[发明专利]一种基于可再生能源的冷热电联供系统

说明书

技术领域

本发明涉及可再生能源利用领域，具体的说是一种基于可再生能源的冷热电联供系统。

背景技术

继风电和光电之后，聚光太阳能发电已经开始展露头角，有望在能源匮乏问题和全球气候变暖问题发挥重要作用。聚光太阳能发电正在不断地发展中，据估计到2030年其在全球能源供应中所占份额将达到3％-3.6％，到2050年占8％-11.8％，增长速度非常快。

实践中，如果单独建设聚光太阳能发电系统，不仅要建设太阳能聚光系统，还要建设热能发电系统，将水从环境状态加热至过热状态，这样造价高，效率低。另一方面，目前太阳能低温发电系统大多采用纯工质的单级循环，并且其工作温度在太阳能集热温度的限制下，工作温度不高；其膨胀机的乏汽一般直接排出，导致热量浪费，效率低下，间接的增加了太阳能集热的成本。天然气分布式能源是指利用天然气为原料，通过产生热电冷为用户供能，其效率一般可达70％，但目前天然气排气余热并未得到充分的利用导致效率低下，能源浪费。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种将太阳能发电与燃气轮机优化结合起来的、能源利用率高的，实现室内供热、供冷、供电的，并向电网输电的基于可再生能源的冷热电联供系统。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于可再生能源的冷热电联供系统，包括燃气发电系统、太阳能高温发电系统，

所述燃气发电系统包括燃气轮机、发电机、制冷系统、高温热交换器、低温热交换器、气气换热器、烟气处理装置；燃气轮机内的高温燃气做功，带动发电机发电提供室内自用电、以及通过变压器供给电网用电；燃气轮机的排气出口连接供冷支路和供热支路，供冷支路上依次设置阀门、制冷系统，之后连通到预设在室内的冷/热气喷口供冷；供热支路上设置高温热交换器，高温热交换器的排气出口设置两条分支，一条分支设置低温热交换器，另一条分支设置阀门、气气换热器，气气换热器与室内空气换热，换热后的室内空气连接到室内的冷/热气喷口供暖，低温热交换器和气气换热器的排气出口连通到烟气处理装置，烟气处理装置内设置回收烟气热量的、用于低温供热水或供暖的加热管；

所述太阳能高温发电系统包括太阳能高温集热器、太阳能高温集热热交换器、热水箱、蒸汽发生器、汽轮机、第一发电机、冷凝器、储水器、水泵；储水器内的水作为循环工质通过水泵输送到太阳能高温集热热交换器，太阳能高温集热器连接太阳能高温集热热交换器加热循环水，太阳能高温集热热交换器的循环水出口通过热水箱连接蒸汽发生器，蒸汽发生器的蒸汽出口连接燃气发电系统的高温热交换器的蒸汽入口，高温热交换器的蒸汽出口连接汽轮机，汽轮机的过热蒸汽做功，带动第一发电机发电提供室内自用电、以及通过变压器供给电网用电，汽轮机的乏汽出口连接冷凝器的冷凝水入口，冷凝器的冷凝水出口连接燃气发电系统的低温热交换器的水路入口，低温热交换器的水路出口连接储水器。

上述基于可再生能源的冷热电联供系统，还包括太阳能低温发电系统，太阳能低温发电系统设置太能低温集热器、二氧化碳加热器、膨胀机、第二发电机、二氧化碳换热器、二氧化碳储罐、泵，二氧化碳储罐通过泵连接太能能低温集热器的介质入口，太阳能低温集热器被加热的二氧化碳通过介质出口连通到二氧化碳加热器的气体入口，二氧化碳加热器设置在燃气发电系统的低温热交换器与烟气处理装置之间，二氧化碳加热器设置与低温热交换器的排气换热的二氧化碳换热管，二氧化碳加热器被加热口的二氧化碳过热蒸汽通过气体出口连接到膨胀机，膨胀机的二氧化碳过热蒸汽做功，带动第二发电机发电提供室内自用电、以及通过变压器供给电网用电，膨胀机的乏汽出口连接二氧化碳换热器，二氧化碳换热器内被冷却的二氧化碳通过气体出口连接到二氧化碳储罐。

上述基于可再生能源的冷热电联供系统，还包括水预热单元，燃气轮机的入口设置燃气支路和带空气压缩机的空气支路，空气压缩机设置压缩泵换热器，给水通过水泵连接压缩泵换热器，压缩泵换热器的加热给水分为两条分支，其中一条分支连接到太阳能高温发电系统的冷凝器入口，给水与冷凝器的冷凝水混合后连接到低温热交换器的水路入口；另一条分支连接到太阳能低温发电系统的二氧化碳换热器，二氧化碳换热器设置换热水管，换热水管的出水口连接到燃气发电系统的低温热交换器的水路入口。

上述基于可再生能源的冷热电联供系统，所述太阳能高温发电系统的太阳能高温集热器采用采用上述集热器，加热温度为400℃-600℃，集热工质为导热油；太阳能高温集热器设置储热系统，储热系统采用Hitec作为储热介质。