一种碟式光热耦合燃气斯特林发电系统及发电方法技术方案

本发明专利技术公开了一种碟式光热耦合燃气斯特林发电系统及发电方法，所述碟式光热耦合燃气斯特林发电系统包括碟式光热集热装置、可移动前置燃烧室、斯特林发电装置和支撑移动机构；斯特林发电装置的两侧分别设置有热端和冷端，热端设有高温吸热面；可移动前置燃烧室安装固定于支撑移动机构上，支撑移动机构带动可移动前置燃烧室在第一位置和第二位置之间切换。本发明专利技术可在一个设备中实现光热发电和燃气斯特林发电的耦合，从而保证整个发电机组白天和夜晚的稳定发电输出。

A disc type optical thermal coupling gas Stirling power generation system and method

【技术实现步骤摘要】
一种碟式光热耦合燃气斯特林发电系统及发电方法
本专利技术涉及耦合发电利用领域，具体涉及一种碟式光热耦合燃气斯特林发电系统及发电方法。
技术介绍
随着全球能源消愈发紧张，人们对环境的关注目益加强。能源短缺和环境污染已经成为影响人们生活和制约社会发展的重要课题，世界各国都在努力开发清洁的新能源。太阳能作为一种清洁环保、储量无穷的自然能源，其在人类所利用的能源种类中所占比例变得越来越大。目前碟式斯特林只能在有太阳的晴天发电的缺陷，且由于斯特林发动机的位置不固定(随碟架一起转动)而难以实现系统的蓄热或补燃。发电机的输出功率容易受到天气的影响，即使在白天，其日照强度也是不断变化的，因此输出的电能不稳定，接入电网前需要将其调整为稳定的输出。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种耦合斯特林发电系统及方法，通过在碟式光热斯特林发电机的太阳能集热装置的高温集热面下加装前置燃烧室，将燃气斯特林发电机与光热斯特林发电机进行耦合，可以实现光热斯特林发电机全天候24小时的稳定发电输出。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种碟式光热耦合燃气斯特林发电系统，包括：碟式光热集热装置、可移动前置燃烧室、斯特林发电装置和支撑移动机构；所述斯特林发电装置的两侧分别设置有热端和冷端，所述热端设有高温吸热面；所述可移动前置燃烧室安装固定于所述支撑移动机构上，所述支撑移动机构带动所述可移动前置燃烧室在第一位置和第二位置之间切换；当所述可移动前置燃烧室位于所述第一位置，所述高温吸热面接收来自所述碟式光热集热装置的太阳热能，并将所述太阳热能传递至所述热端；当所述可移动前置燃烧室位于所述第二位置，所述高温吸热面接收来自所述可移动前置燃烧室的燃气燃烧热能，并将所述燃气燃烧热能传递至所述热端。进一步的，所述冷端连接有散热机构，所述散热机构为空气冷却装置或水冷却装置。进一步的，所述可移动前置燃烧室包括燃烧室外罩和位于所述燃烧室外罩内部的燃烧部件。进一步的，当所述可移动前置燃烧室位于所述第一位置，所述碟式光热集热装置将所述太阳热能直接传递至所述高温吸热面；当所述可移动前置燃烧室位于所述第二位置，所述燃烧室外罩与所述高温吸热面共同包围形成能够容纳所述燃烧部件的密闭燃烧空间。进一步的，所述燃烧部件为燃烧器；所述燃烧器与燃气供气管路相互连通。进一步的，所述燃烧部件为点火器和围绕于所述点火器四周的若干个的燃气喷嘴和空气喷嘴。进一步的，所述可移动前置燃烧室还包括设置于所述燃烧室外罩外部的耐火材料层。一种采用碟式光热耦合燃气斯特林发电系统的发电方法，包括以下步骤：S1.将所述碟式光热耦合燃气斯特林发电系统设定为初始状态，在所述初始状态中，所述可移动前置燃烧室位于所述第一位置，所述碟式光热集热装置处于非聚光状态和防风保护状态；S2.根据天气情况和光照条件，对所述碟式光热耦合燃气斯特林发电系统的工作模式进行设定，其中，所述工作模式包括太阳热能发电模式和燃气燃烧热能发电模式；S3.按照步骤S2所述的工作模式，开启并运行所述碟式光热耦合燃气斯特林发电系统。进一步的，在步骤S2中，当所述工作模式为太阳热能发电模式，所述可移动前置燃烧室位于所述第一位置，所述碟式光热集热装置对所述太阳热能进行收集，并将所述太阳热能直接聚焦在所述高温吸热面上，对所述高温吸热面进行光照加热；当所述工作模式为燃气燃烧热能发电模式，所述可移动前置燃烧室位于所述第二位置，所述可移动前置燃烧室的燃烧室外罩与所述高温吸热面共同包围形成能够容纳燃烧部件的密闭燃烧空间，所述燃烧部件产生的火焰直接对所述高温吸热面进行加热。