[发明专利]基于气体强化传热的全天候太阳能发电方法和系统

权利要求书

1.一种基于气体强化传热的全天候太阳能发电方法，应用于包括太阳能集热场(100)、储热放热系统(200)和热机强化运行系统(300)的太阳能发电系统中，其特征在于：包括如下步骤：

1)太阳能集热场(100)吸收太阳能并加热低温传热介质，所得高温传热介质输送到热机强化运行系统(300)中进行发电和/或输送到储热放热系统(200)中与储能介质换热进行储热；

2)将太阳能集热场(100)输出的高温传热介质与经由储热放热系统(200)换热升温得到的高温传热介质同时输送到热机强化运行系统(300)进行发电，或者单独将储热放热系统(200)放热得到的高温传热介质输送到热机强化运行系统(300)中进行发电；

3)高温传热介质在热机强化运行系统(300)中释放热能后得到的低温传热介质返回太阳能集热场(100)再次进行集热和/或返回储热放热系统(200)再次进行换热升温；

上述步骤中，所述传热介质为混有固体微粒的气体介质；所述固体微粒为无相变材料构成的无相变微粒，或者为由固体导热材料构成胶囊外壳、由相变材料构成胶囊填充物的相变胶囊微粒；

所述热机强化运行系统(300)进行发电的过程如下：先将混有固体微粒的高温气体介质中粒径超过热膨胀机(311)进气要求的固体微粒过滤出来，得到的洁净气体介质送入热膨胀机(311)中膨胀做功进行发电，再将做功后的洁净气体介质与过滤出来的固体微粒进行混合得到混有固体微粒的低温气体介质。

2.根据权利要求1所述基于气体强化传热的全天候太阳能发电系统，其特征在于：所述气体介质包括空气、二氧化碳、氮气、氦气、甲烷、水蒸气中的一种或多种，其循环压力大于0.1Mpa。

3.根据权利要求1或2所述基于气体强化传热的全天候太阳能发电方法，其特征在于：

所述储热放热系统(200)包括储热罐体(201)，所述储热罐体(201)内按照填装储能介质的位置不同划分为依次连通的顶部填料区(211)、一个以上的中间填料区(212)、以及底部填料区(213)；

所述储热放热系统(200)在进行储热时，来自太阳能集热场(100)的高温传热介质首先从储热罐体(201)的顶部进入，依次通过顶部填料区(211)、各中间填料区(212)和底部填料区(213)，经换热降温得到的低温传热介质从储热罐体(201)的底部流出后返回太阳能集热场(100)；

当顶部填料区(211)温度升高到设定值时，高温传热介质切换为从顶部填料区(211)下方的第一个中间填料区(212)进入，依次通过该第一个中间填料区(212)及其下方的各中间填料区(212)和底部填料区(213)，经换热降温得到的低温传热介质从储热罐体(201)的底部流出后返回太阳能集热场(100)；

当第一个中间填料区(212)温度升高到设定值时，高温传热介质切换为从第二个中间填料区(212)进入，依次通过该第二个中间填料区(212)及其下方的各中间填料区(212)和底部填料区(213)，经换热降温得到的低温传热介质从储热罐体(201)的底部流出后返回太阳能集热场(100)；

依此类推，直至高温传热介质切换为从最下方的一个中间填料区(212)进入，从底部填料区(213)流出，并使底部填料区(213)的温度升高到设定值，完成储热罐体(201)的储热，经换热降温得到的低温传热介质从储热罐体(201)的底部流出后返回太阳能集热场(100)。