太陽能跟蹤聚焦發(fā)電及制冷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽能發(fā)電和制冷系統(tǒng)，具體是指太陽能跟蹤聚焦發(fā)電及制冷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能作為取之不盡同時又是生態(tài)學(xué)上純凈的和不改變地球上燃料平衡的能源，有著能源總量大，又容易實現(xiàn)分散化利用的優(yōu)點。但是常規(guī)的太陽能熱利用只能用于低溫?zé)釕?yīng)用領(lǐng)域，比如說家用的太陽能熱水器、低溫?zé)崴h(huán)系統(tǒng)等，工質(zhì)溫度低，難以滿足工業(yè)熱能和太陽能熱發(fā)電需求，應(yīng)用受到極大限制。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供太陽能跟蹤聚焦發(fā)電及制冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠利用太陽能集熱、儲熱技術(shù)，驅(qū)動發(fā)電裝置發(fā)電或者制冷機制冷。
[0004]本實用新型的上述目的通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:太陽能跟蹤聚焦發(fā)電及制冷系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括集熱器、儲熱罐、汽包、制冷機、發(fā)電裝置、冷卻塔、冷卻水箱、補水水箱、集水缸I和集水缸II，所述集熱器用于吸收太陽能的熱量，集熱器的出口與汽包的進口通過高壓熱水管路相連通，汽包的出口連接有蒸汽主管路，所述的蒸汽主管路在尾端分成并聯(lián)的兩條管路，一條管路為制冷機蒸汽進氣管，與制冷機的蒸汽進口相連通，另一條管路為發(fā)電裝置蒸汽進氣管，與發(fā)電裝置的蒸汽進口相連通，所述的制冷機還分別連接有冷凍水回水管路、冷凍水供水管路、塔底支管路1、塔頂支管路I和制冷機蒸汽出氣管，所述的發(fā)電裝置還分別連接有塔底支管路I1、塔頂支管路II和發(fā)電裝置蒸汽出氣管，所述的發(fā)電裝置還與發(fā)電機相連接，通過蒸汽做功驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，所述的制冷機蒸汽出氣管和發(fā)電裝置蒸汽出氣管相交匯，交匯后與冷卻水箱的進水管路相連通，所述冷卻塔具有塔頂主管路和塔底主管路，所述的塔底支管路I和塔底支管路II相交匯，交匯后與所述的塔底主管路相連通，所述的塔頂支管路I和塔頂支管路II相交匯，交匯后與所述的塔頂主管路相連通，冷卻塔塔底還連接有自來水補水管路，所述冷卻水箱的出水口通過連接管路與集熱器的進口相連通，所述的集水缸I和集水缸II沿著自集熱器向冷卻水箱的方向設(shè)置在所述連接管路上，所述冷卻水箱還具有旁支管路，與所述補水水箱的進水口相連通，補水水箱的出水口通過補水管路與所述的連接管路相連接，連接點位于集水缸II與冷卻水箱之間的管段，所述汽包還旁支一路與所述集水缸II相連接的汽包支管路，所述集水缸I還旁支一路回水管路，所述回水管路與集熱器的高壓熱水管路相連接，所述儲熱罐的兩端分別連接有儲熱進水管路和儲熱出水管路，儲熱進水管路與集熱器的高壓熱水管路相交匯，儲熱出水管路與回水管路相交匯，所述儲熱進水管路、連接管路、旁支管路和塔底主管路上均設(shè)置有循環(huán)水泵，所有管路上均設(shè)置有閥，以控制管路的切斷和連通，該系統(tǒng)通過集熱器和汽包產(chǎn)生蒸汽，然后通過蒸汽驅(qū)動發(fā)電裝置發(fā)電，或者驅(qū)動制冷機制冷。
[0005]本實用新型中，所述的集熱器優(yōu)選線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器，也可以采用其他能夠吸收太陽能熱量，產(chǎn)生高溫高壓水的集熱器。線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器使用的是平面鏡列，采用單軸東西跟蹤太陽的方式，保證太陽光一直線聚焦于鏡列上方的吸收器。吸收器采用直通型真空集熱管，內(nèi)管為不銹鋼管，鋼管外表面有選擇性吸收涂層。外層的玻璃管和內(nèi)層不銹鋼管之間是真空隔熱層。
[0006]本實用新型中，所述的制冷機優(yōu)選蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機，也可以選用其他類型的制冷機。
[0007]本實用新型中，所述的發(fā)電裝置優(yōu)選有機朗肯循環(huán)發(fā)電裝置，也可以選用其他類型的發(fā)電裝置。
[0008]本實用新型中，所述儲熱罐的蓄熱材料為HITEC熔鹽，HITEC熔鹽為硝酸鉀、硝酸鈉和亞硝酸的混合物，配比為:7% NaN03±53% KN03±49% NaNO2，利用HITEC熔鹽的相變潛熱進行蓄熱。儲熱罐蓄熱材料為HITEC熔鹽，熔點約為142°C。從線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器出來的液態(tài)承壓的中溫?zé)崴M入儲熱罐中的盤管，將熱量傳給HITEC熔鹽，然后仍以液態(tài)水的形式流出儲熱罐。儲熱罐放熱時，溫度較低的水流經(jīng)儲熱罐內(nèi)的盤管，吸收熔鹽的熱量后變成溫度較高的水流出儲熱罐。
[0009]本實用新型中，所述汽包內(nèi)還設(shè)置有電加熱器，需要時給進入汽包的水加熱，使水汽化。
