專利名稱：一種光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能和天然氣或沼氣互補(bǔ)型 碟式斯特林太陽能發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
目前，太陽能利用技術(shù)在研究開發(fā)、商業(yè)化生產(chǎn)、市場開拓方面獲得了長足發(fā)展， 從太陽能利用技術(shù)的發(fā)展趨勢來看，太陽能熱發(fā)電技術(shù)是可再生能源發(fā)電技術(shù)的一個新焦 點(diǎn)。其中的碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，先是利用聚光鏡把太陽能聚集起來傳遞到斯特林發(fā)動 機(jī)的吸收器，在吸收器中熱量被斯特林發(fā)動機(jī)的加熱器部件中的工質(zhì)吸收，工質(zhì)受熱做功， 把熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，最后通過發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)采用 先進(jìn)的斯特林外燃機(jī)作為發(fā)電機(jī)組，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、效率高、壽命長、投資省及成本 低，具有廣闊的應(yīng)用前景。申請?zhí)?00910099047. 7，公開號CN 101581286A，發(fā)明名稱為太陽能斯特林發(fā)動
機(jī)裝置的發(fā)明專利，將太陽能真空集熱管作為斯特林發(fā)動機(jī)的熱腔或熱腔的一部分，太陽 能采集真空管把直射、散射及其它反射面反射的太陽光轉(zhuǎn)化為熱量，并加熱太陽能采集真 空管中的工作介質(zhì)，替代現(xiàn)有技術(shù)中由外部熱源加熱斯特林發(fā)動機(jī)熱腔中的工作介質(zhì)，但 是這種斯特林碟式太陽能發(fā)電裝置無法根據(jù)太陽光的強(qiáng)弱來主動調(diào)整自身的輸出功率，存 在以下缺陷
1、當(dāng)太陽光被遮擋或者是陰雨天，也就是沒有太陽光時(shí)，該裝置無法工作；
2、當(dāng)太陽光輻射強(qiáng)度變?nèi)鯐r(shí)，該裝置的發(fā)電量也會變小，甚至無法工作，從而導(dǎo)致斯特 林發(fā)動機(jī)的效率變低；
3、當(dāng)太陽光由弱變強(qiáng)或由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，由于聚光產(chǎn)生的熱量產(chǎn)生較大的變化，該發(fā)電裝 置的輸出電功率會隨之出現(xiàn)波動，從而對輸出電網(wǎng)造成沖擊；
4、該裝置無法根據(jù)用戶需要在利用太陽能發(fā)電時(shí)，在全功率范圍內(nèi)調(diào)節(jié)發(fā)電量。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有的斯特林碟式太陽能發(fā)電裝置無法在太陽光強(qiáng)弱變化時(shí)穩(wěn)定自身輸出 功率的問題，本發(fā)明的目的是提供一種太陽能和天然氣或沼氣互補(bǔ)型的碟式斯特林太陽能 發(fā)電裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它包括由基座支承的用于聚焦太陽 光的聚光碟、通過支架設(shè)置于所述聚光碟上方的用于吸收聚焦能量的吸收器、用于將熱能 轉(zhuǎn)換成電能的斯特林發(fā)電機(jī)機(jī)組，吸收器與斯特林發(fā)動機(jī)的加熱器相連，用于將聚焦的太 陽能傳遞給斯特林發(fā)動機(jī)的加熱器，它還包括燃燒器，所述燃燒器與所述吸收器相連，用于 給所述斯特林發(fā)動機(jī)的加熱器輔助加熱。進(jìn)一步地，所述燃燒器和吸收器為一體式結(jié)構(gòu)，燃燒器設(shè)置在加熱器下部，燃燒所 產(chǎn)生的高溫燃?xì)庵苯咏o加熱器加熱，經(jīng)過與加熱器換熱后的燃?xì)庠偻ㄟ^吸收器上部的聚焦
3口排出。進(jìn)一步地，所述的光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能發(fā)電裝置，它還包括一個控制系 統(tǒng)，用于根據(jù)太陽能的強(qiáng)弱自動調(diào)節(jié)供給燃燒器的燃料量和燃燒強(qiáng)弱，以實(shí)現(xiàn)斯特林發(fā)動 機(jī)總輸出電功率的穩(wěn)定。本專利的效果在于本發(fā)明在斯特林碟式太陽能發(fā)電裝置上增加了燃燒器，構(gòu)成 太陽能/天然氣或沼氣混合發(fā)電系統(tǒng)，太陽能與天然氣或沼氣發(fā)電相結(jié)合，具有互補(bǔ)性，可 以彌補(bǔ)沒有太陽光或太陽能不足時(shí)該裝置的使用問題，也提高了設(shè)備利用率和使用經(jīng)濟(jì) 性。當(dāng)太陽光照射強(qiáng)度很大時(shí)，可以關(guān)閉或降低燃燒系統(tǒng)提供的熱量；當(dāng)太陽光照強(qiáng)度減弱 時(shí)，可以開啟燃燒系統(tǒng)或提高天然氣燃燒的供熱量，保證斯特林發(fā)動機(jī)一直處于額定穩(wěn)定 的運(yùn)行狀態(tài)。該光氣互補(bǔ)型斯特林碟式太陽能發(fā)電裝置具有以下優(yōu)勢
