專利名稱：一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能發(fā)電系統(tǒng)，特別涉及一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前太陽能光電系統(tǒng)近九成是結(jié)晶硅太陽能光伏。但近年上游硅原料供不應(yīng)求，并且在單晶硅和多晶硅的提煉過程中需要耗費大量的電能，這樣就導(dǎo)致結(jié)晶硅太陽能光伏的制造成本長期居高不下，并且在硅的提煉過程中排放大量污染物。在光伏板的生產(chǎn)過程中大量消耗的電力和其使用的生命周期中發(fā)出的電力不相上下。太陽能光熱發(fā)電是繼光伏發(fā)電后的一種新的太陽能發(fā)電方式，是新能源利用的一 個重要方向。利用高精度聚光器將低密度的太陽能匯聚成高密度的熱能通過加工工質(zhì)來驅(qū)動發(fā)電機(jī)實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)化，具有零排放、可持續(xù)利用的優(yōu)點。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，通過應(yīng)用太陽能光熱這種清潔能源技術(shù)，能夠利用太陽能光熱高效發(fā)電，提高光電轉(zhuǎn)換的效率，即可以滿足分布式電站微電網(wǎng)的使用又可以與大電網(wǎng)并網(wǎng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程輸送。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包含超級聚光鏡單元、斯特林發(fā)電機(jī)單元、V型支架單元及二維旋轉(zhuǎn)支撐平臺單元，所述V型支架單元V的底部安裝二維旋轉(zhuǎn)支撐平臺單元上，V型支架單元V頂部的一端安裝超級聚光鏡單元，V型支架單元V頂部的另一端安裝斯特林發(fā)電機(jī)單元，由所述二維旋轉(zhuǎn)支撐平臺單元控制所述超級聚光鏡單元跟隨太陽轉(zhuǎn)動收集太陽能聚焦到斯特林發(fā)電機(jī)單元，通過所述斯特林發(fā)電機(jī)單元吸收太陽熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能進(jìn)而轉(zhuǎn)換為電能。所述的超級聚光鏡單元是在一個圓形拋物面的聚光器上按一定規(guī)則鑲嵌滿了成千上萬個平面的、凹面的、凸面的微型反光鏡片。所述的斯特林發(fā)電機(jī)單元是由包含依次設(shè)置的斯特林發(fā)動機(jī)，發(fā)電機(jī)，斯特林發(fā)動機(jī)的輸出端與發(fā)電機(jī)通過同軸方式或者齒輪驅(qū)動輸出方式相連接。所述的V型支架單元固定在二維旋轉(zhuǎn)支撐平臺上，V型支架單元的一端與超級聚光鏡單元連接，另一端與斯特林發(fā)電機(jī)單元連接。所述的二維旋轉(zhuǎn)支撐平臺單元由基座和二維旋轉(zhuǎn)平臺組成，基座固定設(shè)置在地面上，二維旋轉(zhuǎn)平臺由兩個伺服電機(jī)驅(qū)動，設(shè)置在所述V型支架單元固定和基座的連接位置，通過驅(qū)動二維旋轉(zhuǎn)平臺轉(zhuǎn)動，帶動與V型支架單元連接的超級聚光鏡單元在方位角和方向角的自由度上旋轉(zhuǎn)。所述的斯特林發(fā)動機(jī)通過封閉氣體熱脹冷縮的體積變化推動活塞做功，將太陽光熱轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，再通過所述發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。所述的斯特林發(fā)動機(jī)的氣缸熱端通過V型支架單元設(shè)置在超級聚光鏡單元的統(tǒng)一聚焦點上，通過超級聚光鏡反射的太陽光熱使氣缸熱端的封閉氣體受熱膨脹。本發(fā)明提供的一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點在于I、本發(fā)明通過使用超級聚光鏡減小了聚光鏡的面積，并保證最大效率地收集和反射太陽光熱，實現(xiàn)了系統(tǒng)的小型化。2、本發(fā)明通過兩個伺服電機(jī)的聯(lián)動，分別驅(qū)動超級聚光鏡單元的方位角和方向角，保證了超級聚光鏡單元的多個鏡面能在全年對陽光的自動隨轉(zhuǎn)追蹤，以實現(xiàn)最大效率地收集和反射太陽光熱。3、本發(fā)明在斯特林發(fā)電機(jī)單元設(shè)置了啟動發(fā)電一體的斯特林發(fā)電系統(tǒng)，減小了在V型支架單元上布置斯特林發(fā)電機(jī)單元所需的空間。