[发明专利]一种太阳能辅助海洋温差发电系统

说明书

本发明涉及一种太阳能辅助海洋温差发电系统。一种太阳能辅助海洋温差发电系统，其特征在于包括太阳能辅热模块、OTEC发电模块、PLC能量管理模块；OTEC发电模块以低沸点的有机工质作为循环工质，以大海表层温海水为热源对有机工质进行预热，太阳能辅热模块的太阳能作为补充热源对有机工质进行二次加热；大海深层900‑1100米的冷海水作为冷源，通过有机朗肯循环实现热功转换，过热工质气体进入汽轮机推动叶轮旋转，驱动发电机发电；PLC能量管理模块对太阳能辅热模块和OTEC发电模块实现能量调度和运行控制。以太阳能光热作为辅助热源的海洋温差发电系统，大幅提高了系统发电效率，有利于海洋温差发电系统的推广应用。

技术领域

本发明涉及机械工程和新能源领域，具体涉及一种太阳能辅助海洋温差发电系统。

背景技术

海洋温差能是指海洋表层海水和深层海水之间温差储存的热能，可以实现热力循环并发电。我国南海地处北回归以南，属热带气候，太阳辐射强烈，表层水温全年在25℃以上，而1000m以下的深层水温在5℃以下，温差达20～25℃,蕴藏着丰富的温差能资源。

海洋温差能在可再生能源中以其资源储存量大，清洁无污染等特点在近几年备受关注。海洋温差发电(OTEC)是利用海水浅层与深层的温差能使工质经热交换器换热后驱动涡轮机发电的技术，它发电波动小，能量密度高且储量巨大，是一种清洁、高效的发电方式。我国海南省三沙市作为中国最年轻的地级市，拥有丰富的海洋温差能资源储量，约为3.67亿kW，占全球海洋温差能储量的1/14，在节能减排和低碳发展形势下积极开发海洋温差能资源可有效解决三沙市能源供应不足问题，在满足我国南海地区经济开发与国防建设的能源电力需求的同时，对加快实现科技兴海战略也具有重要意义。

据报道，日本冲绳县久米岛50kW海洋温差能发电站于2013年3月首次发电成功；2015年8月夏威夷岛100kW的海洋温差能发电系统成功并网发电，并将海洋温差能发电作为新能源途径发电的主要方式；法国法属留尼汪岛也将于2025年交付100～150MW的大功率OTEC发电站组；中国国家海洋局曾开展“海洋温差能开发利用技术研究与试验”项目，致力于提高海洋温差发电热效率，目前正处于研发阶段，未见考虑引入太阳能辅助的海洋温差发电系统的相关报道。

目前，如何高效利用海洋温差能，促进我国南海地区经济发展，解决国防建设对能源电力的急切需求成为了必须面临的问题。本发明基于工程热力学的基本原理,结合相关领域的工程实践,提出一种太阳能辅助海洋温差发电系统。

发明内容

本发明的目的在于提出一种太阳能辅助海洋温差发电系统，可大幅提高系统发电效率，实现系统夜间和阴雨天气条件下连续稳定供电，有利于海洋温差发电系统的推广应用。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种太阳能辅助海洋温差发电系统，其特征在于包括太阳能辅热模块、OTEC发电模块、PLC能量管理模块；OTEC发电模块以低沸点的有机工质作为循环工质，以大海表层温海水为热源对有机工质进行预热，太阳能辅热模块的太阳能作为补充热源对有机工质进行二次加热；大海深层900-1100米的冷海水作为冷源，通过有机朗肯循环实现热功转换，过热工质气体进入汽轮机推动叶轮旋转，驱动发电机发电。

上述方案中，PLC能量管理模块对太阳能辅热模块和OTEC发电模块实现能量调度和运行控制。

上述方案中，所述太阳能辅热模块选用导热油作为中间介质，导热油泵将导热油罐中导热油通过太阳能集热器吸收太阳辐射能，再通过蓄热水箱内的换热盘管将热量传递到蓄热水箱中的淡水，换热后导热油回到导热油罐；蓄热水箱中的淡水通过蒸发器对OTEC发电模块中的经大海表层温海水预热后的有机工质进行二次加热。