RU2184322C2 - Solar power plant - Google Patents
Solar power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2184322C2 RU2184322C2 RU2000132691A RU2000132691A RU2184322C2 RU 2184322 C2 RU2184322 C2 RU 2184322C2 RU 2000132691 A RU2000132691 A RU 2000132691A RU 2000132691 A RU2000132691 A RU 2000132691A RU 2184322 C2 RU2184322 C2 RU 2184322C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- inner shell
- flexible
- shells
- shell
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике, а именно к области использования солнечной энергии, и может быть применено при генерировании электрического тока с использованием энергии солнечного излучения в качестве источника теплового излучения. The invention relates to energy, and in particular to the field of use of solar energy, and can be applied to generate electric current using the energy of solar radiation as a source of thermal radiation.
Известна солнечная энергетическая установка (RU, патент 1606733, F 03 G 6/00, 1990). Указанная установка содержит гелиостатическое поле с установленными на башнях приемниками лучистой энергии Солнца для нагрева и испарения рабочей среды и, по меньшей мере, одну турбину - электрогенератор. Установка дополнительно снабжена топливным блоком (тепловая электростанция на органическом топливе). Гелиостатическое поле выполнено в виде гелиостатных участков в форме окружностей, соприкасающихся между собой с образованием центральной свободной зоны. Башни расположены по одной на каждом участке вблизи центральной зоны и снабжены дополнительным приемником излучения для предварительного нагрева рабочей среды. Турбина установлена в центральной зоне и связана одновременно со всеми башнями и тепловым блоком. Known solar power plant (RU, patent 1606733, F 03 G 6/00, 1990). The specified installation contains a heliostatic field with receivers of radiant energy of the Sun mounted on the towers for heating and evaporation of the working medium and at least one turbine - an electric generator. The installation is additionally equipped with a fuel block (thermal power plant using fossil fuels). The heliostatic field is made in the form of heliostatic sections in the form of circles in contact with each other with the formation of a central free zone. The towers are located one on each site near the central zone and are equipped with an additional radiation receiver for preheating the working environment. The turbine is installed in the central zone and is connected simultaneously with all the towers and the heat block.
Установка работает следующим образом. В течение солнечного времени турбина вырабатывает электроэнергию за счет разогрева рабочего тела лучистой энергией Солнца, а при отсутствии лучистой энергии - за счет работы теплового блока. Installation works as follows. During solar time, the turbine generates electricity by heating the working fluid with the radiant energy of the sun, and in the absence of radiant energy, by the operation of the heat block.
К недостаткам известной установки следует отнести сложность ее конструкции, высокую себестоимость получаемой электроэнергии, а также относительно невысокий коэффициент полезного действия. The disadvantages of the known installation should include the complexity of its design, the high cost of electricity received, as well as the relatively low efficiency.
Известна термовоздушная электростанция (RU, патент 2018761, F 16 L 3/00, 1994), содержащая коллектор, турбогенератор, воздуховод в виде каркаса с закрепленной на нем обшивкой из гибкого материала и аэростат, прикрепленный к воздуховоду, причем аэростат имеет форму тороида, соединен по внутренней поверхности, ограничивающей отверстие тороида, с внешней поверхностью воздуховода, а внешняя по отношению к его отверстию поверхность тороида соединена с тросами, расположенными под углом к вертикали и закрепленными на земле. Known hot air power plant (RU, patent 2018761, F 16 L 3/00, 1994), containing a collector, a turbogenerator, an air duct in the form of a frame with a sheathing of flexible material fixed to it and an aerostat attached to the duct, and the aerostat has the shape of a toroid, connected on the inner surface that bounds the hole of the toroid, with the outer surface of the duct, and the outer surface of the toroid with respect to its hole is connected to cables located at an angle to the vertical and fixed to the ground.
Известная установка работает следующим образом. Под действием градиента температур, вызываемого нагревом воздуха в аэростате, происходит перемещение воздуха снизу вверх, в том числе и через турбогенератор. Вращение турбогенератора приводит к выработке электроэнергии. A known installation works as follows. Under the influence of a temperature gradient caused by heating of the air in the aerostat, the air moves from bottom to top, including through a turbogenerator. The rotation of the turbogenerator leads to the generation of electricity.
