太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)，包括蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、閥門、蒸汽發(fā)電機(jī)和采暖系統(tǒng)，所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)用于利用太陽光的熱能產(chǎn)生蒸汽并將所述蒸汽輸送至所述閥門，所述閥門用于分別控制通入所述蒸汽發(fā)電機(jī)和采暖系統(tǒng)的蒸汽量，所述蒸汽發(fā)電機(jī)用于利用通入所述蒸汽發(fā)電機(jī)的蒸汽發(fā)電，所述采暖系統(tǒng)用于利用通入所述采暖系統(tǒng)的蒸汽供暖。本實用新型的太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)降低了設(shè)備成本、減少了占地面積，并提高了太陽能的利用率。
【專利說明】太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽能發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]能源危機(jī)是今后人類生存面對的一個相當(dāng)大的問題，一味的燃燒化石能源，不僅僅造成不可再生能源的枯竭，還會產(chǎn)生大量的二氧化碳，導(dǎo)致氣候變化，危及人類的可持續(xù)生存和發(fā)展。
[0003]太陽能是一種清潔的可再生能源，越來越受到人們的青睞，在人類的生活中有著廣泛的應(yīng)用。利用太陽能發(fā)電主要分為太陽能光伏發(fā)電和太陽能光熱發(fā)電，太陽能光熱發(fā)電比太陽能光伏發(fā)電的效率高，已經(jīng)成為一個重要的研究領(lǐng)域。
[0004]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)在太陽光充足時的工作狀態(tài)示意圖，圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)在太陽光不充足時的工作狀態(tài)示意圖，圖1和圖2中空心箭頭表示蒸汽或水的流向，單實心箭頭表示導(dǎo)熱油的流向，雙實心箭頭表示熔鹽的流向。在太陽光充足時，如圖1所示，集熱器11把太陽輻射產(chǎn)生的熱能收集起來加熱導(dǎo)熱油使其溫度升高，高溫導(dǎo)熱油的一部分流入熱交換器15與高壓水進(jìn)行熱交換，產(chǎn)生的高溫蒸汽推動蒸汽發(fā)電機(jī)16發(fā)電。高溫導(dǎo)熱油的另一部分流入熱交換設(shè)備12與冷鹽罐14中的冷熔鹽進(jìn)行熱交換，經(jīng)過熱交換后溫度升高的熱熔鹽儲存在熱鹽罐13中，熱熔鹽將多余的熱能儲存起來。當(dāng)沒有太陽光時，如圖2所示，在熱鹽罐13中的熱熔鹽通過熱交換器12流至冷鹽罐14過程中，熱熔鹽通過熱交換器12與導(dǎo)熱油進(jìn)行熱交換，產(chǎn)生的高溫導(dǎo)熱油流經(jīng)熱交換器15，高溫導(dǎo)熱油通過熱交換器15與高壓水進(jìn)行熱交換，產(chǎn)生的高溫蒸汽推動蒸汽發(fā)電機(jī)16發(fā)電，從而實現(xiàn)持續(xù)地發(fā)電。
[0005]太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)成為可再生能源發(fā)電的一種重要形式，但是在我國的北方地區(qū)，為了在冬天給居民供暖，目前都是采用燃燒不可再生資源加熱鍋爐中的水產(chǎn)生水蒸氣，通過暖氣片給用戶供暖。為了能夠同時給居民供電和供暖，目前都是采用單獨的發(fā)電系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)，這樣會需要大量的設(shè)備、廠房等硬件設(shè)施，造成供暖和供電的成本高，同時占地面積大。
實用新型內(nèi)容
[0006]針對上述問題，本實用新型的一個實施例提供了一種太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)，包括蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、閥門、蒸汽發(fā)電機(jī)和采暖系統(tǒng)，所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)用于利用太陽光的熱能產(chǎn)生蒸汽并將所述蒸汽輸送至所述閥門，所述閥門用于分別控制通入所述蒸汽發(fā)電機(jī)和采暖系統(tǒng)的蒸汽量，所述蒸汽發(fā)電機(jī)用于利用通入所述蒸汽發(fā)電機(jī)的蒸汽發(fā)電，所述采暖系統(tǒng)用于利用通入所述采暖系統(tǒng)的蒸汽供暖。