4、本發(fā)明通過在超級聚光鏡單元的多個鏡面的統(tǒng)一聚焦點上設(shè)置斯特林熱機(jī)的 熱端及在冷端使用風(fēng)冷冷卻，有效地將鏡面反射的太陽光熱轉(zhuǎn)換成機(jī)械能；再由連接的發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。5、本發(fā)明涉及的發(fā)電系統(tǒng)的所有零部件在生產(chǎn)過程中均為機(jī)械加工，耗電量小，因而能做到在生產(chǎn)過程中碳?xì)怏w和液體污染物的低排放。6、本發(fā)明的一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng),不但可以應(yīng)用于建設(shè)大面積的光熱發(fā)電站，也可米取風(fēng)光互補(bǔ)的發(fā)電方式，應(yīng)用于現(xiàn)有的風(fēng)電場；同時還可以米用光熱、燃?xì)饩C合加熱的混合發(fā)電方式。同時，也特別適合在沙漠、山丘等缺水地區(qū)；適合于在缺水、缺電的偏遠(yuǎn)海島、農(nóng)村、牧區(qū)、海洋鉆井平臺等地區(qū)建立分布式電站，也適用于城市樓宇家用小型分布式電站離并網(wǎng)供電方式。

圖I是本發(fā)明提供的一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖I所示，本發(fā)明提供的一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，包含V型支架單元30，和通過V型支架單元30連接并固定相對位置的超級聚光鏡單元10、二維旋轉(zhuǎn)支撐平臺單元40和斯特林發(fā)電機(jī)單元20。由二維旋轉(zhuǎn)支撐平臺單元40控制使超級聚光鏡單元20隨太陽方向旋轉(zhuǎn)以收集太陽能，并通過斯特林發(fā)電機(jī)單元20將太陽能轉(zhuǎn)換成為電能。超級聚光鏡單元10是由成千上萬個平面、凹面、凸面鏡片11按一定規(guī)則鑲嵌在拋物面反光鏡上。在超級聚光鏡單元10的拋物面反光鏡背面還設(shè)置有鏡面支架12，用于固定相對位置使所有鏡面11的聚焦點統(tǒng)一。二維旋轉(zhuǎn)支撐平臺單元40用來支撐整個系統(tǒng)。二維旋轉(zhuǎn)平臺41安裝在基座42上，V型支架單元30安裝在二維旋轉(zhuǎn)平臺41上，V型支架單元30 —端與超級聚光鏡單元10連接，另一端與斯特林發(fā)電機(jī)單元20連接。在二維旋轉(zhuǎn)支撐平臺單元40設(shè)置有二維旋轉(zhuǎn)平臺41，在設(shè)定的程序下通過控制V型支架單元30的運(yùn)動，帶動超級聚光鏡單元10的鏡面11轉(zhuǎn)動以追尋陽光直射的方向。該二維旋轉(zhuǎn)平臺41包含兩個伺服驅(qū)動電機(jī)，分別驅(qū)動超級聚光鏡單元10在兩個自由度的旋轉(zhuǎn)，其中一個伺服驅(qū)動電機(jī)針對超級聚光鏡單元10的方向角驅(qū)動，改變整個系統(tǒng)的方向以實現(xiàn)在同一天內(nèi)對陽光直射角度的追蹤，另一個伺服驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行超級聚光鏡單元10的方位角驅(qū)動，針對不同的時間調(diào)整整個系統(tǒng)的傾斜角度，通過兩個伺服驅(qū)動電機(jī)的聯(lián)動驅(qū)動保證了超級聚光鏡單元10對陽光的隨轉(zhuǎn)追蹤，用以實現(xiàn)最大效率地收集和反射光熱。斯特林發(fā)電機(jī)單元20包含斯特林熱機(jī)21和發(fā)電機(jī)22，上述發(fā)動機(jī)21的輸出端與發(fā)電機(jī)22通過同軸輸出方式或是齒輪驅(qū)動輸出方式連接。將斯特林熱機(jī)21的氣缸熱端放置在超級聚光鏡單元10的多個鏡面11統(tǒng)一的聚焦點上，通過鏡面11反射的聚焦太陽光熱使氣缸熱端的封閉氣體受熱膨脹，而在氣缸冷端直接使用風(fēng)冷方式冷卻，使得斯特林發(fā)電機(jī)單元20的結(jié)構(gòu)得到簡化。本發(fā)明可以廣泛的應(yīng)用到碟式太陽能光熱發(fā)電中，也可采取風(fēng)光互補(bǔ)的發(fā)電方式，應(yīng)用于現(xiàn)有的風(fēng)電場，同時還可以采用光熱、燃?xì)饩C合加熱的混合發(fā)電方式。也可以在 本發(fā)明V型支架單元30安裝斯特林發(fā)電機(jī)20的一端安裝集熱器，以產(chǎn)生熱能，用產(chǎn)生的熱能進(jìn)行熱能發(fā)電及熱電聯(lián)產(chǎn)，還可以進(jìn)行溴化鋰制冷等。
