集热装置收集的热量存储在储热罐中；

3、在储热罐中压力传感器进行压力实时检测，当检测到压力在1.5MPa-2MPa时，打开一级文丘里管上的控制阀A，此时控制阀B处于关闭状态，储热罐中的介质通过控制阀A进入一级文丘里管，再进入二级文丘里管，一级文丘里管的扩散端设置的一级发电机在高速通过的介质带动叶轮旋转进行发电，流过一级文丘里管的介质再次经过二级文丘里管，二级文丘里管的扩散端设置的二级发电机在高速通过的介质带动叶轮旋转进行发电，当储热罐内部压力处于1.2MPa时，打开控制阀B，此时控制阀A处于打开状态，一级发电机和二级发电机同时发电，当储热罐内部压力处于1.0MPa时，关闭控制阀A，此时控制阀B处于打开状态，控制二级文丘里管与储热罐之间的压缩机，将发电机输出后的低速介质在压缩机的作用下重新注入储热罐中，此时一级发电机和二级发电机上的叶轮同时旋转并且同时进行发电，当文丘里管内部抽真空后将控制阀B关闭，此时控制阀A处于关闭状态，发电过程完成；

4、重复上述1-3步骤进行持续发电，并将发电机发出的直流电转化为交流电后并网。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种太阳能发电系统，通过太阳能集热装置、太阳能储热装置和太阳能发电装置近距离同时安装，减少在每个环节中光热的散失，而且实现了光热采集后快速存储，通过储热罐将热量集中存储，然后通过储热罐中热量增多，储热罐中压力增大，通过高压高热量的储热罐泄压时对发电机上的叶轮作用旋转，实现发电，并且通过文丘里管作用，通过文丘里效应，提高介质流速，增强发电功率，本发电系统和发电方法提高了太阳能的转化率，光热的吸收率高达40%，转化效率高，热量散失少。

附图说明

图1为本发明总体结构图；

其中，1支架、2光热集热器、3集热管、4管道、5压缩机、6散热器、7储热罐、8一级文丘里管、9叶轮、10一级发电机、11二级文丘里管、12二级发电机、13控制阀A、14控制阀B。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种太阳能发电系统，包括太阳能集热装置、太阳能储热装置和太阳能发电装置，所述的太阳能集热装置包括光热集热器2和集热管3，所述的集热管3设置在光热集热器2的圆心位置，所述的集热管3通过管道4与太阳能储热装置连通，所述的太阳能储热装置包括储热罐7和散热器6，所述的散热器6设置在储热罐7内部并且散热器6与管道4连接，所述的太阳能发电装置包括一级文丘里管8、一级发电机10、二级文丘里管11和二级发电机12，所述的一级文丘里管8的入口端与储热罐7连接，所述的二级文丘里管11的扩散端与储热罐7连接。

所述的光热集热器2为圆弧形集热板，所述的光热集热器2下端设置有支架1，所述的集热管3与管道4连接，所述的管道4穿过储热罐7与散热器6连接，所述的管道4上还设置有压缩机5。

所述的储热罐7分为内层隔热层和外层保温层，所述的内层隔热层与外层保温层之间抽真空设置。

所述的一级文丘里管8与二级文丘里管11顺序连接，所述的一级文丘里管8的扩散端连接有一级发电机10，所述的一级发电机10上安装有设置在一级文丘里管8扩散端内部的叶轮9。

所述的二级文丘里管11的扩散端连接二级发电机12，所述的二级文丘里管11通过管道4与储热罐连接，所述的二级文丘里管11与储热罐7连接的管道4上设置有压缩机5和控制阀B14。

所述的一级文丘里管8的入口端与储热罐7连接位置设置有控制阀A13。

所述的集热管3与管道4内部设置有流动的冷媒介质。

所述的储热罐7中设置有压力传感器。

在图1所示的实施例一中，将光热集热器通过支架固定在地面或者房屋屋顶上，光热集热器上的支架为可调节之间，支架上为可伸缩并且可调节长度的支架，支架上分为内层活动支架和外层固定支架，内层活动支架套装在外层活动支架上，并且通过拧紧螺栓实现固定，通过光热集热器上的支架的长度调节光热集热器的倾斜角度，由于不同纬度太阳光照角不同，实现对太阳光的最大吸收，多组太阳能光热采集装置连接在一起，通过管道对集热管连接在一起，实现对太阳能光热的大面积采集，可以通过管道连接4-6个太阳能光热集热器，实现多个集热器对光热的采集，提高储热管中散热器中热量的传输。

