新型太阳能热发电系统技术方案

本发明专利技术申请涉及太阳能热发电领域，特别涉及槽式和蝶式太阳能热发电系统，包括：外保温系统(含反光器)、透光系统、集热系统、发电系统、蓄热系统等。建设保温型蓄热系统，在蓄热系统上面铺设密闭透光系统，有太阳光照的时候，外保温系统打开，从天空直射和散射的太阳能以及从反光器反射的太阳能被集热系统吸收并储存在蓄热系统中；夜晚或没有太阳光照的时候，外保温系统闭合，尽量减少集热系统和蓄热系统的热量损失。循环工质在蓄热系统中吸热，温度压力升高后，进入汽轮机膨胀做功，带动发电机转动产生电力，对外输出电力。该系统蓄热效率高、单位集热量投资低、经济社会效益好，全年可为农、工、商等领域供热发电，可以大规模替代化石能源。

New Solar Thermal Power Generation System

【技术实现步骤摘要】
新型太阳能热发电系统
本专利技术申请涉及太阳能热发电领域，特别涉及槽式和蝶式太阳能热发电系统。
技术介绍
近年来，我国能源对外依存度不断提高，能源安全形势不容乐观；能源消费总量快速增长，2016年我国能源消费总量达43.6亿吨标准，占到世界能源消费总量的23％，居世界第一；人均用电量大幅增长，但与国际发达国家相比还有很大差距，未来30年，我国人均用电量还将显著增长；温室气体排放总量大，应对气候变化压力增大；与此同时，以煤为主的能源消费结构导致生态环境破坏加剧、大气污染严重，成为制约我国经济社会健康平稳发展的重要瓶颈，因此，大规模开发利用清洁可再生电力特别是利用太阳能发电的技术势在必行。
技术实现思路
目前，国内外对太阳能光热发电系统开展了大量研究和实践，取得了一定进展，但还有很多不足之处，主要是：现有太阳能热发电系统集热蓄热效率偏低，投资成本高、回收周期长；维护成本高，户外太阳能集热管、聚光器风吹雨打、容易损坏，抵御风沙、冰雹、冷冻的能力较弱，需要不定期维修更换。本专利技术的目的是提供新型太阳能热发电系统，以解决目前太阳能热发电集热蓄热整体效率低、发电成本高、难以大规模推广应用等问题，实现全年清洁、高效、低成本发电及供热。为实现上述目的，本专利技术的新型太阳能热发电系统的关键技术在于：其包括外保温系统(含反光器)、透光系统、集热系统、发电系统、蓄热系统等，并对各个部分进行了一系列创新设计。所述外保温系统(含反光器)包括上表面和侧面，其在水平面的横截面可以为三角形、多边形或曲线图形；所述透光系统包括上表面和侧面，透光系统上表面倾斜或水平放置，倾斜的角度根据本专利技术的系统所在地区纬度而确定。在有太阳光照时，外保温系统打开，可旋转保温盖(含反光器)旋转的角度根据所在地区纬度和季节而调整，太阳辐射能(含反射光)被集热系统吸收并储存在蓄热系统中；在夜晚、没有太阳光照或太阳光照强度比较弱的时候，外保温系统闭合，尽量减少集热系统和蓄热系统的热量损失；换热器中的流体在蓄热系统中吸收热量，温度提高后，被泵送至发电系统(供热系统)，用于发电(供热)。(1)本专利技术的新型太阳能热发电系统中的外保温系统(含反光器)第一种技术方案为：所述反光器分别铺设在可旋转保温盖、朝东可旋转保温墙、朝南可旋转保温墙、朝西可旋转保温墙、朝北固定保温墙的内表面，保温反光一体化设计，反光器整体为曲面(抛物面)或平面。在有太阳光照射时，所述可旋转保温盖、朝东可旋转保温墙、朝南可旋转保温墙、朝西可旋转保温墙通过滑轮组或吊运提升机或液压装置提升到一定位置并固定，或者依据安装太阳跟踪装置，根据太阳高度角、太阳方位角的变化进行调整；当地正午(当地真太阳时的正午)时间前，朝西可旋转保温墙保持在竖直位置，当地正午时间后，朝西可旋转保温墙旋转至一定位置或根据太阳方位角进行调整，朝东可旋转保温墙旋转至竖直位置；在夜晚、没有太阳光照、光照强度比较弱或雨雪冰雹天气时，可旋转保温盖、朝东可旋转保温墙、朝南可旋转保温墙、朝西可旋转保温墙均闭合，与朝北固定保温墙形成密闭的外保温系统。