一种多热源温差发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多热源温差发电系统，包括多热源集热模块、温差发电模块和冷却模块，多热源集热模块和冷却模块分别与温差发电模块形成热源回路和冷源回路。本发明专利技术利用太阳能集热和温差发电技术，对太阳光中的热能进行收集，将热能进行储存，经过温差电转换系统不间断发电，实现多种热源的集成发电系统，系统结构简单、便于拆卸和移动、适合多种热源发电、适用范围广、工作稳定且寿命长，而且功能多样化。

【技术实现步骤摘要】
一种多热源温差发电系统
本专利技术属于清洁能源再利用
，涉及太阳能集热和温差发电技术，尤其是一种多热源温差发电系统。
技术介绍
地球上所能利用的能量的98.98%最初都来自太阳能。利用太阳能发电有两大类型，一类是太阳光发电（亦称太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能热发电）。为节约能源和可持续发展提供重要意义。太阳能热发电是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式。一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等。另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。光伏发电，其基本原理就是“光伏效应”。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。光伏板体积和质量较大，且夜间不能使用和受天气情况影响大。太阳能经菲涅尔反射镜反射后聚集到吸热管上，冷介质进入吸热管中吸收太阳能成为热介质，从而实现了聚光集热的功能，实现了光与热的转化。然而太阳能受时间、天气和地域等影响，对于发电系统而言一般要求能够持续不断的产生电能。因此多热源温差发电系统能有效利用各种热能。一般生活中可供利用的热能有太阳能、地热能、余热能等各种可以和系统冷却循环水有温度差的热能，都可以被该系统利用。温差发电器件是利用塞贝克效应（Seebeckcoefficient)，直接将热能转化为电能的器件，具有无旋转部件、相对体积较小、工作无噪声、无污染、可靠性高等优点。温差发电器件的发电效率与器件的两端的温差成正比，而输出功率与温差的平方成正比，这就是说要使热电发电器件具有较大的发电能力，就要求尽可能的增加冷热端之间的温度差。Komatsu公司的碲化铋温差电模块，在高温端280℃、低温段30℃，具有7.2%的热电转换效率，该温度下单体模块最大功率可达24W，能量密度为1W/cm2。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种多热源温差发电系统，该系统利用太阳能集热和温差发电技术，对太阳光中的热能进行收集，将热能进行储存，经过温差电转换系统不间断发电，实现多种热源的集成发电系统，系统结构简单、便于拆卸和移动、适合多种热源发电、适用范围广、工作稳定且寿命长，而且功能多样化。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种多热源温差发电系统，其特征在于：包括多热源集热模块、温差发电模块和冷却模块，所述的多热源集热模块和冷却模块分别与温差发电模块形成热源回路和冷源回路，其中温差发电模块包括矩形冷却水管、温差电模块组和矩形换热管，温差电模块组位于中间，矩形冷却水管和矩形换热管位于温差电模块组的两侧，三者依次紧密叠加，温差电模块组的输出端口依次与DC/AC转换模块和变压器连接；多热源集热模块包括太阳能集热板、太阳能聚光板、中低温储热塔和高温储热塔，所述的矩形换热管的出口管路依次经过太阳能集热板、中低温储热塔、太阳能聚光板、高温储热塔，并返回至矩形换热管的进口，形成热源回路；冷却模块包括冷却水塔和风冷散热器，所述的矩形冷却水管的出口管路依次经冷却水塔和风冷散热器，并返回至矩形冷却水管的进口，形成冷源回路。对上述结构作进一步补充，还包括加热炉，所述的加热炉的进口与矩形换热管的出口连通，加热炉的出口与高温储热塔连接。对上述结构作进一步补充，还包括换热器，所述的换热器的进口与矩形换热管的出口连通，换热器的出口与高温储热塔连接。对上述结构作进一步限定，所述的矩形换热管出口的支管路上均设有截止阀，在中低温储热塔和太阳能聚光板之间的管路上设有单向阀。对上述结构作进一步限定，所述的热源回路和冷源回路均设有循环水泵和流量计，所述的中低温储热塔和高温储热塔上分别设有温度计。对上述结构作进一步限定，所述的温差电模块组连接方式采用阵列形式，在温度分布相同的区域将模块串联起来，串联起来的模块组之间并联，进行分流。对上述结构作进一步限定，所述的多热源集热模块及该模块内个各结构之间的连接管均用保温材料进行隔热处理。对上述结构作进一步限定，所述的矩形冷却水管、温差电模块组和矩形换热管表面布置导热硅脂，并通过夹紧装置使三者紧密贴合。对上述结构作进一步限定，所述的夹紧装置为包括上板、下板以及连接上板和下板的螺栓，所述的上板和下板分别置于的温差发电模块两侧，螺栓分布与温差发电模块四周。对上述结构作进一步限定，所述的矩形冷却水管和矩形换热管分别设有热电偶，所述的热电偶与温控仪的信号输入端连接，循环水泵与温控仪的信号输出端连接。