一种用于由太阳能产生热能和电能的热电联产系统，该系统包括通过传热流体(6)流动通过的管道系统连接到功率岛的太阳能场。管道系统包括管收集器和隔热系统(2)。该系统至少具有放置在管道系统上的至少一个光伏板(3)，该至少一个光伏板连接到至少一个电池(4)，该电池进一步连接到放置在管收集器(1)处的加热装置(5)，该加热装置配置成在太阳辐射少或不存在的期间从电池(4)接收电能并且将传热流体(6)加热到适合于功率岛运行的温度。本发明专利技术还涉及一种热电联产方法，该方法包括通过光伏板(3)收集太阳能、将能量存储在电池(4)中并通过加热装置(5)加热传热流体(6)。
System and Method of Cogeneration of Heat and Power for Cogeneration by Solar Energy
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于由太阳能进行热电联产的热电联产系统和方法
本专利技术包括在太阳能的
内，特别是涉及在太阳能设施中产生能量，更特别地涉及将太阳辐射收集、存储和再利用，以在太阳辐射少或不存在的期间将传热流体(HTF)加热到适合于功率岛运行的温度。本专利技术尤其涉及一种用于由太阳能产生热能和电能的热电联产系统，其中太阳能场借助于管道系统连接到功率岛，传热流体(HTF)通过该管道系统流动。管道系统包括放置在管道系统上的至少一个光伏板，该光伏板连接到至少一个蓄电池，该蓄电池进一步连接到放置在管道系统处的加热装置，该加热装置在太阳辐射少或不存在的期间接收来自电池的电能并将传热流体加热到适合于功率岛的运行的温度。
技术介绍
由于相对于传统热技术的潜力和清洁度，太阳能技术在由太阳能产生电能方面经历了巨大的成长。太阳能设施包括负责收集能量的太阳能场和功率岛，在功率岛处，被收集的能量被处理以产生热能和/或电能。该功率岛还可以包括热存储系统，以存储所收集的能量，以用于在没有太阳辐射时随后起作用。太阳能场和功率岛通过管道系统连接，传热流体(HTF)流动通过该管道系统。在太阳能技术中，在太阳能场中收集的太阳能加热流动通过管道系统的传热流体。该传热流体可以直接地由热油、熔盐、水蒸汽组成或由其他物质组成。传递到该传热流体的热量用在功率岛中，以用于产生供应涡轮机的蒸汽，从而以产生电能。太阳能系统的可行性和获利能力主要依赖于在白天以大量的太阳辐射改善和发展能量存储系统，以便在日落之后维持太阳能设施的工作。太阳能设施的主要竞争优势是由于能量存储而能够在夜里在需要的地理区域内提供能量。太阳能是目前唯一具有这种大容量储能的可以按需提供能量的可再生能源。当前在太阳能设施中使用的能量存储系统的问题之一是所述能量存储系统基于熔盐技术。这项技术需要高额投资，并且从技术上讲，这是一个非常复杂的系统，这意味着对于这种能源系统的成长和发展的阻碍因素。目前，太阳能聚集系统最普遍的技术是圆柱形抛物面收集器和菲涅耳线性聚集器，所述圆柱形抛物面收集器和菲涅耳线性聚集器将太阳辐射聚集到传热流体流动通过的管中，通过收集器所反射的作用在管道系统的表面上的太阳辐射(传热流体流动通过该管道系统并且到达功率岛)，该传热流体在白天被加热到300-600℃之间的温度。管道系统具有多个管收集器和具有金属包层的隔热系统，该金属包层保护隔热系统，并且该管道系统可以包括另外的不同的容器和/或罐以用于存储传热流体。这些管收集器覆盖整个太阳能领域，形成数万米的管道线和数万平方米的容器和罐。因此，覆盖管收集器、容器和罐的外部金属包层形成金属表面，该金属表面具有在白天持续暴露于太阳辐射的约为数万平方米的面积，这是因为太阳能设施位于高太阳辐射(典型地，每年至少2200个小时的有效太阳辐射)区域。集中在金属包层表面的这样的大面积上的太阳辐射是实际上没有被使用的多余能量，因此是被浪费的能量。与上述问题相关的另一个问题是，由于太阳辐射导致的这种多余能量一点一点地损坏了外部金属包层的表面，因此这种金属包层必须在几年后更换，从而对于太阳能设施产生额外的成本。因此，期望一种用于由太阳能产生热能和电能的热电联产系统和方法，其利用未被实际使用的多余太阳辐射并且还保护金属包层免受该太阳辐射。
