[发明专利]一种光热光伏混合利用的超临界二氧化碳热力发电系统

说明书

本发明专利提供一种光热光伏混合利用的超临界二氧化碳热力发电系统，包括光热系统、二氧化碳热电转换系统和光伏系统，光热系统连接二氧化碳热电转换系统，用于提供热源，光伏系统连接二氧化碳热电转换系统，用于提供电力。二氧化碳热电转换系统采用双轴系布置，第一个轴系包括主压缩机、再压缩机和驱动电机，第二个轴系为发电透平和发电机；本发明专利提供的光热光伏混合利用的超临界二氧化碳热力发电系统，结合太阳能光热发电、光伏发电、超临界二氧化碳热力循环技术，进行高效发电，有助于进一步提高系统整体效率、降低初始投资比重和发电成本、提高市场竞争力，推动太阳能光热技术的大规模应用。

技术领域

本发明专利属于热力发电技术领域，具体说是涉及一种光热光伏混合利用的超临界二氧化碳热力发电系统。

背景技术

太阳能光热发电是利用大规模镜场系统收集太阳能，将太阳能转换为热能传递给做功工质，再利用热力循环技术将热能转换为电能的一种技术，太阳能光热发电是全球未来新型清洁能源的重要发展方向。太阳能光伏发电是利用光伏光池直接将太阳能转换成电能，再利用电力电子设备进行电能转换，最终形成利用电能的发电技术。

超临界二氧化碳热力循环技术是基于布雷顿循环原理和超临界二氧化碳工质物性特点形成的新型热力循环技术。该项技术在中高热源温度区间（400-700℃）相比当前蒸汽朗肯循环技术具有高效率、系统简单、调节性能好等优点，是未来可以大规模替代当前蒸汽朗肯循环的新型发电技术，具有广阔的应用前景和市场价值。

通过结合太阳能光热发电技术、光伏发电技术、超临界二氧化碳热力循环技术，充分利用每种技术的优点，有助于进一步提高系统整体效率、降低初始投资比重和发电成本、提高市场竞争力。本技术方案基于这一考虑，提出了一种光热光伏混合利用的超临界二氧化碳热力发电方案。

发明内容

本发明专利的目的在于提供一种光热光伏混合利用的超临界二氧化碳热力发电系统，解决了如何结合太阳能光热发电、光伏发电、超临界二氧化碳热力循环技术，进行高效发电的技术问题，有助于进一步提高系统整体效率、降低初始投资比重和发电成本、提高市场竞争力，推动太阳能光热技术的大规模应用。

一种光热光伏混合利用的超临界二氧化碳热力发电系统，包括光热系统、二氧化碳热电转换系统和光伏系统，所述光热系统连接所述二氧化碳热电转换系统，用于提供热源，所述光伏系统连接所述二氧化碳热电转换系统，用于提供电力。

所述二氧化碳热电转换系统采用双轴系布置，第一个轴系包括主压缩机、再压缩机和驱动电机，第二个轴系为发电透平和发电机；

所述再压缩机、高温回热器、所述中间换热器、所述发电透平依次连接，且所述发电透平、所述高温回热器、所述低温回热器、所述再压缩机依次连接，形成闭环布雷顿循环结构一；

所述带间冷主压缩机、所述低温回热器、所述高温回热器、所述中间换热器、所述发电透平依次连接，且所述发电透平、所述高温回热器、所述低温回热器、所冷却器、所述带间冷主压缩机依次连接，形成闭环布雷顿循环结构二；

所述驱动电机与所述光伏系统连接，所述中间换热器与所述光热系统连接。

所述光热系统包括镜场系统、吸热塔、与所述吸热塔连接的低温熔盐罐和高温熔盐罐、熔盐泵，所述高温熔盐罐连接中间换热器，所述低温熔盐罐与所述中间换热器连接。

所述光伏系统包括依次连接的光伏阵列、汇流器、直流屏、逆变器，所述直流屏和所述逆变器之间的连线上还与光伏储能控制器连接，所述逆变器与所述二氧化碳热电转换系统连接。

所述带间冷主压缩机采用单缸两段离心式，两段共轴、同转速且高速直连，两段之间设置级间冷却器。该设计一方面降低压缩功耗，另一方面提高了中间换热器前后温差，提高储能利用率。

所述光伏系统储能控制器为蓄电池。