Недостатком известного устройства следует признать его низкую эффективность, вызванную низкой скоростью прохода воздуха через турбогенератор. A disadvantage of the known device should be recognized as its low efficiency, caused by the low speed of air passage through the turbogenerator.
Известна также солнечная паротурбинная установка (SU, авторское свидетельство 855249, F 03 G 6/00, 1981). Указанная установка содержит концентратор лучистой энергии и включенные в контур циркуляции рабочего тела приемник-парогенератор, паровую турбину, регенеративный подогреватель с патрубками подвода и отвода греющей и нагреваемой сред, струйный конденсатор, активное сопло которого соединено с выходным патрубком греющей среды регенеративного подогревателя, а пассивное сопло - с радиатором, причем установка дополнительно снабжена дополнительным регенеративным подогревателем, подключенным по линии греющей среды на входе к выходу струйного конденсатора, а на выходе - к патрубку отвода греющей среды регенеративного подогревателя, а на выходе - к входу радиатора. A solar steam turbine installation is also known (SU, copyright 855249, F 03 G 6/00, 1981). The specified installation contains a radiant energy concentrator and a receiver-steam generator included in the circulation circuit of the working fluid, a steam turbine, a regenerative heater with pipes for supplying and discharging heating and heated media, a jet condenser, the active nozzle of which is connected to the output pipe of the heating medium of the regenerative heater, and the passive nozzle - with a radiator, and the installation is additionally equipped with an additional regenerative heater connected via a heating medium line at the inlet to the outlet of the jets th capacitor, and the output - to the nozzle outlet of the heating medium of the regenerative heater, and the output - to the input of the radiator.
Установка работает следующим образом. Рабочее тело нагревается до высшей температуры цикла в приемнике-парогенераторе теплом лучистой энергии Солнца и поступает в первую ступень турбины, где адиабатно расширяется. Затем в основном регенеративном подогревателе от рабочего тела изобарно отводят тепло к потоку среды, идущему в приемник-парогенератор. После указанного основного регенеративного подогревателя поток рабочего тела разделяют. Часть его поступает сначала во вторую ступень турбины, где адиабатно расширяется, а затем в дополнительный регенеративный подогреватель, где от него изобарно отводят тепло к потоку, вышедшему из диффузора струйного конденсатора, и далее в радиатор, где рабочее тело изобарно-изотермически конденсируют и изобарно переохлаждают до температуры, близкой к температуре окружающей среды. Из радиатора рабочее тело поступает в пассивное сопло конденсатора, где адиабатно расширяется и нагревается в его камере смешения теплом, отбираемым от другой части потока рабочего тела. Другая часть потока рабочего тела из основного регенеративного подогревателя поступает в активное сопло конденсатора, где адиабатно расширяется, а затем охлаждается в камере смешения. В диффузоре струйного конденсатора давление обоих потоков рабочего тела адиабатно повышается до максимального в цикле, после чего рабочее тело изобарно нагревается в обоих подогревателях и поступает в приемник-парогенератор, где его температура опять повышается до максимальной температуры цикла. Installation works as follows. The working fluid is heated to the highest cycle temperature in the receiver-steam generator by the heat of the radiant energy of the Sun and enters the first stage of the turbine, where it expands adiabatically. Then, in the main regenerative heater, heat isobarically removed from the working fluid to the medium flow going to the receiver-steam generator. After the specified main regenerative heater, the flow of the working fluid is separated. Part of it goes first to the second stage of the turbine, where it expands adiabatically, and then to an additional regenerative heater, where heat is isobarically removed from it to the stream leaving the jet condenser diffuser, and then to the radiator, where the working fluid is isobarically isothermally condensed and isobarically cooled to a temperature close to ambient temperature. From the radiator, the working fluid enters the passive nozzle of the condenser, where it adiabatically expands and is heated in its mixing chamber by heat taken from another part of the flow of the working fluid. Another part of the flow of the working fluid from the main regenerative heater enters the active nozzle of the condenser, where it adiabatically expands and then is cooled in the mixing chamber. In the diffuser of the jet condenser, the pressure of both flows of the working fluid adiabatically increases to the maximum in the cycle, after which the working fluid is heated isobarically in both heaters and enters the steam generator, where its temperature rises again to the maximum temperature of the cycle.