技术实现思路
本专利技术相对于使用太阳能的当前产能系统提供了优势，提供了用于由太阳能产生热能和电能的热电联产系统，其利用了未被实际使用的多余太阳辐射并且还保护金属包层免受该太阳辐射。本专利技术通过如本申请的权利要求1中公开的用于由太阳能产生热能和电能的热电联产系统来实现。本专利技术是一种热电联产系统，这是因为该热电联产系统提供来自太阳能的热能和电能，并且该热电联产系统包括太阳能场，该太阳能场通过管道系统连接到功率岛，传热流体(HTF)流动通过该管道系统。管道系统包括传热流体流动通过的多个管收集器、覆盖管收集器的隔热系统，并且该管道系统可以包括另外的不同的容器和/或罐以用于存储传热流体。此外，热电联产系统包括放置在管道系统的至少一部分上并固定到隔热系统的至少一个光伏板。光伏板连接到至少一个蓄电池，该至少一个蓄电池还连接到放置在管收集器处的加热装置，该加热装置配置成在太阳辐射少或不存在的期间从蓄电池接收电能并将传热流体加热到适合于功率岛的运行的温度(在300-600℃之间)。尽管该系统可以仅与一个光伏板一起工作，但是本专利技术的优选实施例包括覆盖管道系统的整个表面的多个光伏板。根据本专利技术的不同的特定实施例，光伏板可以是刚性的或柔性的。在管道系统还具有用于存储传热流体的一个或多个容器和/或罐的情况下，隔热系统将覆盖所述容器和/或罐，并且根据本专利技术，一个或多个光伏板将放置成覆盖所述容器和/或罐。这些光伏板还将连接到放置在管收集器、容器和/或罐处的加热装置，该加热装置被配置为在太阳辐射少或不存在期间从蓄电池接收电能并将传热流体加热到适合于功率岛运行的温度。根据本专利技术的不同实施例，加热装置可以在围绕管收集器的至少一部分缠绕的电伴热系统和浸没在管收集器的至少一部分内的浸没式加热器之间选择。根据优选实施例，隔热系统包括隔热材料、覆盖隔热材料的包层系统以及支撑隔热材料和包层系统的支撑结构。支撑结构又包括放置在包层系统下方的多个间隔环。根据该优选实施例，光伏板通过固定结构固定到隔热系统上，所述固定结构放置在包层系统上并固定至间隔环。这种至隔热系统的固定提供了避免昂贵的混凝土地基和钢结构以适当地支撑光伏板的优点。因此，本专利技术的目的是一种通过装备光伏板来收集、储存和再利用用于热能的太阳辐射的系统，该光伏板使用特定的固定结构直接位于管收集器、容器和/或罐的包层系统上。最终目标是在太阳辐射少或不存在期间(例如在夜间或在阴天)将传热流体的温度保持在适合于功率岛运行的范围(即300-600℃)之间。本专利技术涉及开发一种新的完整系统，用于在日照时间通过光伏板收集太阳能，将太阳能存储在电池中，然后通过电伴热系统和/或浸没式加热器将能量传递给传热流体。优选地，光伏板使用为适当的光伏板固定所设计的特定的固定结构被支撑在隔热和包层系统的间隔环上，同时该固定结构对于因温度变化而产生的膨胀量具有高的吸收量。以这种方式，先前落在管道系统的金属包层上并且实际上没有被使用的太阳辐射现在由光伏板收集并且存储以在太阳辐射少或不存在的期间使用。因此，与当前的太阳能设施的当前的能量存储系统相比，电能和/或热能产生的总小时数增加，而投资小。因此，盈利能力增长，并且本系统使太阳能设施在可再生能源领域中更具竞争力。