[发明专利]太阳能低温热发电及冷热联供系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能利用领域，确切地说是太阳能热发电及冷热联供系统。

背景技术

太阳能热发电技术是人类开发利用太阳能的一个主要手段。自从20世纪70年代初石油危机后，世界主要发达国家如美国、西班牙、德国、瑞士、法国、意大利及日本等都将太阳能热发电技术作为国家研究开发的重点，逐步开始规模发展太阳能热发电。从1981-1991年10年间，全世界建造了装机容量500kW以上的各种不同形式的兆瓦级太阳能热发电试验电站20余座，其中主要形式是塔式电站，最大发电功率为80MW。由于单位容量投资过大，且降低造价十分困难，因此太阳能热发电站的建设逐渐冷落下来。以色列和美国联合组建了LUZ太阳能热发电国际有限公司从1985年-1991年的6年间，在美国加州沙漠相继建成了9座槽式太阳能热发电站，总装机容量353.8MW，并投入网营运。

大规模的太阳能热发电站将耗费大量资金且建设时间很长。由于某些固定设备如汽轮机、发电机、换热器、太阳轨迹跟踪装置等其价格随功率波动不大，所以上述电站需要尽可能地扩大规模以降低单位kW功率耗费的成本。如E.Prabhu对槽式太阳能发电系统进行经济性能评估，当电站规模为5MW时，设备成本(不包括太阳场集热装置，这部分与规模成比例)为$1100每千瓦；当电站规模为1MW时，设备成本为$2039每千瓦^[1]。

尽管数十兆瓦级太阳能热发电技术已经得到了发展(如美国的SEGS电站)，但合适且经济性能良好，功率在几十千瓦到几百千瓦之间，适合小规模应用的太阳能热发电技术还未有。

然而许多应用场合如抽水灌溉、冷却，家用电器耗电以及无电、少电地区等仅仅需要几千瓦到几十千瓦的电量，与其大规模的市场供电不如依靠小型的太阳能热发电装置为局部消费者提供电能。一方面在局部地区人们根据特殊需要可能愿意出比常规火力发电价更高的价格买电，另一方面小型的太阳能发电装置还能同时向附近用户提供热水及暖气等。通过适当的优化，小型的太阳能发电装置可以模块化，从而使产出经济节约，根据消费者的需要，装置规模也能进行适当调整。

已有的太阳能集热发电系统专利中：1)微型分布式太阳能驱动冷热电联供系统CN200710041475.5，包括太阳能集热系统、有机物朗肯循环的热力发电系统、吸附式制冷系统、供暖和热水系统、热水分配系统以及控制系统、补燃装置，该装置采用真空管集热器和常规ORC发电系统，冷凝后的有机工质未得到有效预热，集热温度不高于100℃，从而使得吸附式制冷效率及发电效率低，且系统需补燃装置，不利于环保。2)太阳能有机朗肯循环系统(SOLAR ORGANIC RANKI NE CYCLE(ORC)SYSTEM)专利号JP2003227315该系统采用常规ORC发电系统，冷凝后的有机工质未得到有效预热，系统只有单一发电功能。

发明内容

为了解决现有平板集热器、真空管集热器等中等温度以上(如60℃)运行效率低及槽式、塔式、碟式等高聚光比集热装置需跟踪太阳轨迹和成本高的问题；解决现有低温太阳能热发电效率较低的问题；解决现有太阳能热发电系统不适合小规模应用及不能同时为用户提供电能、冷能、暖气和热水的问题，本发明旨在提供一种太阳能低温热发电及冷热联供系统。

实现上述目的的具体技术解决方案如下：

太阳能低温热发电及冷热联供系统，包括集热器系统(1)、蓄热系统2、有机朗肯循环发电系统3、吸收制冷系统4、热水供给系统5和暖气供给系统6六个子系统，其特征在于：

所述六个子系统并联连接，

所述有机朗肯循环发电系统包括泵31、蒸发器32、汽轮机33、发电机34、回热器35、冷凝器36和混合器37，其中汽轮机33的进口连通着蒸发器有机工质出口32，汽轮机33的出口经过回热器35连通着混合器37，汽轮机33中部设有抽气口，抽气口通过管道连通着混合器37的另一端口，回热器35的另一侧串联着冷凝器36；混合器37的第三个端口通过泵31连通着蒸发器32的有机工质进口，汽轮机33的输出端连接着发电机34；蒸发器32的热源进口连通着集热器系统(1)出口，蒸发器32的热源出口连通着复合抛物面集热器系统(1)进口；

所述集热器系统的出口、蓄热系统的一端口、有机朗肯循环发电系统的蒸发器32的热源进口、吸收制冷系统的热源进口、热水供给系统的热源进口和暖气供给系统的热源进口处分别设有控制阀，且并联；六个子系统的热源出口端并联；

所述集热器系统的进口处设有泵A1；