在集热管中的冷媒介质将太阳能光热转化为内能后，在管道上的压缩机对介质压缩再次加热，提高介质的内能，集热管中的介质通过储热罐进入到散热器中，散热器上设置有多个并排设置的散热片，冷媒介质中的热量通过散热片将热量散失，储热罐中的介质将热量吸收，实现热量的存储，散热器中温度较低的冷媒介质通过不断的循环后通过管道流出散热器，再次进入到集热管中吸收光热集热器反射的光热，这样不断的循环，实现光热的快速存储，在同一个储热罐中设置多个散热器，并且每个散热器均连接4-6个太阳能光热集热装置，提高储热的工作效率，同时减少管热的传输损失。

实施例二，一种太阳能发电方法，具体步骤如下：1、进行太阳能光热集热，通过光热集热器2对太阳能光热集中在集热管3上，集热管3内部的冷媒介质吸收光热热量，然后通过管道4进行热量的输送，在管道4上通过压缩机5对冷媒介质加压升温后通入位于储热罐7内部的散热器6内；

2、进行太阳能光热储热，此时与储热罐7连接的一级文丘里管8上的控制阀A13以及与储热罐7连接的二级文丘里管11上的控制阀B14处于关闭状态，将输送到散热器6内部的带有热量的冷媒介质在散热器6内部流动，通过散热器6的散热片将热量传递给储热罐7中的介质，通过散热器6中的冷媒介质不断循环流动，将集热装置收集的热量存储在储热罐7中；

3、在储热罐7中压力传感器进行压力实时检测，当检测到压力在1.5MPa-2MPa时，打开一级文丘里管8上的控制阀A13，此时控制阀B14处于关闭状态，储热罐7中的介质通过控制阀A13进入一级文丘里管8，再进入二级文丘里管11，一级文丘里管8的扩散端设置的一级发电机10在高速通过的介质带动叶轮9旋转进行发电，流过一级文丘里管8的介质再次经过二级文丘里管11，二级文丘里管11的扩散端设置的二级发电机12在高速通过的介质带动叶轮9旋转进行发电，当储热罐7内部压力处于1.2MPa时，打开控制阀B14，此时控制阀A13处于打开状态，一级发电机10和二级发电机12同时发电，当储热罐7内部压力处于1.0MPa时，关闭控制阀A13，此时控制阀B14处于打开状态，控制二级文丘里管11与储热罐7之间的压缩机5，将发电机输出后的低速介质在压缩机5的作用下重新注入储热罐7中，此时一级发电机10和二级发电机12上的叶轮9同时旋转并且同时进行发电，当文丘里管内部抽真空后将控制阀B14关闭，此时控制阀A13处于关闭状态，发电过程完成；

4、重复上述1-3步骤进行持续发电，并将发电机发出的直流电转化为交流电后并网。

实施例三，一种太阳能发电方法，具体步骤如下：1、进行太阳能光热集热，通过光热集热器2对太阳能光热集中在集热管3上，集热管3内部的冷媒介质吸收光热热量，然后通过管道4进行热量的输送，在管道4上通过压缩机5对冷媒介质加压升温后通入位于储热罐7内部的散热器6内；

2、进行太阳能光热储热，此时与储热罐7连接的一级文丘里管8上的控制阀A13以及与储热罐7连接的二级文丘里管11上的控制阀B14处于关闭状态，将输送到散热器6内部的带有热量的冷媒介质在散热器6内部流动，通过散热器6的散热片将热量传递给储热罐7中的介质，通过散热器6中的冷媒介质不断循环流动，将集热装置收集的热量存储在储热罐7中；

3、在储热罐7中压力传感器进行压力实时检测，当检测到压力在1.5MPa-2MPa时，打开一级文丘里管8上的控制阀A13，同时打开二级文丘里管上的控制阀B14，储热罐7中的介质通过控制阀A13进入一级文丘里管8，再进入二级文丘里管11，一级文丘里管8的扩散端设置的一级发电机10在高速通过的介质带动叶轮9旋转进行发电，流过一级文丘里管8的介质再次经过二级文丘里管11，二级文丘里管11的扩散端设置的二级发电机12在高速通过的介质带动叶轮9旋转进行发电，当储热罐7内部压力处于1.0MPa时，关闭控制阀A13，此时控制阀B14处于打开状态，控制二级文丘里管11与储热罐7之间的压缩机5，将发电机输出后的低速介质在压缩机5的作用下重新注入储热罐7中，此时一级发电机10和二级发电机12上的叶轮9同时旋转并且同时进行发电，当文丘里管内部抽真空后将控制阀B14关闭，此时控制阀A13处于关闭状态，发电过程完成；

