[发明专利]一种太阳能定压加热热气流发动机发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能定压加热热气流发动机发电系统，属于太阳能热动力发电领域。

背景技术

太阳能热动力发电和太阳能光伏发电是太阳能发电的两大不同类型的发电方式。太阳能热动力发电主要包括塔式、槽式、碟式、条式、塔筒热气流发电等方式。

塔式、槽式和条式太阳能热动力发电需要水做为工质，塔筒(烟囱)热气流太阳能发电需要很高的塔筒(烟囱)。

碟式(或盘式)太阳能发电，无需塔筒，也可以无需水做为工质，碟式发电采用斯特林循环，由于工质无需水，因此，太阳能碟式斯特林发动机也称为热气发动机，它的理想压容P-V图如图1所示，它由两条等温线和两条等容线组成。在图1中，a-b是等温压缩过程，b-c是等容加热过程，c-d是等温膨胀过程，d-a是等容冷却过程。根据热力学第二定律对最高热效率的要求，理想斯特林循环的热效率和卡诺循环相同，都是最大。

2010年12月，国家能源局组织开展的全国第一个大型光伏特许权示范项目——敦煌20兆瓦光伏发电项目全面实现并网发电。国内首个太阳能热动力发电特许权示范项目——内蒙古50兆瓦槽式太阳能光热发电项目即将实施。国内首个太阳能塔筒热气流发电项目于2010年10月在内蒙古乌海市并网发电。2009年3月20日胡锦涛总书记参观2009中国国际节能减排和新能源科技博览会，并来到中国科学院电工研究所八达岭MW级太阳能塔式热发电示范电站展台，对该技术的前沿性给予了充分的肯定，并指出“这个(太阳能热发电技术)挺好”，在我国的发展“前期造价高点不要紧，关键是技术要掌握”，预计该太阳能塔式热发电示范电站在2011年并网发电。2005年国内第一座太阳能热发电示范电站-南京江宁区70kW塔式太阳能热发电试验工程成功发电。

目前，在国内，碟式太阳能热发电还没有示范电站，对其研究也远远不够。国际上碟式太阳能热发电已经开始商业化运作，美国加州Solar One与Solar Two电站合计850MW(二期达到1750MW)的运行，已经证明了碟式斯特林系统技术上和经济上是可行的，具有强大的生命力，美国的太阳能发电的发展方向主要以太阳能热发电为主，而且由于碟式太阳能热发电在当前的太阳能发电中发电效率最高，美国的太阳能发电的发展方向首选碟式太阳能热发电。

发明内容

本发明的目的是提供一种工质为空气，无需水做工质，也无需塔筒(或烟囱)，省去了太阳能蝶式发电中斯特林发动机巨大的散热机构的太阳能定压加热热气流发动机发电系统。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

本发明包括双轴跟踪太阳能聚焦反射镜面系统、太阳能定压加热动力转换单元或称热气流发动机、发电机，其特征是：太阳能定压加热动力转换单元由空气压缩机、储气罐、太阳能吸收器、输出轴功气缸组件构成，输出轴功气缸组件包括气缸、活塞、连杆及曲柄，气缸上设有的进气口和排气口、进气口上装有的进气阀、排气口上装有的排气阀，空气压缩机、储气罐、太阳能吸收器用输气管顺序串联后与进气口连接，活塞通过连杆与曲柄连接，曲柄轴与发电机轴连接，太阳能定压加热动力转换单元的工作方式为定压加热循环方式，加热由太阳能通过太阳能吸收器完成，太阳能定压加热动力转换单元是开口系统，其工质为空气。

本发明的优点是：工质为空气，无需水做工质，也无需塔筒(或烟囱)，采用太阳能定压加热循环方式，取消了斯特林发动机巨大的散热机构，成本低、发电效率高，稳定性好。

附图说明

图1是太阳能碟式斯特林发动机的理想压容P-V图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明的太阳能定压加热动力转换单元连接发电机的结构示意图；

图4是本发明的太阳能定压加热动力转换单元理想定压加热循环压容图；

图5是本发明的一种并网型太阳能定压加热热气流发动机发电系统实施状态。

具体实施方式

参照附图2、3、4，本发明包括双轴跟踪太阳能聚焦反射镜面系统11、太阳能定压加热动力转换单元(热气流发动机)12、发电机10，太阳能定压加热动力转换单元12由空气压缩机1、储气罐2、太阳能吸收器3、输出轴功气缸组件构成，输出轴功气缸组件包括气缸5、活塞4、连杆8及曲柄9，气缸5上设有的进气口和排气口、进气口上装有的进气阀6、排气口上装有的排气阀7，太阳能吸收器3是热交换器，可以为腔式太阳能吸收器，空气压缩机1、储气罐2、太阳能吸收器3用输气管顺序串联后与进气口连接，输出轴功气缸5中装有活塞4，活塞4通过连杆8连接曲柄9，曲柄9轴与发电机10的轴连接。