1、當(dāng)太陽光被遮擋或者是陰雨天時(shí)，可以完全使用燃燒系統(tǒng)為斯特林發(fā)動機(jī)提供熱 能，保證裝置運(yùn)行；
2、當(dāng)太陽光輻射強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)燃燒系統(tǒng)的供熱能力，從而保證斯特林發(fā) 動機(jī)一直工作在高效區(qū)，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性；
3、由于增加了燃燒系統(tǒng)，保證系統(tǒng)的輸出電功率基本穩(wěn)定，從而可以避免對電網(wǎng)造成 沖擊；
4、由于增加了燃燒系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)自己的需要，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)燃燒系統(tǒng)提供的熱量，從 而根據(jù)需要調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出的電功率?？傊鈿饣パa(bǔ)型斯特林碟式太陽能發(fā)電裝置可以確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定的在高效區(qū) 運(yùn)行，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，減少系統(tǒng)對電網(wǎng)的沖擊。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明； 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明中吸收器、燃燒器及斯特林發(fā)動機(jī)部分的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)的示意圖。圖中標(biāo)號說明
1-聚光碟，2-基座，3-支架，4-吸收器，5-斯特林發(fā)動機(jī)，6-發(fā)電機(jī)，7-加熱器，
8-燃燒器
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖1至圖3說明本發(fā)明的光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能發(fā)電裝置。它包含聚 光碟1、斯特林發(fā)動機(jī)5、吸收器4、燃燒器8、發(fā)電機(jī)6、基座2和支架3。聚光碟1為碟狀拋 物面聚焦型反射鏡，拋物面盤采用背面鍍銀玻璃或正面貼有反光薄膜的鋁材制成并固定于 托盤上，形成一個堅(jiān)固連續(xù)的薄殼結(jié)構(gòu)并與基座2相連，聚光碟1將來自太陽的平行光聚 焦，以實(shí)現(xiàn)從低品位能到高品位能的轉(zhuǎn)化。吸收器4的功能是吸收聚焦太陽能熱量并將其 傳遞給加熱器部件。基座2及支架3用來支撐聚光碟1、吸收器4、斯特林發(fā)動機(jī)5、燃燒器 8和發(fā)電機(jī)6，基座2可作仰角傳動和方位傳動?？刂葡到y(tǒng)置于基座2內(nèi)。斯特林發(fā)動機(jī)5是將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，通過其內(nèi)的加熱器7吸收來自吸 收器4或燃燒器8的熱能，通過循環(huán)，將這些熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，并驅(qū)動電機(jī)6輸出電能。吸收器4是安裝在斯特林發(fā)動機(jī)5上用來吸收由聚光碟1聚焦后的能量的裝置，并將該能 量傳遞給斯特林發(fā)動機(jī)5，推動斯特林發(fā)動機(jī)5做功。燃燒器8將天然氣或者沼氣等生物 質(zhì)可燃?xì)怏w燃燒后釋放出來的熱能傳遞給斯特林發(fā)動機(jī)5，推動斯特林發(fā)動機(jī)5做功。燃 燒器8主要是用于功率調(diào)節(jié)和功率的穩(wěn)定。在光照強(qiáng)度較大時(shí)，減小燃燒強(qiáng)度；當(dāng)光照強(qiáng)度 突然變?nèi)鮿?，加大燃燒?qiáng)度，以保證整機(jī)輸出功率不會出現(xiàn)大的波動。在沒有光照的陰雨天 或晚上，采用天然氣或沼氣，甚至燃油供給燃燒器8燃燒，供給熱量驅(qū)動斯特林發(fā)動機(jī)5工 作，使該裝置能夠在持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行，提高設(shè)備的使用效率和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)滿足太陽能不足 時(shí)的發(fā)電問題。