[发明专利]用于太阳能发电系统的多储热单元系统、流体流动控制装置和低压太阳能接收器、以及其相关部件和用途

说明书

相关申请的交叉引用

本申请依据35 U.S.C.§ 119(e)要求于2012年3月21日提交的题为“Multi-Thermal Storage Unit Systems and Related Components”的美国临时专利申请系列第61/613,948号的优先权；于2012年3月21日提交的题为“Fluid Flow Control Devices for Solar Power Systems”的美国临时专利申请系列第61/613,947号的优先权；于2012年3月21日提交的题为“Low Pressure Solar Receivers with Double-Walled Windows and Uses Thereof”的美国临时专利申请系列第61/613,950号的优先权；以及于2012年3月21日提交的题为“Low Pressure Solar Receivers with Segmented Windows and Uses Thereof”的美国临时专利申请系列第61/613,954号的优先权。这些申请中的每个申请通过引起其全部内容出于所有目的被合并到本文中。

技术领域

一般地描述了与使用太阳能接收器的聚光太阳能发电相关的系统、装置和方法。

背景技术

关于温室气体对全球气候变化的影响的日益关注促进了专注于限制温室气体排放的研究。太阳能发电因在发电源处基本上不产生温室气体而特别吸引人。

使用太阳能接收器的聚光太阳能发电(CSP)是本领域已知的。简言之，聚光太阳能发电系统使用透镜、反射镜或其他元件以将入射到相对大区域上的阳光集中到称为太阳能接收器的小区域上。集中的阳光可以被用于加热太阳能接收器内的流体。太阳能接收器内的经加热流体可以用于驱动涡轮机发电。

发明内容

一般地描述了使用太阳能接收器的发明的聚光太阳能发电系统、以及相关装置和方法。在一些实施方式中，聚光太阳能发电系统包括一个或更多个低压太阳能接收器。在一些实施方式中，聚光太阳能发电系统包括在大气压力或低于大气压力下操作的一个或更多个低压太阳能接收器。另外，提供了利用多个储热单元的发明的太阳能发电系统和方法，其可以用于例如提供基本上连续的操作。还描述了其中太阳能接收器和涡轮机保持彼此流体地隔离的系统和方法。在一些实施方式中，提供了流体流动控制装置，其有助于在一个或更多个储热系统与用于将热从低压流体(例如，约2个大气压或低于约2个大气压)传递至高压布雷顿循环流体(例如，大于约2个大气压)的一个或更多个热交换系统之间的气流的切换。

在一个方面中，提供了一种发电系统。在一些实施方式中，该发电系统包括：太阳能接收器、压缩机、涡轮机、第一储热系统、第二储热系统、和阀子系统。在某些实施方式中，该阀子系统被配置成使得在第一阀位置，在太阳能接收器与第一储热系统之间存在第一流体通路，并且在压缩机、涡轮机和第二储热系统之间存在第二流体通路；以及在第二阀位置，在太阳能接收器与第二储热系统之间存在第三流体通路，并且在压缩机、涡轮机和第一储热系统之间存在第四流体通路。

在一些实施方式中，发电系统包括将太阳能接收器与第一储热系统流体地互相连接的第一流体通路；以及将压缩机、涡轮机和第二储热系统流体地互相连接的第二流体通路。在某些实施方式中，第一储热系统与第二储热系统流体地隔离。在一些实施方式中，该系统被配置成使得太阳能接收器在以下时间的至少一部分期间对第一流体通路内的流体进行加热：在涡轮机被用于使用第二流体通路内的流体产生电力期间。