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一種利用太陽能和地?zé)崮艿穆?lián)合發(fā)電裝置的制作方法

文檔序號(hào):12041944閱讀:267來源:國知局
本發(fā)明涉及一種太陽能發(fā)電裝置,也涉及一種地?zé)崮馨l(fā)電裝置,具體而言,涉及一種利用太陽能和地?zé)崮艿穆?lián)合發(fā)電裝置。

背景技術(shù):
傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少,能源問題已經(jīng)成為不容忽視的全球性問題。尋找新能源,已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。每天豐富的太陽輻射能是取之不盡、用之不竭的,無污染,廉價(jià),是人類能夠自由利用的能源,成為最先納入人們視野的最佳選擇。太陽能每秒鐘到達(dá)地面的能量高達(dá)80萬千瓦,如果把地球表面0.1%的太陽能轉(zhuǎn)為電能,轉(zhuǎn)變率為5%,每年發(fā)電量可達(dá)5.6×1012萬千瓦時(shí),相當(dāng)于目前世界上能耗的40倍左右。我國是太陽能資源豐富的國家之一。我國有荒漠面積108萬平方公里,主要分布在光照資源豐富的西部地區(qū)。與此同時(shí),西部地區(qū)(例如西藏地區(qū))也是我國主要的地?zé)豳Y源分布區(qū),利用地?zé)岚l(fā)電是地?zé)崂玫淖钪匾绞?,地?zé)岚l(fā)電和火力發(fā)電的原理是一樣的,都是利用蒸汽的熱能在汽輪機(jī)中轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。所不同的是,地?zé)岚l(fā)電不象火力發(fā)電那樣要裝備龐大的鍋爐,也不需要消耗燃料,從15至180℃范圍的地?zé)崴伎梢岳?,地?zé)岚l(fā)電的過程,就是把地下熱能首先轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,然后再把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程。然而能否將太陽能和地?zé)崮軆烧呗?lián)合起來發(fā)電日趨成為研究熱點(diǎn),現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)兩者的結(jié)合使用也并未多見,但其效果是可以預(yù)見的,其能夠最大限度的利用綠色能源,增強(qiáng)發(fā)電效率,達(dá)到源源不斷產(chǎn)生能量的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種利用太陽能和地?zé)崮艿穆?lián)合發(fā)電裝置,可實(shí)現(xiàn)既利用太陽能又利用地?zé)崮艿募夹g(shù)效果。本發(fā)明的技術(shù)方案還能夠?qū)崿F(xiàn)全天候的發(fā)電供應(yīng),具有較強(qiáng)的應(yīng)用前景。本發(fā)明的技術(shù)方案為,一種利用太陽能和地?zé)崮艿穆?lián)合發(fā)電裝置,其包括:太陽能采集系統(tǒng),該太陽能采集系統(tǒng)包括太陽能電池板、與電池板電連接的蓄電池、用于控制采集系統(tǒng)的控制器、加熱器及與蓄電池和加熱器連接的逆變器,該太陽能采集系統(tǒng)通過將太陽能轉(zhuǎn)換為暫時(shí)儲(chǔ)存在蓄電池的電能向加熱器供電來加熱第一工作流體;蓄熱儲(chǔ)存器,其用于儲(chǔ)存從地?zé)峋ㄟ^流體泵抽出的地?zé)崴?;熱交換器,其用于熱交換第一工作流體和第二工作流體;汽輪機(jī),其用于接收加熱后的第二工作流體來推動(dòng)做功發(fā)電,將動(dòng)能輸送到發(fā)電裝置;冷凝器,其連接到汽輪機(jī)的出口,用于冷卻從汽輪機(jī)流出的第二工作流體;冷凝塔,其連接到冷凝器上;工作源,其用于通過循環(huán)泵輸送第二工作流體到熱交換器中并回收冷凝器流出的第二工作流體,其特征在于加熱器連接蓄熱儲(chǔ)存器和熱交換器,進(jìn)一步加熱通過其中的第一工作流體。所述第一工作流體為原始地?zé)崴蚪?jīng)過凈化后的地?zé)崴K龅诙ぷ髁黧w優(yōu)選低沸點(diǎn)物質(zhì),如氟里昂、異戊烷、異丁烷、正丁烷、氯丁烷等。該裝置還可以包括在太陽能采集器上方設(shè)置透鏡裝置(未示出),用來反射或聚集盡可能多的太陽光能量,用來加熱工作流體。該裝置還可以包括過濾器,其位于流體泵下游,用于凈化過濾抽出的地?zé)崴?,防止化學(xué)雜質(zhì)進(jìn)入循環(huán)過程侵蝕設(shè)備。本發(fā)明技術(shù)方案的技術(shù)效果在于,可以利用溫度大概30~50℃左右的低溫位熱能,實(shí)現(xiàn)全天候(白天或夜間)的發(fā)電要求,保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,其熱效率較高,設(shè)備緊湊,汽輪機(jī)的尺寸小,易于適應(yīng)化學(xué)成分比較復(fù)雜的地下熱水,大大節(jié)省了成本。附圖說明接下來,通過優(yōu)選的實(shí)施例并參照附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案加以說明。圖1表示根據(jù)本發(fā)明的利用太陽能和地?zé)崮艿穆?lián)合發(fā)電裝置示意圖。