[0007]優(yōu)選的，所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括集熱器、第一儲存裝置、第二儲存裝置和熱交換器，所述集熱器包括儲熱介質(zhì)，所述集熱器用于匯聚太陽光加熱所述儲熱介質(zhì)，所述第一儲存裝置用于儲存從所述集熱器流出的一部分儲熱介質(zhì)，所述熱交換器用于在第一工作狀態(tài)下使得從所述集熱器流出的另一部分儲熱介質(zhì)和水發(fā)生熱交換產(chǎn)生蒸汽，以及在第二工作狀態(tài)下使得從所述第一儲存裝置流出的儲熱介質(zhì)和水發(fā)生熱交換產(chǎn)生蒸汽，所述第二儲存裝置用于儲存從所述第一儲存裝置流出的、且經(jīng)過熱交換的儲熱介質(zhì)。
[0008]優(yōu)選的，所述閥門為多通閥。
[0009]優(yōu)選的，所述儲熱介質(zhì)為熔鹽或?qū)嵊汀?br> [0010]本實用新型的太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)能夠同時實現(xiàn)給居民供暖和供電，降低了供暖和供電成本，減少了設(shè)備以及設(shè)備的占地面積。另外本實用新型的太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)還提高了太陽能的利用率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]以下參照附圖對本實用新型實施例作進(jìn)一步說明，其中:
[0012]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)在太陽光充足時的工作狀態(tài)示意圖。
[0013]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)在太陽光不充足時的工作狀態(tài)示意圖。
[0014]圖3是根據(jù)本實用新型較佳實施例的太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)在太陽光充足時的工作狀態(tài)示意圖。
[0015]圖4是圖3所示的太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)在太陽光不充足時的工作狀態(tài)示意圖。

【具體實施方式】
[0016]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖通過具體實施例對本實用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0017]圖3是根據(jù)本實用新型較佳實施例的太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)在太陽光充足時的工作狀態(tài)示意圖，其中采用實心箭頭表示儲熱介質(zhì)的流向，空心箭頭表示蒸汽的流向，雙空心箭頭表示水的流向。太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)200包括光熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)20、蒸汽發(fā)電機(jī)26、多通閥28和采暖系統(tǒng)27，光熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)20包括集熱器21、熱交換器22、熱介質(zhì)儲存罐23、冷介質(zhì)儲存罐24。
[0018]如圖3所示，當(dāng)太陽能充足時，集熱器21將太陽光匯聚在一起，匯聚的太陽光加熱集熱器21中的儲熱介質(zhì)(圖3未示出)，使得儲熱介質(zhì)的溫度升高成為高溫儲熱介質(zhì)，一部分高溫儲熱介質(zhì)流進(jìn)熱交換器22中，另一部分高溫儲熱介質(zhì)流進(jìn)熱介質(zhì)儲存罐23中，從而將多余的熱能儲存起來。流進(jìn)熱交換器22中的高溫儲熱介質(zhì)與流進(jìn)熱交換器22、經(jīng)過增壓的水進(jìn)行能量交換產(chǎn)生高壓高溫蒸汽，從熱交換器22流出的低溫儲熱介質(zhì)再流進(jìn)集熱器21中，從熱交換器22流出的高溫蒸汽流進(jìn)多通閥28中，多通閥28可以分別控制通入蒸汽發(fā)電機(jī)26和采暖系統(tǒng)27中的蒸汽量，一部分高溫蒸汽通入蒸汽發(fā)電機(jī)26用于發(fā)電，另一部分高溫蒸汽通入采暖系統(tǒng)27中用于供暖。從蒸汽發(fā)電機(jī)26和采暖系統(tǒng)27流出的增壓水再流進(jìn)熱交換器22中。
[0019]如圖4所示，當(dāng)夜晚或陰雨天時，熱介質(zhì)儲存罐23中的高溫儲熱介質(zhì)經(jīng)過熱交換器22流進(jìn)冷介質(zhì)儲存罐24的過程中，與流進(jìn)熱交換器22、經(jīng)過增壓的水進(jìn)行能量交換產(chǎn)生高溫蒸汽，從熱交換器22流出的高溫蒸汽通過多通閥28后，一部分高溫蒸汽通入蒸汽發(fā)電機(jī)26用于發(fā)電，另一部分高溫蒸汽通入采暖系統(tǒng)27中用于供暖。
