[发明专利]一种光热光伏联合发电系统及方法

说明书

本发明公开了一种光热光伏联合发电系统及方法，系统包括：吸热工质存储单元，包括第一储存件、第二存储件及第三存储件，用于存储不同温度阶段的吸热工质；聚光加热单元，用于将第一储存件中的吸热工质通过聚光加热后输送到第二存储件中；辅助电加热单元，用于将第二存储件中的吸热工质通过电加热后输送到第三存储件中；光伏发电单元，用于进行光伏发电并且为辅助电加热单元提供电源；换热单元，用于将吸热工质与发电工质进行换热处理，并将吸热工质输送到第一储存件中，将发电工质输送到发电单元中；发电单元，用于通过发电工质进行发电。本申请能够避免光热集热器高温热损高的问题，同时提高后续工况温度，进而提高发电系统的整体发电效率。

技术领域

本发明涉及太阳能光热发电相关技术领域，特别是指一种光热光伏联合发电系统及方法。

背景技术

太阳能是一种清洁的可再生能源，而我国又是一个太阳能储量较丰富的国家，尤其是西北地区，地势平坦，光照充足，日照时间长，气候干燥，有利于建设光热发电站。目前二代光热项目多为使用熔盐作为吸热工质，用来吸收太阳能所转化的热能，之后用于加热水蒸气、超临界二氧化碳等工质用于发电使用。但是当前这一类系统的发电循环效率还是有待提高。常见提高发电循环效率最直接的方法就是提高运行参数，例如压力和温度参数，如果采用目前应用较广泛的二元熔融盐作为吸热介质，一般熔盐光热电站熔盐工作温度为500℃～600℃。如果未来采用新型熔融盐，可使吸热器温度达到700℃，但材料选型及设计等问题一方面会增加吸热器的制造成本。另一方面，光热集热器运行温度越高，热损失越大。例如：在550℃工况下光热集热器的热损失率可达到10％左右，当工况达到700℃时热损失可达到20％。因此当前使用吸热介质的热损导致能量利用率不高。

此外，由于太阳能发电还受自然条件限制，不能长期稳定运行，而目前大部分解决办法为储热和电池储电两种形式。由于电池储电价格高、经济性差、储热系统受储热介质影响，因此对运行温度限制较大。

因此，在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：一方面对于光热集热器来说温度越高则热损越高，另一方面吸热工质最终的温度越高则发电效率越高且能量利用率也越高，而在现有光热发电中这两者存在的矛盾目前还没有有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种光热光伏联合发电系统及方法，能够避免光热集热器在高温条件下的热损高的问题，同时提高后续发电循环过程的工况温度，进而提高发电系统的整体发电效率。

基于上述目的本发明提供的光热光伏联合发电系统，包括：

吸热工质存储单元，包括第一储存件、第二存储件以及第三存储件；所述第一储存件、所述第二存储件以及所述第三存储件分别用于存储不同温度阶段的吸热工质并且输送到换热单元中；

聚光加热单元，设置于所述第一储存件和所述第二存储件之间，用于将所述第一储存件中的吸热工质通过聚光加热后输送到所述第二存储件中；

辅助电加热单元，设置于所述第二存储件和所述第三存储件之间，用于将所述第二存储件中的吸热工质通过电加热后输送到所述第三存储件中；

光伏发电单元，与所述辅助电加热单元连接，用于进行光伏发电并且为所述辅助电加热单元提供电源；

换热单元，设置于所述第三存储件与发电单元之间，用于将所述第三存储件中的吸热工质与发电单元中的发电工质进行换热处理，并且将换热后的吸热工质输送到第一储存件中，将换热后的发电工质输送到发电单元中；

发电单元，用于通过所述换热单元输出的发电工质进行发电。

可选的，所述聚光加热单元包括定日镜场和光热集热器；所述定日镜场中设置有多个定日镜，且通过所述定日镜将太阳光线聚集到光热集热器中，所述光热集热器用于对吸热工质进行加热。