本专利技术的新型太阳能热发电系统中的外保温系统(含反光器)第二种技术方案为：在第一种技术方案的基础上，朝东可旋转保温墙和朝西可旋转保温墙上面分别安装可折叠反光装置。本专利技术的新型太阳能热发电系统中的外保温系统(含反光器)第三种技术方案为：在第一种技术方案或第二种技术方案的基础上，当冬季来临、室外天气较冷时，在外保温系统(含反光器)和透光系统之间安装一层密闭高透光系统，进一步加强保温，当春季来临、室外天气转暖时，再拆除。本专利技术的新型太阳能热发电系统中的外保温系统(含反光器)第四种技术方案为：在第一种技术方案或第二种技术方案或第三种技术方案的基础上，可旋转保温盖采用柔性保温材料，在日出时或日出后卷起，在日落前放下，形成密闭外保温系统。(2)本专利技术的新型太阳能热发电系统中的透光系统第一种技术方案为：在有太阳光照的时候，打开外保温系统，从天空直射和散射的太阳辐射能以及从反光器反射的部分太阳辐射能透过所述透光系统，被集热系统吸收并储存在蓄热系统中，透光系统上表面水平或倾斜放置，倾斜的角度根据所在地的纬度而确定；透光系统北面可采用保温玻璃系统，也可利用朝北固定保温墙，透光系统可采用单层玻璃或多层中空玻璃、真空玻璃、有机玻璃、聚碳酸酯、阳光板、凸透镜等，保持整体良好的透光性能、密闭性能和保温性能。本专利技术的新型太阳能热发电系统中的透光系统第二种技术方案为：在第一种技术方案的基础上，透光系统高度整体下调，朝南方向不再设置透光面。本专利技术的新型太阳能热发电系统中的透光系统第三种技术方案为：在第一种技术方案的基础上，透光系统上表面随正午太阳高度角变化而调整倾斜角度，以减小太阳入射角，进一步提高透光率。(3)本专利技术的新型太阳能热发电系统中的集热系统第一种技术方案为：在所述透光系统表面(包括上表面和侧面)安装太阳能集热管或聚光型太阳能集热器，吸收从天空直射和散射的太阳辐射能以及从反光器反射的太阳辐射能，同时可选择安装太阳光跟踪装置，根据太阳高度角、太阳方位角的变化对抛物面聚光器进行调整；在所述透光系统内部安装平板太阳能集热器或太阳能集热管，吸收透过透光系统的太阳辐射能。从集热器或集热管出来的高温循环液体被泵送至蓄热系统，将热量传递给蓄热系统的蓄热材料，再返回集热器吸热，不断循环。本专利技术的新型太阳能热发电系统中的集热系统第二种技术方案为：在第一种技术方案的基础上，安装两套抛物面聚光系统，固定抛物面反光镜和可旋转抛物面反光镜，两套抛物面聚光系统焦点位置相同，固定抛物面反光镜与透光系统上表面一体化设计安装，可旋转抛物面反光镜可根据纬度和季节而固定在相应位置，或安装太阳追踪装置，两套抛物面聚光系统同时工作可以实现更高的聚光比。本专利技术的新型太阳能热发电系统中的集热系统第三种技术方案为：在第一种技术方案或第二种技术方案的基础上，透光系统内部安装抛物面聚光系统，透光系统表面的集热器中的循环液体进入透光系统内部的聚光器，温度进一步升高后送至蓄热系统，将热量传递给蓄热系统的蓄热材料，再返回集热器吸热，不断循环。本专利技术的新型太阳能热发电系统中的集热系统第四种技术方案为：在第一种技术方案或第二种技术方案或第三种技术方案的基础上，聚光系统为蝶式抛物面聚光器。本专利技术的新型太阳能热发电系统中的集热系统第五种技术方案为：在第一种技术方案或第二种技术方案或第三种技术方案或第四种技术方案的基础上，可旋转保温盖内表面安装抛物面反光镜，并安装集热器，可旋转保温盖可以随太阳高度角的变化而变化。(4)本专利技术的新型太阳能热发电系统中的蓄热材料第一种技术方案为：所述蓄热材料把被集热器、集热管、集热板吸收的太阳辐射能以热能的形式蓄积起来，根据热用户对温度的要求，可以采用中温相变蓄热材料、高温相变蓄热材料以及复合相变蓄热材料等。本专利技术的新型太阳能热发电系统中的蓄热材料第二种技术方案为：采用导热油或气体作为蓄热材料。(5)本专利技术的新型太阳能热发电系统中的发电系统第一种技术方案为：所述发电系统的循环工质在蓄热系统中吸热，温度压力升高后，进入汽轮机膨胀做功，带动发电机转动产生电力，做完功的循环工质温度压力下降，进入冷凝器，被冷凝成液体，由循环泵输送至蓄热系统，再次吸热形成循环。本专利技术的新型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.新型太阳能热发电系统，其特征在于，包括：外保温系统(含反光器)、透光系统、集热系统、发电系统、蓄热系统。

