[发明专利]用于转换热能的装置、对应的太阳能反应器以及相关的设备

说明书

本文描述的是一种太阳能转换器装置(1；100；200；300；400)，包括壳体(2；102；202；302；402)以及在壳体(2；102；202；302；402)的内部的芯部(4；104；204；304；404)，其中壳体(2；102；202；302；402)和芯部(4；104；204；304；404)沿着纵向轴线(X)在轴向上发展，并且在其间包括容积，芯部(4；104；204；304；404)包括与所述容积处于热交换关系的导热的基体(41；141；241；341；441)，基体(41；141；241；341；441)容纳用于工作流体的一个以上的流动管道(42；142；242；342；442)，一个以上的流动管道(42；142；242；342；442)与基体(41；141；241；341；441)处于热交换关系。此外，本文描述的是一种对应的太阳能反应器(500)和一种对应的设备(600)。

技术领域

本发明涉及能量转换设备，并且涉及对应的部件，尤其是涉及用于开发和转换太阳能的设备。

背景技术

基于用于从热力学太阳能源产生电能的设备的当前技术正在努力扎根，并且因此单位制造成本远非成熟技术的那些类型。能够获得的可能最重要的数据之一与在大致二十年中这些设备的制造成本几乎已经下降了十倍的事实相关。

热动力太阳能设备通过两个独立的能量转换步骤将太阳能间接转换为电能。

第一步骤包括将太阳能转换为热载体流体中存储的热能。

第二步骤通常包括通过传统的热力学循环，例如有机兰金循环(ORC，organicRankine cycle)，将热能转换成电能。

在本文中提到的具有线性抛物线型收集器的设备中，辐射通过具有线性抛物线形的镜子聚集在设置在收集器的焦线上的接收管上，并且在其中流动有热载体流体，例如在高温下被加热的导热油。热载体流体供给给蒸汽发生器，然后所述蒸汽发生器转而供给ORC设备的蒸汽涡轮机或者涡轮发电机，以高效率将由热载体流体供给的热能转换成电能。

为了克服由太阳能源提供的能量流的可变性，除了将热能存储在热存储装置中的可能性以外，还能够依靠与通过甲烷气体或其他燃料烧制的热水贮槽(boiler)的热集成，因此创建混合设备。

因此，除了用于从计划停机状态重新起动以外，甲烷烧制的热水贮槽还通过在白天并且在低直接辐射的情况下通过与太阳能设备同时工作而提供能量贡献。

换言之，传统的转换过程总结为如下步骤：

太阳能收集器经由跟踪算法而持续地跟随太阳，将太阳辐射不断地聚集在安装在抛物面的焦点处的接收管上。

因此积累的热能被转移到热载体流体，并且从热载体流体转移到涡轮发电机的工作流体，产生变为20kV的国家电网的电能。

与太阳能设备并行的是，热水贮槽集成了使热载体流体达到工作温度所需的热能，并且此外，由来自化石和/或可再生自然资源的来源的第三方产生的任何可能的过程热都为加热热载体流体做出了贡献。

因此，传统的热力太阳能设备因此基本上组成如下：

·太阳能捕捉系统

·接收管

·管道网络

·热存储系统

·ORC涡轮发电机

·冷却系统

·集成热水贮槽

·阀、泵以及配件

这样的设备的当前成本为每兆瓦电力8,000,000欧元左右。这是与典型的数值(例如光伏系统的数值)相比没有竞争力的数值，这没有考虑明显较高的复杂性以及同样较高的维护成本。