控制系統(tǒng)用來控制聚光碟1、燃燒器8和斯特林發(fā)動機(jī)5之間的匹配工作，使斯特 林發(fā)動機(jī)5在不同的天氣情況下或太陽能量狀態(tài)下均能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)控制系統(tǒng) 還用于對太陽角度的跟蹤，保持最大的能量接受，提高系統(tǒng)的效率。本發(fā)明將燃燒器8和吸收器4設(shè)計(jì)為一體式，這樣可以簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，燃燒器8可 以采用表面燃燒器，燃燒所產(chǎn)生的煙氣直接給斯特林發(fā)動機(jī)5加熱器7的加熱管加熱，同時(shí) 燃燒所產(chǎn)生的輻射能也能最大限度地被發(fā)動機(jī)加熱器7吸收，經(jīng)過與加熱器7換熱后的煙 氣通過吸收器4上部的聚焦口排出，結(jié)構(gòu)緊湊，方便布置。需要說明的是，在只采用燃燒系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電時(shí)，系統(tǒng)的輸出功率會由于燃燒效率 較低而小于聚焦太陽能進(jìn)行發(fā)電時(shí)的功率，一般前者是后者的80%。因此，為了提高效率， 可以將排出的煙氣與燃燒系統(tǒng)進(jìn)口的空氣進(jìn)行換熱，提高進(jìn)口空氣的溫度，從而提高系統(tǒng) 的熱利用效率。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，上述的具體實(shí)施方式
只是示例性的，是為了使本領(lǐng) 域技術(shù)人員能夠更好的理解本專利內(nèi)容，不應(yīng)理解為是對本專利保護(hù)范圍的限制，只要是 根據(jù)本專利所揭示精神所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能發(fā)電裝置，它包括由基座(2)支承的用于聚焦太 陽光的聚光碟(1)、通過支架(3)設(shè)置于所述聚光碟(1)上方的用于吸收聚焦能量的吸收器 (4)、用于將熱能轉(zhuǎn)換成電能的斯特林發(fā)電機(jī)機(jī)組，吸收器(4)與斯特林發(fā)動機(jī)(5)的加熱 器(7)相連，用于將聚焦的太陽能傳遞給斯特林發(fā)動機(jī)(5)的加熱器(7)，其特征在于它還 包括燃燒器(8 )，所述燃燒器(8 )與所述吸收器(4 )相連，用于給所述斯特林發(fā)動機(jī)(5 )的加 熱器(7)輔助加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能發(fā)電裝置，其特征在于所述 燃燒器(8)和吸收器(4)為一體式結(jié)構(gòu)，燃燒器(8)設(shè)置在加熱器(7)下部，燃燒所產(chǎn)生的 高溫燃?xì)庵苯咏o加熱器(7 )加熱，經(jīng)過與加熱器(7 )換熱后的燃?xì)庠偻ㄟ^吸收器(4 )上部的 聚焦口排出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能發(fā)電裝置，其特征在于 它還包括一個控制系統(tǒng)，用于根據(jù)太陽能的強(qiáng)弱自動調(diào)節(jié)供給燃燒器(8)的燃料量和燃燒 強(qiáng)弱，以實(shí)現(xiàn)斯特林發(fā)動機(jī)(5)總輸出功率的穩(wěn)定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能發(fā)電裝置，涉及太陽能熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。為了解決現(xiàn)有斯特林碟式太陽能發(fā)電裝置無法在太陽光強(qiáng)弱變化時(shí)穩(wěn)定自身輸出功率的問題。它包括由基座支承的用于聚焦太陽光的聚光碟、通過支架設(shè)置于聚光碟上方的用于吸收聚焦能量的吸收器、用于將熱能轉(zhuǎn)換成電能的斯特林發(fā)電機(jī)機(jī)組，吸收器與斯特林發(fā)動機(jī)的加熱器相連，用于將聚焦的太陽能傳遞給斯特林發(fā)動機(jī)的加熱器，它還包括燃燒器，其與吸收器相連，用于給斯特林發(fā)動機(jī)的加熱器輔助加熱；本發(fā)明適用于太陽能發(fā)電，該裝置采用太陽能與天然氣或沼氣發(fā)電相結(jié)合，可彌補(bǔ)無太陽光或太陽能不足時(shí)斯特林太陽能發(fā)電裝置的使用問題，可提高設(shè)備的利用率和經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號F02G1/055GK102128149SQ201110045329
公開日2011年7月20日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者劉靖飆, 朱辰元, 潘衛(wèi)明, 顧根香 申請人:上海齊耀動力技術(shù)有限公司