權(quán)利要求1.一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括超級聚光鏡單元、斯特林發(fā)電機(jī)單元、V型支架單元及二維旋轉(zhuǎn)支撐平臺單元，所述V支架單元安裝二維旋轉(zhuǎn)支撐平臺單元上，超級聚光鏡單元安裝在V型支架單元的一端，斯特林發(fā)電機(jī)單元安裝在V型支架單元的另一端，由所述二維旋轉(zhuǎn)支撐平臺單元控制所述超級聚光鏡單元跟隨太陽轉(zhuǎn)動收集太陽能聚焦到斯特林發(fā)電機(jī)單元，通過所述斯特林發(fā)電機(jī)單元吸收聚焦的太陽熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能進(jìn)而轉(zhuǎn)換為電能。
2.如權(quán)利要求I所述的一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述超級聚光鏡單元是在一個圓形拋物面的聚光器上按一定規(guī)則鑲嵌滿了成千上萬個平面的、凹面的、凸面的微型反光鏡片。
3.如權(quán)利要求I所述的一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述斯特林發(fā)電機(jī)單元是由包含依次設(shè)置的斯特林發(fā)動機(jī)，發(fā)電機(jī)，所述斯特林發(fā)動機(jī)的輸出端與所述的發(fā)電機(jī)通過同軸方式或者齒輪驅(qū)動輸出方式相連接。
4.如權(quán)利要求I所述的一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述V型支架單元V底端固定在二維旋轉(zhuǎn)支撐平臺上，所述的V型支架單元V頂端的一端與所述的超級聚光鏡單元連接，另一端與所述的斯特林發(fā)電機(jī)單元連接。
5.如權(quán)利要求I所述的一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述的二維旋轉(zhuǎn)支撐平臺單元由基座和二維旋轉(zhuǎn)平臺組成，所述基座固定設(shè)置在地面上，所述二維旋轉(zhuǎn)平臺由兩個伺服電機(jī)驅(qū)動，設(shè)置在所述V型支架單元固定和基座的連接位置，通過驅(qū)動所述二維旋轉(zhuǎn)平臺轉(zhuǎn)動，帶動與所述V型支架單元連接的超級聚光鏡單元在方位角和方向角的自由度上旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求3所述的一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述斯特林發(fā)動機(jī)通過封閉氣體熱脹冷縮的體積變化推動活塞做功，將太陽光熱轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，再通過所述發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。
7.如權(quán)利要求6所述的一種太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述斯特林發(fā)動機(jī)的氣缸熱端通過所述V型支架單元設(shè)置在所述超級聚光鏡單元的統(tǒng)一聚焦點上，通過所述超級聚光鏡反射的聚焦太陽光熱使氣缸熱端的封閉氣體受熱膨脹做功。
專利摘要本實用新型提供了一種太陽能光熱發(fā)電的方法及系統(tǒng)，其特征在于，包含超級聚光鏡單元、斯特林發(fā)電機(jī)單元、V型支架單元及二維旋轉(zhuǎn)支撐平臺單元，所述V型支架單元V的底部安裝二維旋轉(zhuǎn)支撐平臺單元上，V型支架單元V頂部的一端安裝超級聚光鏡單元，V型支架單元V頂部的另一端安裝斯特林發(fā)電機(jī)單元，所述二維旋轉(zhuǎn)支撐平臺單元控制所述超級聚光鏡單元跟隨太陽轉(zhuǎn)動收集太陽能聚焦到斯特林發(fā)電機(jī)單元，通過所述斯特林發(fā)電機(jī)單元吸收太陽熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能進(jìn)而轉(zhuǎn)換為電能。
文檔編號F03G6/06GK202510298SQ20122012891
公開日2012年10月31日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者王德恒 申請人:王德恒