[发明专利]采用非跟踪集热器及直线发电机的太阳能发电系统及方法

说明书

本发明涉及一种低温废热回收发电系统及方法，具体为采用非跟踪集热器及直线发电机的太阳能发电系统及方法。本发明采用非跟踪集热器及直线发电机的太阳能发电系统，包括依次连通的非跟踪太阳能集热器、活塞膨胀‑直线发电机系统、冷凝器和储液器；所述的非跟踪太阳能集热器工质侧入口与储液器出口相连通，工质侧出口与活塞膨胀‑直线发电机系统工质侧入口相连通；所述的活塞膨胀‑直线发电机系统工质侧出口与冷凝器工质侧入口相连通；所述的冷凝器工质侧出口与储液器入口相连通。本发明通过采用非跟踪太阳能集热器吸收太阳能热量，并由活塞膨胀‑直线发电机系统发电，能在低温集热，且结构简单，成本低廉。

技术领域

本发明涉及一种低温废热回收发电系统及方法，具体为采用非跟踪集热器及直线发电机的太阳能发电系统及方法。

背景技术

太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，由于太阳能光热发电在高温集热时理论热效率高，并且理论上可以采用较为廉价的蓄热储能来解决太阳能时间分布不均的问题，使得光热发电越发受到重视。

但太阳能光热发电一直存在着成本过高难以推广的困难，太阳能本身的能量密度较为分散，目前传统的发电装置适合于应用在能量密度较高的场合，例如化石能源发电，核电等。在能量密度较低的场合，例如太阳能发电，首先需要收集聚焦太阳能的热量，就是所谓的聚焦集热器。目前的聚焦集热器种类很多，大致分为跟踪型和非跟踪型，以及聚焦型和非聚焦型等。其中，跟踪型集热器即集热器需要根据太阳每天不同时刻相对地面的位置角度变化，跟着光线转动，这类集热器的效率高，但是需要配备跟踪系统，包括减速电机，传统机构等，增加了不少成本；非聚焦型集热器则无需转动，依靠本身的聚光镜面形状设计保证太阳在不同角度都能将光线聚集到吸热器上，缺点是聚光效率低，集热温度低；聚焦型集热器是采用透镜或反光镜将一定投影面积上的阳光聚集到一点或一线，优点是集热温度高，缺点是需要制造一点几何型面要求的反光镜或透镜，增加一定的成本，成本高低与镜面要求高低有关；非聚焦型集热器，例如平板集热器则单纯依靠太阳能正面辐射加热工质，制造简单，但是集热温度较低。

综上所述，太阳能光热发电就是在多种不同的设备之间综合成本、效率等因素比较选择，配备出最合理的发电系统，目前，在低温余热发电领域采用的发电设备大都存在成本较高，系统复杂；同时，在新能源开发和利用时，旋转发电机显然在高速运动情况下更加适用，而且由于旋转发电机所无法在相对较低频率的运动条件下保持较高的效率，普通的透平及普通发电机又无法在很低压差和很低温差的气流进行发电，存在低温余热发电领域不适用的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种采用非跟踪太阳能集热器吸收太阳能热量，并由活塞膨胀-直线发电机系统发电，能在低温集热，且结构简单，成本低廉的采用非跟踪集热器及直线发电机的太阳能发电系统及方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

采用非跟踪集热器及直线发电机的太阳能发电系统，包括依次连通的非跟踪太阳能集热器、活塞膨胀-直线发电机系统、冷凝器和储液器；

所述的非跟踪太阳能集热器工质侧入口与储液器出口相连通，工质侧出口与活塞膨胀-直线发电机系统工质侧入口相连通；所述的活塞膨胀-直线发电机系统工质侧出口与冷凝器工质侧入口相连通；所述的冷凝器工质侧出口与储液器入口相连通。

进一步的，所述的非跟踪太阳能集热器面向阳光辐射最强方向且斜向上布置，冷凝器背向太阳布置在阴影中。

进一步的，所述的冷凝器中液态工质的液面比非跟踪太阳能集热器中液态工质的液面高。

进一步的，所述的冷凝器竖直布置，上端设置工质侧入口，下端设置工质侧出口。

进一步的，所述的非跟踪太阳能集热器采用线聚焦的非跟踪型集热器。

进一步的，所述的活塞膨胀-直线发电机系统采用石墨轴封。