[0020]本實用新型的太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)200采用一個蒸汽發(fā)生系統(tǒng)20即可實現(xiàn)同時發(fā)電和供暖。在夏天或氣溫較高時，可以將蒸汽發(fā)生系統(tǒng)20產(chǎn)生的高溫蒸汽全部用來發(fā)電。在冬天或氣溫較低時，可以通過調(diào)節(jié)多通閥28，使得一部分高溫蒸汽用來發(fā)電，另一部分高溫蒸汽用來供暖，或?qū)⒏邷卣羝坑脕砉┡?。本實用新型的太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)200減少了設(shè)備成本和占地面積。
[0021]在本實用新型的其他實施例中，還可以采用利用太陽光的熱能產(chǎn)生高溫蒸汽的其他蒸汽發(fā)生系統(tǒng)。該蒸汽發(fā)生系統(tǒng)可采用多種形式進(jìn)行太陽光的匯聚，如槽式、菲涅爾式、塔式和碟式等。
[0022]蒸汽發(fā)生系統(tǒng)20與圖1所示的太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)相比:當(dāng)太陽光充足時，多余的熱能無需經(jīng)過熱交換器直接儲存在熱介質(zhì)儲存罐中的高溫儲熱介質(zhì)中，提高了太陽能的利用率。當(dāng)太陽光不充足時，高溫儲熱介質(zhì)只需要與水進(jìn)行一次熱交換即可產(chǎn)生所需要的高溫蒸汽，提高了太陽能的利用率。另外本實用新型的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)20只有一個熱交換器，還降低了設(shè)備成本。
[0023]本實用新型實施例中的儲熱介質(zhì)具有吸熱性強(qiáng)，導(dǎo)熱性好，散熱性差等特點，例如可以是熔鹽或?qū)嵊汀?br> [0024]為了清楚示出太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)的工作狀態(tài)示意圖，圖中并未示出太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)200中的管道、泵、閥和水增壓器等裝置，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道如何根據(jù)上述的工作方法選擇所需要的管道、泵、閥和水增壓器等裝置。
[0025]雖然本實用新型已經(jīng)通過優(yōu)選實施例進(jìn)行了描述，然而本實用新型并非局限于這里所描述的實施例，在不脫離本實用新型范圍的情況下還包括所作出的各種改變以及變化。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)，其特征在于，包括蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、閥門、蒸汽發(fā)電機(jī)和采暖系統(tǒng)，所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)用于利用太陽光的熱能產(chǎn)生蒸汽并將所述蒸汽輸送至所述閥門，所述閥門用于分別控制通入所述蒸汽發(fā)電機(jī)和采暖系統(tǒng)的蒸汽量，所述蒸汽發(fā)電機(jī)用于利用通入所述蒸汽發(fā)電機(jī)的蒸汽發(fā)電，所述采暖系統(tǒng)用于利用通入所述采暖系統(tǒng)的蒸汽供暖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括集熱器、第一儲存裝置、第二儲存裝置和熱交換器，所述集熱器包括儲熱介質(zhì)，所述集熱器用于匯聚太陽光加熱所述儲熱介質(zhì)，所述第一儲存裝置用于儲存從所述集熱器流出的一部分儲熱介質(zhì)，所述熱交換器用于在第一工作狀態(tài)下使得從所述集熱器流出的另一部分儲熱介質(zhì)和水發(fā)生熱交換產(chǎn)生蒸汽，以及在第二工作狀態(tài)下使得從所述第一儲存裝置流出的儲熱介質(zhì)和水發(fā)生熱交換產(chǎn)生蒸汽，所述第二儲存裝置用于儲存從所述第一儲存裝置流出的、且經(jīng)過熱交換的儲熱介質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能電氣一體化能源系統(tǒng)，其特征在于，所述閥門為多通閥。
【文檔編號】F03G6/06GK204084903SQ201420444022
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】楊衛(wèi)兵, 劉津金, 張艷霞 申請人:北京特瑞邦新能源技術(shù)有限公司