此外，这些光伏板保护金属免受强烈的太阳辐射，延长整个系统的使用寿命，并从长远的角度提高太阳能设施的盈利能力。本专利技术还涉及一种用于由太阳能产生热能和电能的热电联产的方法，如本申请的权利要求9所公开的。该热电联产的方法提供来自太阳能的热能和电能，并且包括借助于太阳能场收集太阳能并通过管道系统将所述太阳能传递到功率岛的步骤，其中，传热流体通过该管道系统流动。另外，该方法包括以下步骤：通过放置在管道系统的至少一部分上的至少一个光伏板来收集太阳能；将能量存储在连接到光伏板的至少一个蓄电池中；并通过放置在管道系统处的加热装置加热管道系统的传热流体。这些加热装置连接到光伏板，并且被配置成在太阳辐射少或不存在的时段期本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于由太阳能产生热能和电能的热电联产系统，所述热电联产系统包括通过传热流体(6)流动通过的管道系统连接到功率岛的太阳能场，所述管道系统包括：‑所述传热流体(6)流动通过的多个管收集器(1)，和‑覆盖所述管收集器(1)的隔热系统(2)，所述热电联产系统的特征在于：所述热电联产系统包括‑至少一个光伏板(3)，所述至少一个光伏板被放置在所述管道系统的至少一部分上、固定至隔热系统(2)、并连接至‑至少一个蓄电池(4)，所述至少一个蓄电池进一步连接至‑放置在所述管收集器(1)处的加热装置(5)，所述加热装置配置成在太阳辐射少或不存在期间从所述蓄电池(4)接收电能并且将所述传热流体(6)加热到适合于所述功率岛运行的温度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于由太阳能产生热能和电能的热电联产系统，所述热电联产系统包括通过传热流体(6)流动通过的管道系统连接到功率岛的太阳能场，所述管道系统包括：-所述传热流体(6)流动通过的多个管收集器(1)，和-覆盖所述管收集器(1)的隔热系统(2)，所述热电联产系统的特征在于：所述热电联产系统包括-至少一个光伏板(3)，所述至少一个光伏板被放置在所述管道系统的至少一部分上、固定至隔热系统(2)、并连接至-至少一个蓄电池(4)，所述至少一个蓄电池进一步连接至-放置在所述管收集器(1)处的加热装置(5)，所述加热装置配置成在太阳辐射少或不存在期间从所述蓄电池(4)接收电能并且将所述传热流体(6)加热到适合于所述功率岛运行的温度。2.根据权利要求1所述的用于由太阳能产生热能和电能的热电联产系统，其中所述加热装置(5)包括围绕所述管收集器(1)的至少一部分缠绕的电伴热系统。3.根据权利要求1所述的用于由太阳能产生热能和电能的热电联产系统，其中所述加热装置(5)包括布置在所述管收集器(1)的至少一部分上的浸没式加热器。4.根据前述权利要求中任一项所述的用于由太阳能产生热能和电能的热电联产系统，其中，-所述隔热系统包括-隔热材料(7)，-覆盖所述隔热材料(7)的包层系统(8)，和-支撑所述隔热材料(7)和所述包层系统(8)的支撑结构，所述支撑结构又包括放置在所述包层系统(8)下面的多个间隔环(9)，-并且其中所述光伏板(3)通过放置在所述包层系统(8)上并固定到所述间隔环(9)上的固定结构(10)固定到所述隔热系...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·G·苏瓦雷兹瓦尔德斯·苏瓦雷兹，
申请(专利权)人：软隔离股份有限公司，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES
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