具體實(shí)施方式圖1顯示的是根據(jù)本發(fā)明的利用太陽能和地?zé)崮艿穆?lián)合發(fā)電裝置100,其包括:太陽能采集系統(tǒng)200,該太陽能采集系統(tǒng)包括太陽能電池板101、與電池板電連接的蓄電池111、用于控制采集系統(tǒng)的控制器110、加熱器112及與蓄電池111和加熱器連接的逆變器113,該太陽能采集系統(tǒng)200通過將太陽能轉(zhuǎn)換為暫時(shí)儲(chǔ)存在蓄電池的電能向加熱器112供電來加熱第一工作流體;蓄熱儲(chǔ)存器102,其用于儲(chǔ)存從地?zé)峋?03通過流體泵201抽出的地?zé)崴?;熱交換器104,其用于熱交換第一工作流體和第二工作流體;汽輪機(jī)105,其用于接收加熱后的第二工作流體來推動(dòng)做功發(fā)電,將動(dòng)能輸送到發(fā)電裝置108;冷凝器106,其連接到汽輪機(jī)105的出口,用于冷卻從汽輪機(jī)流出的第二工作流體;冷凝塔107,其連接到冷凝器106上;工作源109,其用于通過循環(huán)泵202輸送第二工作流體到熱交換器104中并回收冷凝器106流出的第二工作流體。其中,加熱器112連接蓄熱儲(chǔ)存器102和熱交換器104,進(jìn)一步加熱通過其中的第一工作流體。本發(fā)明技術(shù)方案的工作過程為,在有發(fā)電需求時(shí),控制器110打開太陽能采集系統(tǒng),進(jìn)行太陽能蓄電池充電過程,同時(shí)通過逆變器113轉(zhuǎn)換,通過交流電對(duì)加熱器112供電工作,開啟流體泵201使得第一工作流體即地?zé)崴囟却蟾?0~50℃左右)從地?zé)峋?03抽出后經(jīng)過蓄熱儲(chǔ)存器102后,再次進(jìn)入太陽能采集系統(tǒng)的加熱器中繼續(xù)進(jìn)一步加熱,經(jīng)過加熱后的工作流體溫度可達(dá)70~80℃之間,第一工作流體從加熱器流出后進(jìn)入熱交換器104與第二工作流體進(jìn)行熱交換,該第二工作流體優(yōu)選低沸點(diǎn)物質(zhì),如氟里昂、異戊烷、異丁烷、正丁烷、氯丁烷等。熱交換后的第一工作流體(溫度大概15~30℃左右)流回地?zé)峋蛄碜魉?,以上過程可概括為熱量整合過程。下面再來看發(fā)電系統(tǒng)循環(huán)過程,第二工作流體從工質(zhì)源109中通過循環(huán)泵202輸送到循環(huán)回路中,經(jīng)過熱交換器104的加熱后形成直接形成或在附加的蒸汽發(fā)生器內(nèi)汽化,所產(chǎn)生的低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽直接送入汽輪機(jī)105進(jìn)行發(fā)電。做完功后的第二工作流體蒸汽,由汽輪機(jī)105排出,并在冷凝器106中冷凝成液體,然后經(jīng)循環(huán)泵202再循環(huán)工作。相比于使用太陽能采集器直接加熱第一工作流體,該技術(shù)方案將太陽能暫時(shí)性的存儲(chǔ)為蓄電池的電能,并在任何時(shí)候都能適時(shí)適量地加熱第一工作流體,避免了因夜間或雨天無法使用太陽能的缺陷,并在光照特別強(qiáng)烈的時(shí)候?qū)⒍嘤嗟奶柲軆?chǔ)存起來供夜間或雨天使用,盡最大可能地利用太陽能資源保證系統(tǒng)效率,同時(shí)將太陽能暫時(shí)存儲(chǔ)起來也是易于穩(wěn)定控制對(duì)第一工作流體的加熱。除此之外,該裝置還可以包括在太陽能采集器101上方設(shè)置透鏡裝置(未示出),用來反射或聚集盡可能多的太陽光能量,用來加熱工作流體。該裝置還可以包括過濾器200,其位于流體泵201下游,用于凈化過濾抽出的地?zé)崴?,防止化學(xué)雜質(zhì)進(jìn)入循環(huán)過程,侵蝕設(shè)備。需要說明的是上述控制器太陽能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài),并對(duì)蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方,合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?。在很多?chǎng)合,都需要提供AC220V、AC110V的交流電源。由于太陽能的直接輸出一般都是DC12V、DC24V、DC48V。為能向AC220V的電器提供電能,需要將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能,因此需要使用逆變器,同時(shí)加熱器可以是普通的電加熱器或其他合適類型。為了更好的描述本發(fā)明的技術(shù)方案核心內(nèi)容,并未過多提及其他的不必要的特征描述,有關(guān)本發(fā)明未提及的技術(shù)細(xì)節(jié)均為本領(lǐng)域內(nèi)的公知技術(shù),例如太陽能采集器的選擇類型、過濾器的型號(hào)、流體泵及其他零部件。上述技術(shù)方案中發(fā)電方法的優(yōu)點(diǎn)是,可以利用低溫位熱能,實(shí)現(xiàn)全天候的發(fā)電要求,保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,其熱效率較高,設(shè)備緊湊,汽輪機(jī)的尺寸小,易于適應(yīng)化學(xué)成分比較復(fù)雜的地下熱水,大大節(jié)省了成本。本發(fā)明不限于上面的應(yīng)用,各種可能的修改在從屬權(quán)利要求的范圍中。
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