[发明专利]一种太阳能斯特林发电系统

说明书

本发明涉及一种太阳能斯特林发电系统，包括碟式聚光器、太阳集热器、储能装置以及斯特林发电机；所述碟式聚光器用于反射汇聚太阳光；所述太阳集热器用于吸收太阳辐射并将太阳能转变为热能；所述太阳集热器与所述储能装置采用柔性高温热管连接；所述储能装置与斯特林发电机采用接触连接。本发明提供的太阳能斯特林发电系统通过在整体结构上将太阳集热器与储热装置、斯特林发电机分开布置，采用柔性热管将热将太阳集热器与储能装置连接，实现了太阳集热器与储能装置、斯特林发电机的分离，使得储能装置的质量和尺寸不受限制，可实现大容量热量的储存，更适宜用于储能式大功率斯特林发电系统。

技术领域

本发明涉及太阳能发电技术领域，特别是一种太阳能斯特林发电系统。

背景技术

随着全球能源消耗的不断增加以及石油等不可再生能源的日益减少，能源短缺已经成为影响人们生活和制约社会发展的重大问题，世界各国都在设法增加对可再生能源的开发和利用。在种类众多的可再生能源中，太阳能资源非常丰富，对太阳能的开发和利用非常重要，尤其是对太阳能发电技术的开发和利用。

在太阳能发电技术中，聚光式太阳能斯特林发电因其具有较高的发电效率而得到了大量的研究，应用前景较好。与传统发电站不一样的是，聚光式太阳能斯特林发电是通过聚集太阳辐射获得热能，直接利用热能驱动斯特林机进行发电。当前，聚光式太阳能热发电按照太阳能采集方式可划分为：塔式太阳能斯特林发电、槽式太阳能斯特林发电、碟式太阳能斯特林发电。碟式储能式太阳能斯特林发电系统是目前利用率最高的太阳能利用装置，具有环保、清洁无污染、运行成本低的特点；与太阳能光伏发电相比，其太阳能转换效率高、无需逆变装置、系统寿命长的特点，而且通过设计合理的储热装置就可实现二十四小时不间断发电，可在缺水、日照时间长的地区广泛应用使用。相比于槽式系统和塔式系统，带储能的碟式系统能提高土地资源的综合利用率，例如坡地、公路隔离带、楼宇顶层、海岛等。随着斯特林发电机技术的进步，大功率斯特林发电机在太阳能发电系统中得到广泛应用。

然而，目前广泛采用的一体式太阳能储热式斯特林发电系统将集热、储热、发电系统集成起来分布于碟式聚光板的聚光点处，这样的发电系统已经难以满足未来的大容量储热及持续不间断发电的需求。虽然，通过增加一体式储热发电装置的尺寸和质量能够实现大功率长时间的储能，但是会对整个系统产生很多不利影响：储热发电装置尺寸增加会减少碟式聚光器的受光面积，降低系统聚光效率，储热发电装置的质量增加提高了太阳光照追踪系统的负荷，并使得整个系统重心提升，不利于整个装置的安装、维修以及力学稳定性。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种太阳能斯特林发电系统。

本发明实施例提供的一种太阳能斯特林发电系统，包括碟式聚光器、太阳集热器、储能装置以及斯特林发电机；所述碟式聚光器用于反射汇聚太阳光；所述太阳集热器用于吸收太阳辐射并将太阳能转变为热能；所述太阳集热器与所述储能装置采用柔性高温热管连接；所述储能装置与斯特林电机采用接触连接。

进一步地，所述储能装置包括箱体、相变储能材料、隔热层以及粗热管；所述箱体的两个端面分别为热量入口端面和热量出口端面，所述热量入口端面设有热量入口，所述热量出口端面采用导热性能良好的金属板材制成；所述相变储能材料设于所述箱体的内部；所述粗热管设于所述箱体中轴线位置并贯穿所述箱体；所述粗热管中设有液体工质；所述隔热层设于所述箱体的热量入口端面与所述相变储能材料之间，以及所述粗热管与所述相变储能材料之间。

进一步地，所述储能装置中设有细热管，所述细热管的第一端与所述箱体的热量出口端面连接，所述细热管的第二端设于所述相变储能材料内，所述细热管中设有液体工质。

进一步地，所述储能装置以及所述斯特林发电机均设于所述碟式聚光器的背面。

进一步地，所述相变储能材料包括熔融盐类。

进一步地，所述粗热管中的液体工质的蒸发温度高于所述相变储能材料的熔点。