[发明专利]一种全天候导光式太阳能热电联产系统

说明书

技术领域

本发明属于太阳能聚焦光热利用及相变材料蓄热的技术领域，具体涉及一种全天候导光式太阳能热电联产系统。

背景技术

太阳能是一种清洁的可再生能源，利用太阳能发电是开拓新能源和保护环境、节能减排的有效途径。目前较为成熟的太阳能发电技术是太阳能光伏发电和太阳能光热发电。其中，太阳能光热发电技术又分为塔式太阳能光热发电、槽式太阳能光热发电和碟式太阳能光热发电。

槽式太阳能光热发电系统利用槽式抛物面将太阳光聚在一条线上，在这条焦线上安装管状集热器，以吸收聚焦的太阳辐射能。由于槽式聚光器的几何聚光比低及集热温度不高，使得抛物槽式太阳能光热发电系统中动力子系统的热转功效率偏低，通常在35％左右。因此，单纯的抛物槽式太阳能光热发电系统在进一步提高热效率、降低发电成本方面的难度较大。

塔式太阳能光热发电系统也称为集中式太阳能光热发电，利用定日镜将太阳光聚焦在中心吸热塔的系热气上，聚焦的辐射能转变程热能，然后传递给热力循环的工质，再驱动汽轮机做功发电。其中，采用点聚光形式的塔式太阳能热发电系统则以高温融盐作为导热介质，目前工作温度能提升至560℃左右，但总体而言系统的发电效率仍偏低。另外，由于太阳能具有间歇性供应等特性，太阳能热发电系统中通常需配备储能蓄热装置，以延长机组的运行时间，以塔式太阳能热发电站为例，其连续运行时间约为14-15小时，受储能成本及蓄热装置保温特性等因素的影响，难以保证太阳能热发电系统全天连续运行。并且，由于塔式集热器的设计问题，导致点聚焦的效率较低，散热损失较高。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种全天候导光式太阳能热电联产系统。

本发明提供了一种全天候导光式太阳能热电联产系统，将太阳能转换为热能从而对水进行加热，具有这样的特征，包括：菲涅尔透镜，用于收集阳光；导光筒，其输出端通过导光纤维与菲涅尔透镜连接，用于接收阳光；腔式管状集热器，设置在导光筒上透镜聚焦点处，用于将阳光转变为热能；相变蓄热器，与腔式管状集热器连接，用于收集存储热能，为系统提供热能；斯特林发动机，与腔式管状集热器连接，还与相变蓄热器连接，用于将热能转换为机械能；斯特林发电机，与腔式管状集热器连接，用于将热能转换为机械；高温空气循环泵，一端与斯特林发电机连接，另一端与腔式管状集热器连接；中低温空气循环泵，与斯特林发电机连接；以及换热器，与中低温空气循环泵和斯特林发电机连接，流经所述腔式管状集热器后升温的空气一路进入相变蓄热器进行相变蓄热，另一路直接进入所述斯特林发动机驱动所述发电机发电，斯特林发电机中作为驱动热源的热空气释放热量后被冷却形成冷源空气，与相变蓄热器释放的高温空气混合从而被预热，该预热后的空气通过高温空气循环泵进入腔式管状集热器内，换热器还与自来水管连接，斯特林发电机中的热空气还通过换热器与自来水管中的水进行接触换热，使得自来水管中的水被加热，中低温空气循环泵用于为冷源空气在斯特林电机中升温后，再在换热器中与水进行换热降温这一过程的空气循环提供动力。

在本发明提供的全天候导光式太阳能热电联产系统中，可以具有这样的特征，还包括：追日装置，与菲涅尔透镜连接，用于改变菲涅尔透镜收集阳光的方向。

在本发明提供的全天候导光式太阳能热电联产系统中，可以具有这样的特征，还包括：发电机，与斯特林发电机连接，用于将斯特林发电机的机械能转换为电能。

在本发明提供的全天候导光式太阳能热电联产系统中，还可以具有这样的特征：其中，腔式管状集热器和相变蓄热器、相变蓄热器和斯特林发电机、斯特林发电机和中低温空气循环泵、中低温空气循环泵和高位空气循环泵、高位空气循环泵和换热器、换热器和自来水管之间均通过耐热不锈钢管连通，该不锈钢管用于工作介质。

在本发明提供的全天候导光式太阳能热电联产系统中，还可以具有这样的特征：其中，耐热不锈钢管上设有测温测压装置。

发明的作用与效果