[实用新型]一种斯特林太阳能发电及热水供应系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种斯特林发电发热系统。

背景技术

能源日趋紧张的形势下，世界各国都在努力开发清洁的新能源。太阳能作为一种清洁环保、储量无穷的自然能源，其在人类所利用的能源种类中所占比例变得越来越大。太阳能利用的方式主要可分为四类：光热转换、光电转换、光化学转换和光生物转换；其中光热转化和光电转化应用范围最广、最常见。太阳能光热发电目前主要有槽式系统、塔式系统和碟式系统三种，而三者中碟式斯特林太阳能热发电技术的转换效率最高、排放最低、布置灵活的优势，在光热发电领域中备受青睐，具有很好的能源利用效率和市场发展前景。

现有的碟式系统是利用太阳能驱动斯特林发动机进行发电，其布置灵活，系统规模可大可小；既可以单套设备运行，也可大规模成组发电。但是没有蓄热能力，只能在有太阳的晴天发电；且由于斯特林发动机的位置不固定（随碟架一起转动）而难以实现系统的蓄热或补燃。发电机的输出功率容易受到天气的影响，即使在白天，其日照强度也是不断变化的，因此输出的电能不稳定，接入电网前需要将其调整为稳定的输出。并且在斯特林发动机在工作时自身也需要冷却，需要冷却水或者风扇对发动机进行冷却，这部分热能也是损失的。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题：针对现有的太阳能发电装置发电不稳定和热能损失的问题，提供了一种可以储存热能以稳定发电并且有效利用余热的系统。

本实用新型技术方案：

一种斯特林太阳能发电及热水供应系统，包括集热装置、斯特林发电机组和循环管路，传热介质通过循环管路在集热装置和斯特林发电机组之间循环，集热装置和斯特林发电机组之间设置有储热装置，经斯特林发电机组出来的传热介质进入集热装置或储热装置，经集热装置加热后的传热介质进入储热装置或者斯特林发电机组，储热装置中的传热介质进入斯特林发电机组，斯特林发电机组连接热水交换器，热水交换器分别连接储热水箱和循环水泵。

所述集热装置安装在碟式、槽式或塔式的聚光器上。

储热装置中的传热介质还可以进入集热装置。

在循环管路上每个管道的连接处安装阀门，通过控制器控制阀门的开闭。

本实用新型的有益效果：

本系统利用储热装置将白天吸收来的太阳辐射能量以热能的形式储存起来，通过控制器调整热能的流量，保证进入斯特林发动机的热能保持在一个比较稳定的值，到了夜间或者阴天光照不足时再释放出来进行热发电，使电站连续稳定的发电。利用储热技术和碟式斯特林太阳能发电系统相结合构成的热电联供系统，不仅可以有稳定电网负荷的作用，还能减少系统频繁启停过程中的能量损耗，提高太阳能利用率，使太阳能提供连续的电能得到实现。

在发电的过程中，斯特林发电机组自身需要散热，在循环水泵的作用下，将冷水送到斯特林发电机组的热水交换器上加热，然后存入储热水箱，实现余热的回收利用。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式：

系统主要由集热装置1、储热装置2、斯特林发电机组3、循环风机6、储热风机7、3向阀（方向和流量可控）、热水交换器4、储热水箱5、循环水泵9、变压器8、气路和水路循环管路几部分组成。

集热装置1、储热装置2和斯特林发电机组3之间通过热气循环管路连接，通过储热风机7、循环风机6配合几个方向及流量可控的3向阀来控制气体走向，分别实现储热和发电功能。

斯特林发电机组3吸收来自集热装置1或者储热装置2的热量发电，通过变压器8输送到电网。

在斯特林发电机组工3作过程中，通过热水交换器4散热，在循环水泵9的带动下加热冷水并送入储热水箱5。

工作原理

一、储热

白天有太阳光照射的时候，关闭3向阀1到3向阀2的通路，关闭储热装置2到达3向阀2的通路，关闭3向阀3到达储热装置2和到达3向阀4的通路。打开聚光碟经过3向阀1到达储热装置2的通路，打开储热装置2经过储热风机7到达3向阀4的通路，打开3向阀4到达聚光碟的通路。（储热循环：集热装置1>3向阀1>储热装置2>储热风机>3向阀4>集热装置1）

控制聚光碟跟踪太阳收集热量，通过储热风机7带动管道内的气体流动，将来自集热装置1的热量送往储热装置2，经过储热装置2的热交换作用后气体温度下降，再送回集热装置1加热。如此循环往复，直到储热完成。

二、发电和余热利用

1.发电和供热