Недостатком указанной установки следует признать возможность использования только в солнечные дни. The disadvantage of this installation should recognize the possibility of use only on sunny days.
Техническая задача, решаемая посредством настоящего изобретения, состоит в разработке конструкции солнечной энергетической установки, позволяющей получать электроэнергию вне зависимости от погодных условий без применения дополнительных источников энергии. The technical problem solved by the present invention is to develop the design of a solar power plant, which allows to obtain electricity regardless of weather conditions without the use of additional energy sources.
Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в обеспечении получения электроэнергии и при наличии облачного покрова без использования дополнительных источников энергии. The technical result obtained as a result of the implementation of the invention consists in ensuring the generation of electricity even in the presence of cloud cover without the use of additional energy sources.
Для получения указанного технического результата предложено использовать солнечную энергетическую установку, содержащую паровую турбину, соединенную с генератором переменного электрического тока, емкость для сконденсированного пара, соединенную с выходом по пару указанной паровой турбины, выход указанной емкости посредством не менее одного насоса и гибкого трубопровода подачи воды соединен с внутренней оболочкой привязного аэростата. Указанная внутренняя оболочка аэростата выполнена с возможностью улавливания тепловой энергии солнечного излучения и передачи его пару, находящему во внутренней оболочке, посредством гибкого паропровода, внутри которого расположен указанный гибкий трубопровод подачи воды во внутреннюю оболочку, соединена с входом по пару паровой турбиной. Внутренняя оболочка аэростата выполнена светопоглощающей и отделена от атмосферы внешней оболочкой, прозрачной для солнечных лучей, и слоем газа, расположенным между оболочками. To obtain the specified technical result, it is proposed to use a solar power plant containing a steam turbine connected to an alternating electric current generator, a condensed steam tank connected to a steam output of the specified steam turbine, the output of the specified capacity through at least one pump and a flexible water supply pipe is connected with the inner shell of a tethered balloon. The specified inner shell of the balloon is made with the possibility of capturing the thermal energy of solar radiation and transmitting it to the steam located in the inner shell by means of a flexible steam pipe, inside which the specified flexible pipeline for supplying water to the inner shell is connected, connected to the steam inlet by a steam turbine. The inner shell of the balloon is made of light-absorbing and separated from the atmosphere by an outer shell transparent to sunlight, and a gas layer located between the shells.
Предпочтительно, между указанными оболочками расположены средства, предотвращающие контакт первой и второй оболочек, а также способствующие равномерному распределению газа в межоболочечном слое. Указанные средства могут быть выполнены в виде отдельных изолированных указанными оболочками и перпендикулярно расположенными лентами отсеков, или в виде пирамидальных элементов, основания которых являются или частью первой оболочки, или частью второй оболочки. Preferably, between these shells are located means that prevent contact of the first and second shells, as well as contributing to a uniform distribution of gas in the inter-shell layer. These tools can be made in the form of separate isolated by the specified shells and perpendicularly located ribbons compartments, or in the form of pyramidal elements, the bases of which are either part of the first shell or part of the second shell.
Преимущественно использован газ с теплопроводностью, не превышающей теплопроводность воздуха. Предпочтительно внутренняя оболочка содержит фотолюминофор, поглощающий солнечное излучение в УФ-диапазоне и генерирующий излучение в ИК-диапазоне. В частности, это может быть фотолюминофор на основе алюмината стронция, активированного европием и диспрозием (US, патент 5424006). Mostly used gas with a thermal conductivity not exceeding the thermal conductivity of the air. Preferably, the inner shell comprises a photoluminophore that absorbs solar radiation in the UV range and generates radiation in the infrared range. In particular, it can be a photoluminophore based on strontium aluminate activated by europium and dysprosium (US patent 5424006).