4、重复上述1-3步骤进行持续发电，并将发电机发出的直流电转化为交流电后并网。

实施例四，一种太阳能发电方法，具体步骤如下：1、进行太阳能光热集热，通过光热集热器2对太阳能光热集中在集热管3上，集热管3内部的冷媒介质吸收光热热量，然后通过管道4进行热量的输送，在管道4上通过压缩机5对冷媒介质加压升温后通入位于储热罐7内部的散热器6内；

2、进行太阳能光热储热，此时与储热罐7连接的一级文丘里管8上的控制阀A13以及与储热罐7连接的二级文丘里管11上的控制阀B14处于关闭状态，将输送到散热器6内部的带有热量的冷媒介质在散热器6内部流动，通过散热器6的散热片将热量传递给储热罐7中的介质，通过散热器6中的冷媒介质不断循环流动，将集热装置收集的热量存储在储热罐7中；

3、在储热罐7中压力传感器进行压力实时检测，当检测到压力在1.5MPa-2MPa时，打开一级文丘里管8上的控制阀A13，此时控制阀B14处于关闭状态，储热罐7中的介质通过控制阀A13进入一级文丘里管8，再进入二级文丘里管11，一级文丘里管8的扩散端设置的一级发电机10在高速通过的介质带动叶轮9旋转进行发电，流过一级文丘里管8的介质再次经过二级文丘里管11，二级文丘里管11的扩散端设置的二级发电机12在高速通过的介质带动叶轮9旋转进行发电，当储热罐7内部压力处于1.2MPa时，打开控制阀B14，此时控制阀A13处于打开状态，一级发电机10和二级发电机12同时发电，当储热罐7内部压力处于1.0MPa时，此时控制阀A13和控制阀B14处于打开状态，控制二级文丘里管11与储热罐7之间的压缩机5，将发电机输出后的低速介质在压缩机5的作用下重新注入储热罐7中，此时一级发电机10和二级发电机12上的叶轮9同时旋转并且同时进行发电，当文丘里管内部抽真空后将控制阀B14关闭，此时控制阀A13处于关闭状态，发电过程完成；

4、重复上述1-3步骤进行持续发电，并将发电机发出的直流电转化为交流电后并网。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种太阳能发电系统，其特征在于，包括太阳能集热装置、太阳能储热装置和太阳能发电装置，所述的太阳能集热装置包括光热集热器（2）和集热管（3），所述的集热管（3）设置在光热集热器（2）的圆心位置，所述的集热管（3）通过管道（4）与太阳能储热装置连通，所述的太阳能储热装置包括储热罐（7）和散热器（6），所述的散热器（6）设置在储热罐（7）内部并且散热器（6）与管道（4）连接，所述的太阳能发电装置包括一级文丘里管（8）、一级发电机（10）、二级文丘里管（11）和二级发电机（12），所述的一级文丘里管（8）的入口端与储热罐（7）连接，所述的二级文丘里管（11）的扩散端与储热罐（7）连接。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能发电系统，其特征在于：所述的光热集热器（2）为圆弧形集热板，所述的光热集热器（2）下端设置有支架（1），所述的集热管（3）与管道（4）连接，所述的管道（4）穿过储热罐（7）与散热器（6）连接，所述的管道（4）上还设置有压缩机（5）。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能发电系统，其特征在于：所述的储热罐（7）分为内层隔热层和外层保温层，所述的内层隔热层与外层保温层之间抽真空设置。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能发电系统，其特征在于：所述的一级文丘里管（8）与二级文丘里管（11）顺序连接，所述的一级文丘里管（8）的扩散端连接有一级发电机（10），所述的一级发电机（10）上安装有设置在一级文丘里管（8）扩散端内部的叶轮（9）。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能发电系统，其特征在于：所述的二级文丘里管（11）的扩散端连接二级发电机（12），所述的二级文丘里管（11）通过管道（4）与储热罐连接，所述的二级文丘里管（11）与储热罐（7）连接的管道（4）上设置有压缩机（5）和控制阀B（14）。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能发电系统，其特征在于：所述的一级文丘里管（8）的入口端与储热罐（7）连接位置设置有控制阀A（13）。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能发电系统，其特征在于：所述的集热管（3）与管道（4）内部设置有流动的冷媒介质。

8.根据权利要求1所述的一种太阳能发电系统，其特征在于：所述的储热罐（7）中设置有压力传感器。