一種太陽(yáng)能發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種太陽(yáng)能發(fā)電裝置，包括儲(chǔ)熱罐、設(shè)置在冷水槽中的水浸式冷卻器、發(fā)電機(jī)、氣馬達(dá)、儲(chǔ)氣罐和熱媒，儲(chǔ)熱罐中設(shè)置有換熱管道，該換熱管道的一端設(shè)置有二位四通閥、另一端設(shè)置有第一電動(dòng)閥；所述二位四通閥的另外三個(gè)個(gè)通口分別連接有單向閥、壓縮機(jī)和第二電動(dòng)閥；所述第一電動(dòng)閥和單向閥之間連通，在第一電動(dòng)閥和單向閥之間設(shè)置有若干個(gè)二通路旋轉(zhuǎn)接頭，每個(gè)二通路旋轉(zhuǎn)接頭上連接有太陽(yáng)能集熱器；所述水浸式冷卻器的一端與壓縮機(jī)連接，另一端通過氣馬達(dá)與儲(chǔ)氣罐連接，儲(chǔ)氣罐通過可調(diào)節(jié)流閥同時(shí)與第一電動(dòng)閥和第二電動(dòng)閥連接。本實(shí)用新型的有益效果在于：占地面積小、低熱資源豐富、零排放、無(wú)污染、設(shè)備投入簡(jiǎn)單、易安裝、造價(jià)低、經(jīng)濟(jì)效益好。
【專利說明】一種太陽(yáng)能發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于新能源領(lǐng)域，涉及ー種太陽(yáng)能發(fā)電技木，尤其是一種太陽(yáng)能發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)際上使用的太陽(yáng)能發(fā)電裝置多采用太陽(yáng)能槽式、蝶式、塔式曲面聚光以長(zhǎng)焦距、短焦距，線、點(diǎn)聚焦的形式采集太陽(yáng)能，以水循環(huán)高溫蒸汽發(fā)電。能量需求大、溫度控制高(750°C以上)、資金投入量大、造價(jià)高，年凈效率在10%左右。國(guó)內(nèi)大多采用槽式熱蒸汽發(fā)電，系統(tǒng)運(yùn)行條件高，導(dǎo)熱油溫度400°C，蒸汽溫度383°C。一般規(guī)劃在內(nèi)蒙古、新疆、青海、榆林、海南等偏遠(yuǎn)地方。不利于在有一定光照優(yōu)勢(shì)的廣大地區(qū)開發(fā)應(yīng)用，開發(fā)低溫差太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)并利用新型熱源進(jìn)行輔助發(fā)電，可實(shí)現(xiàn)廣大地區(qū)太陽(yáng)能的充分利用，緩解燃料發(fā)電對(duì)能源匱乏、大氣污染造成的壓力。截至目前，我國(guó)太陽(yáng)能熱高溫發(fā)電技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用尚在起步階段，但低溫集熱發(fā)電依然是零狀態(tài)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種太陽(yáng)能發(fā)電裝置，采用低沸點(diǎn)可壓縮導(dǎo)熱媒質(zhì)，實(shí)現(xiàn)利用和存儲(chǔ)太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電，并可在必要時(shí)利用新型熱源進(jìn)行輔助發(fā)電。
[0004]為達(dá)到上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)
[0005]一種太陽(yáng)能發(fā)電裝置，包括儲(chǔ)熱罐、設(shè)置在冷水槽中的水浸式冷卻器、發(fā)電機(jī)、氣馬達(dá)和儲(chǔ)氣罐，儲(chǔ)熱罐中設(shè)置有換熱管道，該換熱管道的一端設(shè)置有二位四通閥、另一端設(shè)置有第一電動(dòng)閥；所述二位四通閥的另外三個(gè)個(gè)通ロ分別連接有單向閥、壓縮機(jī)和第二電動(dòng)閥；所述第一電動(dòng)閥和單向閥之間連通，在第一電動(dòng)閥和單向閥之間設(shè)置有若干個(gè)二通路旋轉(zhuǎn)接頭，每個(gè)ニ通路旋轉(zhuǎn)接頭上連接有太陽(yáng)能集熱器；所述水浸式冷卻器的一端與壓縮機(jī)連接，另一端通過氣馬達(dá)與儲(chǔ)氣罐連接，儲(chǔ)氣罐通過可調(diào)節(jié)流閥同時(shí)與第一電動(dòng)閥和第二電動(dòng)閥連接。