Преимущественно, трубопровод подачи воды выполнен с возможностью разбрызгивания подаваемой воды во внутренней оболочке. Advantageously, the water supply pipe is configured to spray the supplied water in the inner shell.
В дальнейшем сущность изобретения будет рассмотрена с использованием графического материала. На чертеже приняты следующие обозначения: внутренняя оболочка 1, внешняя оболочка 2, слой 3 газа, перегретый пар 4, находящийся во внутренней оболочке 1, гибкий паропровод 5 перегретого пара, паровая турбина б, трубопровод 7 подачи воды в оболочку 1, насосы 8, емкость 9. In the future, the invention will be considered using graphic material. The following notation is used in the drawing: inner shell 1, outer shell 2, gas layer 3, superheated steam 4 located in the inner shell 1, flexible steam pipe 5 of superheated steam, steam turbine b, pipe 7 for supplying water to the shell 1, pumps 8, capacity 9.
Установка работает следующим образом. Внутреннюю оболочку 1 аэростата наполняют водяным паром 4. Пространство между внешней 2 и внутренней 1 оболочками заполнено водородом. Количество водорода выбрано таким образом, что оболочки 1 и 2 отделены одна от другой. Под действием водяного пара 4 оболочки 1 и 2 аэростата поднимаются вверх. Высоту подъема регулируют, отпуская крепящие оболочки 1 и 2 к земле канаты (не показаны). При подъеме оболочек 1 и 2 выше облачного покрова канаты фиксируют в одном положении. Солнечные лучи, проходя через оболочку 2 и слой газа, проходят и через оболочку 1, выполненную, например, из полиэтиленовой пленки. Указанная оболочка, дополнительно содержащая люминофор на основе алюмината стронция, активированного европием и диспрозием, не только пропускает ИК-диапазон солнечного излучения, но и преобразует УФ-диапазон в ИК-диапазон. Прошедшее излучение нагревает водяной пар 4, который при этом расширяется. Поскольку объем оболочки 1 ограничен, то давление водяного пара 4 увеличивается и перегретый водяной пар по трубопроводу 5 поступает в паровую турбину 6. Вращение указанной паровой турбины 6 вызывает вращение вала генератора (не показан) и выработку электрической энергии. Сконденсированная вода из емкости 9 действием насосов 8 по трубопроводу 7, расположенному внутри трубопровода 5, поступает во внутреннюю оболочку 1. Прохождение воды внутри трубопровода перегретого пара вызывает подогрев воды. Installation works as follows. The inner shell 1 of the balloon is filled with water vapor 4. The space between the outer 2 and the inner 1 shells is filled with hydrogen. The amount of hydrogen is selected in such a way that the shells 1 and 2 are separated from one another. Under the influence of water vapor 4 shells 1 and 2 of the aerostat rise up. The lifting height is regulated by releasing the fastening shells 1 and 2 to the ground ropes (not shown). When the shells 1 and 2 rise above the cloud cover, the ropes are fixed in one position. The sun's rays, passing through the shell 2 and the gas layer, pass through the shell 1, made, for example, from a plastic film. The specified shell, additionally containing a phosphor based on strontium aluminate activated by europium and dysprosium, not only transmits the infrared range of solar radiation, but also converts the UV range into the infrared range. The transmitted radiation heats the water vapor 4, which expands. Since the volume of the shell 1 is limited, the pressure of water vapor 4 increases and superheated water vapor through a pipe 5 enters the steam turbine 6. The rotation of the specified steam turbine 6 causes the rotation of the generator shaft (not shown) and the generation of electrical energy. Condensed water from the tank 9 by the action of the pumps 8 through the pipe 7 located inside the pipe 5, enters the inner shell 1. The passage of water inside the superheated steam pipe causes the water to heat up.
При диаметре шара аэростата примерно 200 м подъемная сила составит примерно 2000 т. Подобная система способна поднять вверх и трубопроводы, и насосы. При подобном размере шара аэростата установка способна выработать до 1000 кВт электрической энергии. With a balloon diameter of approximately 200 m, the lifting force is approximately 2000 tons. A similar system can lift up pipelines and pumps. With a similar balloon size, the installation is capable of generating up to 1000 kW of electrical energy.