[0010]本實用新型中，所述冷卻水箱與補水水箱之間還增設(shè)一路并聯(lián)回水管路。
[0011]本實用新型系統(tǒng)的集熱器采用線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器，能將水加熱到200°C，能夠驅(qū)動雙效吸收式制冷機，并能驅(qū)動有機朗肯循環(huán)發(fā)電設(shè)備發(fā)電。能實現(xiàn)制冷和發(fā)電兩個基本功能，同時儲熱罐具有能量存儲和放熱利用的功能，熔鹽相變儲熱技術(shù)因其儲熱密度大的特點，應(yīng)用在太陽能集熱系統(tǒng)中能增加系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，并提高能源利用率。
[0012]該系統(tǒng)中，集熱器吸收太陽能的熱量后，加熱水至飽和狀態(tài)，進入汽包變成蒸汽，然后蒸汽驅(qū)動有機朗肯循環(huán)發(fā)電裝置發(fā)電，或驅(qū)動蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機制冷。集熱器出來水的熱量不夠時，可啟動電加熱器作為輔助熱源。當集熱器收集熱量富余，或不進行制冷和發(fā)電時，可將多余的熱量存儲在儲熱罐中，以備集熱器集熱量不足時使用。本實用新型使用了中溫線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器，最大限度地采集太陽能，能實現(xiàn)發(fā)電和制冷兩個基本功能。同時加入了電加熱和蓄熱裝置，增加了系統(tǒng)的可靠性，并提高能量利用率。
[0013]本實用新型太陽能跟蹤聚焦發(fā)電及制冷系統(tǒng)可以采用如下多種運行模式:
[0014]運行模式一:當太陽輻射強度足夠時，線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器運行產(chǎn)生的熱水進入汽包，氣化成蒸汽進入蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機或有機朗肯循環(huán)發(fā)電裝置進行制冷或發(fā)電，此時冷卻塔啟用。從蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機或有機朗肯循環(huán)發(fā)電裝置出來的水經(jīng)過冷卻水箱冷卻，再經(jīng)循環(huán)水泵加壓進入線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器吸收聚焦后的太陽熱量，完成循環(huán)。
[0015]運行模式二:當線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器運行產(chǎn)生的熱水熱量富余，部分熱水流經(jīng)儲熱罐進行蓄熱，然后進入線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器完成循環(huán)。
[0016]運行模式三:當太陽能跟蹤聚焦發(fā)電及制冷系統(tǒng)的不需要制冷或發(fā)電時，從線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器出來的全部熱水流經(jīng)儲熱罐進行蓄熱，然后進入線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器完成循環(huán)。
[0017]運行模式四:當太陽輻射強度不夠、線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器產(chǎn)生熱水的熱量不足時，啟用電加熱器，給從集熱器出來的水再次加熱，至滿足熱量需求。
[0018]運行模式五:當太陽輻射強度不夠、線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器產(chǎn)生熱水的熱量不足時，啟用儲熱罐，給從集熱器出來的水再次加熱，至滿足熱量需求。
[0019]運行模式六:當太陽輻照條件不好，或在陰雨天、夜間時，線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器無法運行，可以啟用儲熱罐，給管路回水加熱，驅(qū)動蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機或有機朗肯循環(huán)發(fā)電裝置。
[0020]在本實用新型中，蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機和有機朗肯循環(huán)發(fā)電裝置不同時工作；儲熱罐和電加熱器不同時工作。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下顯著效果:
[0022](I)本實用新型采用的是直接蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)，產(chǎn)生的蒸汽直接驅(qū)動吸收式制冷機或有機朗肯循環(huán)發(fā)電裝置，系統(tǒng)熱損失小，熱利用率高。
[0023](2)本實用新型的集熱器采用的是線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器，能充分采集太陽能，同時線性菲涅爾跟蹤聚焦集熱器維護方便，成本較低、抗風(fēng)性好.
[0024](3)本實用新型儲熱罐儲熱材料使用相變儲熱材料，罐體儲熱密度大