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：（1）本专利技术中的多热源温差发电系统开辟了太阳能集热和温差电技术的新应用，利用温差电效应将热能直接转化为电能，这样实现发电站一年365天持续供应电量，不需要用电时或多余的电量可并入电网运行，利用多种热源进行发电，而且对于边远地区的人们来说，如海岛、高原、牧区。除了满足生活中源源不断提供热水外，还可以持续不断提供电能；（2）本专利技术中的温差电模块组连接方式采用m×n阵列形式，在温度分布相同的区域将模块串联起来，然后将串联起来的模块组之间通过并联连接的方式进行分流，由于模块额定电压和电流的限制，需要通过并联对模块进行分流，且相应的串联温差电模块的实际工作温度要在相同的温度区间，尽可能提高输出功率；（3）本专利技术中的储热塔分为两个，分别为中低温储热塔和高温储热塔，中低温储热塔利用平板吸热，能快速提高温度，吸热面积大，高温储热塔利用聚光板提高能量品位，温度达到280℃，以便最大限度提高温差，提高温差电模块转换效率；（4）本专利技术中的热量存储和导热介质流经装置需要进行保温处理，重点对中低温储热塔、高温储热塔和连接管需要用保温材料进行隔热处理，尽量减小了热量的损失；（5）本专利技术中的太阳能聚光板和中低温储热塔通过单项阀连接，可以有效地防止品位较高的导热介质流入中低温储热塔；（6）本专利技术中的热源的导热介质采用闭循环，减小热量损失，冷源的导热介质采用水，在矩形冷却水管和风冷散热器之间的连接管上布置生活用热水管，方便人们实际生活；（7）本专利技术与现有技术相比，系统结构简单、便于拆卸和移动、适合多种热源发电、适用范围广、工作稳定且寿命长，而且功能多样化。附图说明图1是本专利技术中实施例一的组成框图；图2是本专利技术中实施例二的组成框图；图3是本专利技术中温差电模块组布置示意图；图4是本专利技术中能量转换示意图；图5是本专利技术中矩形冷却水管、矩形换热管及温差点模块组装配图；图6是根据本专利技术中温控组成框图；其中：1、太阳能集热板，2、太阳能聚光板，3、中低温储热塔，4、高温储热塔，5、变压器，6、加热炉，7、换热器，8、DC/AC转换模块，9、矩形冷却水管，10、温差电模块组，11、矩形换热管，12、温控仪，13、冷却水塔，14、风冷散热器，15、连接管，16、截止阀，17、温度计，18、单向阀，19、循环水泵，20、流量计，21、热电偶，24、夹紧装置，25、螺栓，26、垫片，27、螺母。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术具体涉及一种多热源温差发电系统，具体包括多热源集热模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多热源温差发电系统，其特征在于：包括多热源集热模块、温差发电模块和冷却模块，所述的多热源集热模块和冷却模块分别与温差发电模块形成热源回路和冷源回路，其中温差发电模块包括矩形冷却水管（9）、温差电模块组（10）和矩形换热管（11），温差电模块组（10）位于中间，矩形冷却水管（9）和矩形换热管（11）位于温差电模块组（10）的两侧，三者依次紧密叠加，温差电模块组（10）的输出端口依次与DC/AC转换模块（8）和变压器（5）连接；多热源集热模块包括太阳能集热板（1）、太阳能聚光板（2）、中低温储热塔（3）和高温储热塔（4），所述的矩形换热管（11）的出口管路依次经过太阳能集热板（1）、中低温储热塔（3）、太阳能聚光板（2）、高温储热塔（4），并返回至矩形换热管（11）的进口，形成热源回路；冷却模块包括冷却水塔（13）和风冷散热器（14），所述的矩形冷却水管（9）的出口管路依次经冷却水塔（13）和风冷散热器（14），并返回至矩形冷却水管（9）的进口，形成冷源回路。

【技术特征摘要】
1.一种多热源温差发电系统，其特征在于：包括多热源集热模块、温差发电模块和冷却模块，所述的多热源集热模块和冷却模块分别与温差发电模块形成热源回路和冷源回路，其中温差发电模块包括矩形冷却水管（9）、温差电模块组（10）和矩形换热管（11），温差电模块组（10）位于中间，矩形冷却水管（9）和矩形换热管（11）位于温差电模块组（10）的两侧，三者依次紧密叠加，温差电模块组（10）的输出端口依次与DC/AC转换模块（8）和变压器（5）连接；多热源集热模块包括太阳能集热板（1）、太阳能聚光板（2）、中低温储热塔（3）和高温储热塔（4），所述的矩形换热管（11）的出口管路依次经过太阳能集热板（1）、中低温储热塔（3）、太阳能聚光板（2）、高温储热塔（4），并返回至矩形换热管（11）的进口，形成热源回路；冷却模块包括冷却水塔（13）和风冷散热器（14），所述的矩形冷却水管（9）的出口管路依次经冷却水塔（13）和风冷散热器（14），并返回至矩形冷却水管（9）的进口，形成冷源回路。2.根据权利要求1所述的一种多热源温差发电系统，其特征在于：还包括加热炉（6），所述的加热炉（6）的进口与矩形换热管（11）的出口连通，加热炉（6）的出口与高温储热塔（4）连接。3.根据权利要求1或2所述的一种多热源温差发电系统，其特征在于：还包括换热器（7），所述的换热器（7）的进口与矩形换热管（11）的出口连通，换热器（7）的出口与高温储热塔（4）连接。4.根据权利要求3所述的一种多热源温差发电系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁文华，朱治国，伏军，吴浩，黄奇林，马传武，何冰，
申请(专利权)人：邵阳学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43