[0006]所述儲(chǔ)熱罐為雙層殼體結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)熱罐上設(shè)置有熱水進(jìn)口和熱水出ロ ；在太陽(yáng)光充分照射的時(shí)候，內(nèi)部殼體成為真空隔熱結(jié)構(gòu)；在太陽(yáng)光照射不足的時(shí)候，內(nèi)部殼體中充填有輔助熱源。
[0007]所述第一電動(dòng)閥與ニ通路旋轉(zhuǎn)接頭之間依次設(shè)置有壓カ表和第一溫度計(jì)。
[0008]所述第一電動(dòng)閥靠近換熱管道一側(cè)設(shè)置有第二溫度計(jì)。
[0009]所述太陽(yáng)能集熱器由黑體銅高壓管和設(shè)在其上的玻璃熱箱式保溫外罩構(gòu)成。
[0010]所述水浸式冷卻器連接壓縮機(jī)，壓縮機(jī)經(jīng)單向閥與太陽(yáng)能集熱器連接，構(gòu)成ー個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0011]所述第一溫度計(jì)、第二溫度計(jì)、第一電動(dòng)閥、第二電動(dòng)閥和可調(diào)節(jié)流閥都與計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)連接。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果在于:[0013]1.太陽(yáng)能低溫集熱電站所占土地面積小于傳統(tǒng)發(fā)電站也小于太陽(yáng)能集熱高溫發(fā)電站，且只是一次性投入無(wú)需占用寶貴的耕地或者良田。小型模塊化后城市周邊、屋頂、山坡、房前屋后太陽(yáng)能照見的地方皆可。
[0014]2.低熱資源豐富，來(lái)源廣，如太陽(yáng)能、地?zé)?、天然氣、沼氣，農(nóng)作物廢棄物、垃圾等皆可為熱カ資源。
[0015]3.零排放，無(wú)ニ氧化碳排放，無(wú)エ業(yè)廢氣污染，從而為政府實(shí)現(xiàn)氣候變化目標(biāo)pm2.5成為可能，在經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益方面都很可觀。
[0016]4.太陽(yáng)能低溫集熱發(fā)電自身的技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步，為未來(lái)CSP的發(fā)電成本大幅下降帶來(lái)可能。穩(wěn)定性和可預(yù)期性都要高于風(fēng)電，對(duì)電網(wǎng)沖擊小。水冷卻對(duì)水源沒有一定要求。生命周期一般為25-30年以上。
[0017]5.光伏發(fā)電是直流，低溫集熱發(fā)電是交流與傳統(tǒng)方式和電網(wǎng)匹配性更好，可直接上網(wǎng)。
[0018]6.光伏發(fā)電可以利用光漫輻射，對(duì)太陽(yáng)能資源要求較為寬松。低溫集熱則可以利用空氣熱能對(duì)熱資源利用也較為寬松，尤其是南方高溫地區(qū)則效果較為明顯。
[0019]7.儲(chǔ)能對(duì)于彌補(bǔ)太陽(yáng)能發(fā)電的間歇性，以及對(duì)電網(wǎng)的調(diào)峰能力，有著非常重要的意義。
[0020]8.低溫集熱式發(fā)電具有分布式小型發(fā)電的優(yōu)勢(shì)，更適合中型、大型集中發(fā)電。
[0021]9.設(shè)備投入簡(jiǎn)單，易安裝，造價(jià)低，相較高溫集熱發(fā)電成本很低，因?yàn)椴凼界R面結(jié)構(gòu)占設(shè)備投資的34 %。
[0022]10.高溫集熱發(fā)電汽輪機(jī)進(jìn)ロ溫度390°C時(shí)，壓カ2.35Mpa而低溫集熱式汽輪機(jī)進(jìn)ロ溫度95 °C時(shí)，壓カ3.974Mpa
[0023]11.其效益:I建設(shè)成本，低溫集熱式發(fā)電與塔式高溫集熱發(fā)電相比15.1/22.93元每瓦。發(fā)電成本為0.4/0.98元/KWh，隨著規(guī)?；l(fā)展其產(chǎn)能成本將會(huì)更低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為新型太陽(yáng)能發(fā)電裝置工作示意圖；
[0025]圖中:1、壓縮機(jī)；2、二位四通閥；3、單向閥；4、二通路旋轉(zhuǎn)接頭；5、太陽(yáng)能集熱器；
6、第一溫度計(jì)；7、壓カ表；8、第二溫度計(jì)；9、第一電動(dòng)閥；10、第二電動(dòng)閥；11第二電動(dòng)閥、可調(diào)節(jié)流閥；12、儲(chǔ)氣罐；13、氣馬達(dá)；14、發(fā)電機(jī)；15、冷水槽；16、水浸式冷卻器；17、熱水進(jìn)ロ ；18、熱水出口 ；19、儲(chǔ)熱罐。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)ー步詳細(xì)描述:
[0027]太陽(yáng)能熱媒發(fā)電的工作原理:
[0028]1.太陽(yáng)能加熱后熱媒的做功循環(huán):
[0029]在管道系統(tǒng)中充入低沸點(diǎn)(_40°C至-26°C )可壓縮媒質(zhì)R22或R134a，壓縮機(jī)I將溫度較低的氣態(tài)媒質(zhì)壓縮成液態(tài)，經(jīng)過兩位四通閥2、單向閥3流向集聯(lián)在一起的太陽(yáng)能集熱器5，媒質(zhì)經(jīng)太陽(yáng)能加熱不斷升溫，成為高溫高壓液態(tài)媒質(zhì)，經(jīng)過電動(dòng)閥9和可調(diào)節(jié)流閥11后，液態(tài)媒質(zhì)迅速膨脹汽化進(jìn)入儲(chǔ)氣罐12形成高壓氣體(0.6—3.9Mpa)，流入氣馬達(dá)13，推動(dòng)氣馬達(dá)旋轉(zhuǎn)做功，溫度較低的氣態(tài)媒質(zhì)在流出氣馬達(dá)后，流入水浸式冷卻器16，進(jìn)ー步降低溫度，使氣態(tài)媒質(zhì)的溫度接近冷凝點(diǎn)后流向壓縮機(jī)，進(jìn)入再次循環(huán)。
[0030]2.做功輸出與發(fā)電:
[0031]壓縮機(jī)使用氣馬達(dá)的機(jī)械軸直接傳遞的動(dòng)カエ作，氣馬達(dá)同時(shí)通過機(jī)械軸將動(dòng)カ輸出給發(fā)電機(jī)14發(fā)電。在理想狀態(tài)下發(fā)電機(jī)的輸出功有如下關(guān)系式:
[0032]W發(fā)電機(jī)=W氣馬達(dá)-W壓縮機(jī)
[0033]= (W壓縮機(jī)+W太陽(yáng)能)-W壓縮機(jī)
[0034]=W太陽(yáng)能
[0035]其中:W發(fā)電機(jī)是發(fā)電機(jī)的輸出功；
[0036]W氣馬達(dá)是同溫度下高壓液態(tài)媒質(zhì)膨脹為低壓氣態(tài)后對(duì)氣馬達(dá)所做的功；
[0037]W壓縮機(jī)是壓縮機(jī)將同溫度氣態(tài)媒質(zhì)壓縮成液態(tài)所做的功；
[0038]W太陽(yáng)能是太陽(yáng)能加熱液態(tài)媒質(zhì)，使其溫度升高所做的功；
[0039]從關(guān)系式中可看出，只有太陽(yáng)能在做功發(fā)電。
[0040]3.太陽(yáng)能的儲(chǔ)存再利用:
[0041]液態(tài)媒質(zhì)通過太陽(yáng)能集熱器加熱，當(dāng)液態(tài)媒質(zhì)壓カ過高吋，電動(dòng)閥10導(dǎo)通，一部分液態(tài)媒質(zhì)從太陽(yáng)能集熱器經(jīng)過、第一溫度計(jì)和第二溫度計(jì)；壓力表7流入儲(chǔ)熱罐19，與儲(chǔ)熱罐中的導(dǎo)熱液進(jìn)行熱交換，使導(dǎo)熱液升溫，將太陽(yáng)能儲(chǔ)存在導(dǎo)熱液中。
[0042]在沒有太陽(yáng)光的時(shí)候，兩位四通閥換位工作，壓縮機(jī)將溫度較低的氣態(tài)媒質(zhì)壓縮成液態(tài)，經(jīng)過兩位四通閥流入儲(chǔ)熱罐中，罐內(nèi)高溫的導(dǎo)熱液(油或熱熔鹽)與管路中溫度較低的液態(tài)媒質(zhì)進(jìn)行熱交換，使液態(tài)媒質(zhì)升溫，成為高溫高壓液態(tài)媒質(zhì)，經(jīng)過電動(dòng)閥9和可調(diào)節(jié)流閥11后，液態(tài)媒質(zhì)迅速膨脹汽化進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，儲(chǔ)氣罐形成高壓氣體，流入氣馬達(dá)，推動(dòng)氣馬達(dá)旋轉(zhuǎn)做功，溫度較低的氣態(tài)媒質(zhì)在流出氣馬達(dá)后，流入用水浸式冷卻器，進(jìn)ー步降低溫度，使氣態(tài)媒質(zhì)的溫度接近冷凝點(diǎn)后流向壓縮機(jī)，進(jìn)入再次循環(huán)。
[0043]儲(chǔ)熱罐為雙層殼體結(jié)構(gòu)，在太陽(yáng)光充分照射的時(shí)候，將雙層殼體間夾層空間內(nèi)的空氣抽出，使內(nèi)部殼體成為真空隔熱結(jié)構(gòu)，內(nèi)殼體中的導(dǎo)熱油得到了有效保溫；如長(zhǎng)期光照不足，儲(chǔ)熱罐溫度下降，可通過與儲(chǔ)熱罐夾層空間相通的熱水進(jìn)口和熱水出口，向夾層內(nèi)通入輔助熱源(如地?zé)崴?、使用天然氣、沼氣、秸桿等可燃物的鍋爐產(chǎn)生的熱水)保持儲(chǔ)熱罐溫度的持續(xù)供給，保證媒質(zhì)的做功循環(huán)不中斷。