Поскольку над облачным покровом в дневное время суток всегда присутствует солнце, то независимо от облачности генерирование электрической энергии происходит все светлое время суток. В темное время суток установка работает за счет запасов водяного пара во внутренней оболочке аэростата. Since the sun is always present over the cloud cover in the daytime, regardless of the cloudiness, the generation of electrical energy occurs throughout the daylight hours. In the dark, the installation works due to the reserves of water vapor in the inner shell of the balloon.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000132691A RU2184322C2 (en) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | Solar power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000132691A RU2184322C2 (en) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | Solar power plant |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000132691A RU2000132691A (en) | 2001-05-10 |
RU2184322C2 true RU2184322C2 (en) | 2002-06-27 |
Family
ID=20244026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000132691A RU2184322C2 (en) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | Solar power plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2184322C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007139436A1 (en) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Otkrytoe Akzionernoe Obschestvo 'moscow Committee Of Science And Technologies' | Device for increasing the power output of a solar power plant for producing electric power and heat |
CN102116470A (en) * | 2011-02-18 | 2011-07-06 | 南京科远自动化集团股份有限公司 | Solar energy steam superheater |
RU2488149C2 (en) * | 2011-04-26 | 2013-07-20 | Денис Михайлович Афанасьев | Planar lightguide |
US8661777B2 (en) | 2009-01-19 | 2014-03-04 | Yeda Research Development Co. Ltd | Solar combined cycle power systems |
-
2000
- 2000-12-27 RU RU2000132691A patent/RU2184322C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007139436A1 (en) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Otkrytoe Akzionernoe Obschestvo 'moscow Committee Of Science And Technologies' | Device for increasing the power output of a solar power plant for producing electric power and heat |
US8661777B2 (en) | 2009-01-19 | 2014-03-04 | Yeda Research Development Co. Ltd | Solar combined cycle power systems |
CN102116470A (en) * | 2011-02-18 | 2011-07-06 | 南京科远自动化集团股份有限公司 | Solar energy steam superheater |
CN102116470B (en) * | 2011-02-18 | 2015-04-08 | 南京科远自动化集团股份有限公司 | Solar energy steam superheater |
RU2488149C2 (en) * | 2011-04-26 | 2013-07-20 | Денис Михайлович Афанасьев | Planar lightguide |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4253307A (en) | Solar power generator and water purifier | |
US3936652A (en) | Power system | |
US4391100A (en) | Closed loop hermetically sealed solar power generator | |
CN105221351B (en) | The hybrid system to be generated electricity using solar thermal energy and wind energy | |
US8479515B2 (en) | Solar power generator | |
IL88572A (en) | Method of and apparatus for producing power from solar ponds | |
CN103119266A (en) | Solar tower with integrated gas turbine | |
TW201104174A (en) | Steam supply apparatus | |
CN101344020A (en) | Solar tower type focusing high temperature heat collection steam boiler-turbine electric generating apparatus | |
RU2184322C2 (en) | Solar power plant | |
US10703645B2 (en) | Atmospheric water generation | |
CN104556278B (en) | A kind of solar energy and wind energy combine passive vacuum type sea water desalinating unit | |
US20080041362A1 (en) | Electrical generator systems and related methods | |
US20140216032A1 (en) | Solar direct steam generation power plant combined with heat storage unit | |
CN101210745B (en) | Solar energy heat electricity generation and heat supplying device | |
KR102096691B1 (en) | Method and device for preventing drying in a boiler of a tower solar concentration plant | |
US9032732B1 (en) | High efficiency OTEC service station | |
RU2389900C1 (en) | Solar power plant | |
RU2170852C2 (en) | Solar power plant | |
RU2013655C1 (en) | Aerodynamic solar power station | |
KR200209292Y1 (en) | Solar energy utilization and storage | |
US9745966B2 (en) | Floating solar collector assisted OTEC generator | |
KR20130043303A (en) | Solar and wind power generation funnel effect | |
KR100818335B1 (en) | Solar receiver | |
CN105529958A (en) | Efficient flue gas temperature difference power generation device and method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061228 |