【技术特征摘要】
1.新型太阳能热发电系统，其特征在于，包括：外保温系统(含反光器)、透光系统、集热系统、发电系统、蓄热系统。2.根据权利要求1所述的新型太阳能热发电系统，其特征在于：所述外保温系统(含反光器)，包括上表面和侧面：可旋转保温盖(1)、反光器(12)、朝东可旋转保温墙(15)、朝南可旋转保温墙(14)、朝西可旋转保温墙(13)、朝北固定保温墙(11)、滑轮组或提升机或液压装置(16)；所述外保温系统(含反光器)水平面的横截面为三角形、多边形或曲线图形；在有太阳光照射时，所述可旋转保温盖(1)、朝东可旋转保温墙(15)、朝南可旋转保温墙(14)、朝西可旋转保温墙(13)分别旋转到一定角度后固定，旋转的角度依据所在地的纬度、季节而定，或安装太阳光追踪装置，旋转的角度随时间而变化；所述反光器(12)铺设在可旋转保温盖(1)内表面，可旋转保温盖(1)内表面可以是曲面(抛物面)也可以是平面，形成保温反光一体化设计，所述朝东可旋转保温墙(15)、朝南可旋转保温墙(14)、朝西可旋转保温墙(13)内表面也可选择铺设反光器；在夜晚、雨雪、大风天气或者光照强度比较弱时，所述可旋转保温盖(1)、朝东可旋转保温墙(15)、朝南可旋转保温墙(14)、朝西可旋转保温墙(13)均闭合，与朝北固定保温墙(11)形成封闭的外保温系统，尽量减少集热系统和蓄热系统的热量损失；可旋转保温盖(1)也可采用柔性保温材料，在日出时或日出后卷起，在日落前放下，形成密闭外保温系统。3.根据权利要求1所述的新型太阳能热发电系统，其特征在于：所述透光系统(2)包括上表面和侧面，上表面倾斜或水平放置，上表面倾斜的角度根据所在地区的纬度而确定；透光系统(2)上表面随正午太阳高度角变化而调整倾斜角度，以减小太阳入射角，进一步提高透光率。4.根据权利要求1所述的新型太阳能热发电系统，其特征在于：所述集热系统包括集热器(3)、抛物面聚光器(31)、固定抛物面聚光器(32)、可旋转抛物面聚光器(33)；所述集热器(3)吸收从天空直射和散射的太阳辐射能以及从反光器(12)反射的太阳辐射能，同时可选择安装太阳光跟踪装置，根据太阳高度角、太阳方位角的变化对抛物面聚光器(31)进行调整；在所述透光系统(2)内部安装平板太阳能集热器或太阳能集热管，吸收透过透光系统的太阳辐射能。从集热器(3)或集热管出来的高温循环液体被泵送至蓄热系统(4)，将热量传递给蓄热系统(4)的蓄热材料，再返回集热器(3)吸热，不断循环；所述集热系统安装两套抛物面聚光系统，固定抛物面反光镜(32)和可旋转抛物面反光镜(33)，两套抛物面聚光系统焦点位置相同，固定抛物面反光镜(32)与透光系统(2)上表面一体化设计安装，可旋转抛物面反光镜(33)可根据纬度和季节而固定在相应位置，或安装太阳追踪装置，两套抛物面聚光系统同时工作可以实现更高的聚光比；所述透光系统(2)内部安装抛物面聚光系统(31)，透光系统(2)表面的集热器(3)中的循环液体进入透光系统(2)内部的抛物面聚光系统(31)，温度进一步升高后送至蓄热系统(4)，将热量传递给蓄热系统(4)的蓄热材料，再返回集热器(3)吸热，不断循环；所述可旋转保温盖(1)内表面安装抛物面反光镜，并安装集热器，可旋转保温盖(1)可以随太阳高度角的变化而变化。所述聚光系统可以为蝶式抛物面聚光器。...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴良柏，苏欣纺，
申请(专利权)人：吴良柏，
类型：发明
国别省市：北京,11