[发明专利]集热式太阳能光热电系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种集热式太阳能光热电系统，将太阳光能和热能转换为生产生活所需的电能、热能等能源。

背景技术

当前，许多国家正在制定中长期太阳能开发计划，准备在二十一世纪大规模开发太阳能，更有一些发达国家开始实施“太阳能工程”，把太阳能利用与建筑融为一体。二十一世纪中叶，核能、太阳能、水能、风能将成为世界能源的支柱。就太阳能而言，太阳能每15分钟照到地球表面的能量足够人类使用一整年，我国三分之二的地区，其日辐射量可达1000W/m²，太阳能资源十分丰富。

目前，太阳能光伏发电、太阳能集热发电、太阳能热水器、太阳能空气集热器已崭露头角。太阳能电池和太阳能热水器已经进入商业性开发。其他方面的太阳能利用，目前还处在工业化生产的前夕。

世界上现有的太阳能热电站都使用塔式，在地面上设置许多面聚光镜，从不同角度和不同方向把太阳光收集起来，集中反射到一座高塔顶部的专用锅炉上，使锅炉内的水受热而变为高压蒸汽，由蒸汽驱动汽轮机，再由汽轮机带动发电机进行发电。此种太阳能热电站发电模式存在的最大的问题是投入成本高，是普通火电的5-10倍，另外转换效率低，且占用空间大，特别不能适应各国政府提倡的在与建筑一体化工程上的应用。

经检索，2008年2月美国GWS公司研发的1MW的LETG太阳能发电装置，利用低温热管原理发电。也只停留在研发阶段。目前，应用较多的太阳能光伏发电装置，缺点较多，比如：投资成本高，不易普及；且硅系的初始制备属于高污染、高耗能的行业，对环境有严重影响。太阳能发电的上网电价约3.5-4.5元/千瓦时，是普通火力发电上网电价的10倍以上，如此高昂的费用，目前难以普及，其市场占有率不高也在所难免。随着社会的发展，迫切需要开发更多更完善的太阳能能量转换系统，来解决能源危机。

在进一步的检索中未发现与本发明相似或相近的产品或文献。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处，提供一种集热式太阳能光热电系统，该系统充分利用分散的太阳辐射能，转换为电能、热能或驱动其它机械，提高太阳能利用率，具有无可比拟的优点。

集热式太阳能光热电系统是采取以下方案实现的：集热式太阳能光热电系统包括太阳能热超导聚热装置、低温流体能量转换装置、组合式多热源快速热水器、多热源的超导取暖器、全自动传感控制器、气液分离器、循环泵。太阳能热超导聚热装置通过管道和电磁控制阀I分别与低温流体能量转换装置、组合式多热源快速热水器、多热源的超导取暖器相连。低温流体能量转换装置的排气口通过电磁控制阀II和管道分别与组合式多热源快速热水器和气液分离器相连，组合式多热源快速热水器的介质出口通过电磁控制阀III和管道分别与多热源的超导取暖器和气液分离器相连，多热源的超导取暖器的介质出口与气液分离器相连。气液分离器中的气体出口通过管道与太阳能热超导聚热装置介质循环接口相连，气液分离器中的液体出口通过管道与循环泵进口相连，循环泵出口通过管道与太阳能热超导聚热装置的介质循环接口相连。

所述的太阳能热超导聚热装置采用平板式太阳能聚热器或真空玻璃管式太阳能聚热器。

所述的平板式太阳能聚热器包括平板金属热交换器、连接板、保温层和箱体。平板金属热交换器包括金属热交换基板，超导介质储管、集汽管、超导介质；在金属热交换基板上设置有多凸起流体通道，多凸起流体通道上部和集汽管连接，多凸起流体通道下部和超导介质储管连接。金属热交换器和保温层密封固定在箱体内，安装完成后，在超导介质储管内注入有超导介质。

所述的真空玻璃管式太阳能聚热器包括真空玻璃管或太阳能真空集热管、多曲面异形金属热交换管、超导介质、蒸发器、边框、上壳体和下外壳体。

蒸发器具有全封闭承压箱体，在全封闭承压箱体内装有若干根多曲面异形金属散热管，若干根多曲面异形金属散热管下端通过热交换管连接头固定在全封闭承压箱体底部，该管上端装有封头，全封闭承压箱体内装有流体介质，所说的流体介质可采用超导介质、水或空气。全封闭承压箱体设置有汽化通道接口和介质循环接口。全封闭承压箱体外部装有上壳体，在上壳体与全封闭承压箱体之间装有保温层。

多曲面异形金属热交换管上端固定有连接头，该连接头通过螺钉或连接螺纹与多曲面异形金属热交换下端的连接头密封连接，多曲面异形金属热交换管下端装有抽真空接头，多曲面异形金属热交换管与蒸发器内多曲面异形金属散热管密封连通，通过抽真空接头抽真空后加注有超导介质。