[0044]在地?zé)嶝S富的地區(qū)，可省略太陽(yáng)能集熱器，用地?zé)崴訜醿?chǔ)熱罐內(nèi)R22(冬季)R134a(夏季)利用其熱カ性質(zhì)直接發(fā)電。
[0045]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)ー步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】?jī)H限于此，對(duì)于本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型由所提交的權(quán)利要求書確定專利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能發(fā)電裝置，其特征在于:包括儲(chǔ)熱罐、設(shè)置在冷水槽中的水浸式冷卻器、發(fā)電機(jī)、氣馬達(dá)和儲(chǔ)氣罐，儲(chǔ)熱罐中設(shè)置有換熱管道，該換熱管道的一端設(shè)置有二位四通閥、另一端設(shè)置有第一電動(dòng)閥；所述二位四通閥的另外三個(gè)個(gè)通ロ分別連接有單向閥、壓縮機(jī)和第二電動(dòng)閥；所述第一電動(dòng)閥和單向閥之間連通，在第一電動(dòng)閥和單向閥之間設(shè)置有若干個(gè)ニ通路旋轉(zhuǎn)接頭，每個(gè)ニ通路旋轉(zhuǎn)接頭上連接有太陽(yáng)能集熱器；所述水浸式冷卻器的一端與壓縮機(jī)連接，另一端通過氣馬達(dá)與儲(chǔ)氣罐連接，儲(chǔ)氣罐通過可調(diào)節(jié)流閥同時(shí)與第一電動(dòng)閥和第二電動(dòng)閥連接。
2.如權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能發(fā)電裝置，其特征在于:所述儲(chǔ)熱罐為雙層殼體結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)熱罐上設(shè)置有熱水進(jìn)口和熱水出口 ；在太陽(yáng)光充分照射的時(shí)候，內(nèi)部殼體成為真空隔熱結(jié)構(gòu)；在太陽(yáng)光照射不足的時(shí)候，內(nèi)部殼體中充填有地?zé)彷o助熱源。
3.如權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能發(fā)電裝置，其特征在于:所述第一電動(dòng)閥與ニ通路旋轉(zhuǎn)接頭之間依次設(shè)置有壓カ表和第一溫度計(jì)。
4.如權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能發(fā)電裝置，其特征在于:所述第一電動(dòng)閥靠近換熱管道一側(cè)設(shè)置有第二溫度計(jì)。
5.如權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能發(fā)電裝置，其特征在于:所述太陽(yáng)能集熱器由黑體銅高壓管和設(shè)在其上的玻璃熱箱式保溫外罩構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能發(fā)電裝置，其特征在于:所述水浸式冷卻器連接壓縮機(jī)，壓縮機(jī)經(jīng)單向閥與太陽(yáng)能集熱器連接，構(gòu)成ー個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能發(fā)電裝置，其特征在于:所述第一溫度計(jì)、第二溫度計(jì)、第一電動(dòng)閥、第二電動(dòng)閥和可調(diào)節(jié)流閥都與計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)連接。
8.如權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能發(fā)電裝置，其特征在于:所述儲(chǔ)熱罐為雙層殼體結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)熱罐上設(shè)置有熱水進(jìn)口和熱水出口。
【文檔編號(hào)】F03G6/06GK203452988SQ201320361513
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月21日
【發(fā)明者】常波 申請(qǐng)人:常波