进一步的，所述工作模式还包括短时暂停模式，当所述工作模式为短时暂停模式，所述可移动前置燃烧室位于所述第一位置，所述碟式光热集热装置和斯特林发电装置的位置保持固定。本专利技术有益效果有：1.本专利技术通过耦合燃气，使得碟式光热斯特林发电机在阴天或夜晚利用燃气加热发电，从而实现斯特林发电机的稳定发电输出。2.本专利技术集成了光热斯特林发电和燃气斯特林发电机的优点，发电效率高于常规燃气内燃机或一般光伏发电设备。3.本专利技术集成耦合系统布置紧凑，节省安装空间，现有技术需要两套斯特林发电和高温吸热面，本集成系统成本低于非集成式系统。4.本专利技术通过前置燃烧室的布置方式，光热和燃气燃烧加热采用同一个高温吸热面，使得整个发电系统的结构简单。附图说明图1为本专利技术实施例的总体结构示意图。图2为本专利技术实施例1的结构示意图。图3为本专利技术实施例2的侧视结构示意图。图4为本专利技术实施例2的俯视结构示意图。图5为本专利技术实施例3的水平圆周方向旋转位置切换示意图。图6为本专利技术实施例4的直线方向移动位置切换示意图。附图标记说明1-碟式光热集热装置，2-可移动前置燃烧室，3-斯特林发电装置，4-支撑移动机构，21-燃气供气管路，22-燃烧室外罩，23-燃烧器，24-点火器，25-燃气喷嘴，26-空气喷嘴，27-耐火材料层，31-热端，32-高温吸热面，33-冷端，251-第一燃气喷嘴，252-第二燃气喷嘴，261-第一空气喷嘴，262-第二空气喷嘴，P1-第一位置，P2-第二位置。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围并不限于本实施例。本专利技术实施例提供了一种碟式光热耦合燃气斯特林发电系统，包括碟式光热集热装置1、可移动前置燃烧室2、斯特林发电装置3和支撑移动机构4。所述碟式光热集热装置1能够收集自太阳的光能。所述可移动前置燃烧室2能够通过燃烧产生热能。所述斯特林发电装置3的两侧分别设置有热端31和冷端33。所述斯特林发电装置3利用所述热端31和所述冷端33之间的温差以及活塞运动带动发电机进行发电。所述热端31设有高温吸热面32。所述高温吸热面32能够吸收来自所述碟式光热集热装置1的太阳热能或来自所述可移动前置燃烧室2的燃烧热量，并将所述太阳热能或燃烧热量传递给所述热端31，用于为所述斯特林发电装置3供应能量进行发电。在本专利技术的部分实施方式中，所述高温吸热面32包括高温集热管束和设置于所述高温集热管束内部的传热工质，所述高温集热管束能够吸收太阳热能和/或燃气燃烧热能，并通过所述传热工质将所述太阳热能和/或所述燃气燃烧热能传递给所述热端31。所述支撑移动机构4用于带动所述可移动前置燃烧室2进行位置移动。具体的，所述可移动前置燃烧室2安装固定于所述支撑移动机构4上。所述支撑移动机构4带动所述可移动前置燃烧室2在第一位置P1和第二位置P2之间切换。所述碟式光热集热装置1能够跟随目光状况进行移动，所述碟式光热集热装置1在移动时与所述斯特林发电装置3保持相对静止。当光照充足，所述碟式光热耦合燃气斯特林发电系统采用太能热能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碟式光热耦合燃气斯特林发电系统，其特征在于，包括：/n碟式光热集热装置(1)、可移动前置燃烧室(2)、斯特林发电装置(3)和支撑移动机构(4)；/n所述斯特林发电装置(3)的两侧分别设置有热端(31)和冷端(33)，所述热端(31)设有高温吸热面(32)；/n所述可移动前置燃烧室(2)安装固定于所述支撑移动机构(4)上，所述支撑移动机构(4)带动所述可移动前置燃烧室(2)在第一位置(P1)和第二位置(P2)之间切换；/n当所述可移动前置燃烧室(2)位于所述第一位置(P1)，所述高温吸热面(32)接收来自所述碟式光热集热装置(1)的太阳热能，并将所述太阳热能传递至所述热端(31)；/n当所述可移动前置燃烧室(2)位于所述第二位置(P2)，所述高温吸热面(32)接收来自所述可移动前置燃烧室(2)的燃气燃烧热能，并将所述燃气燃烧热能传递至所述热端(31)。/n

【技术特征摘要】
1.一种碟式光热耦合燃气斯特林发电系统，其特征在于，包括：
碟式光热集热装置(1)、可移动前置燃烧室(2)、斯特林发电装置(3)和支撑移动机构(4)；
所述斯特林发电装置(3)的两侧分别设置有热端(31)和冷端(33)，所述热端(31)设有高温吸热面(32)；
所述可移动前置燃烧室(2)安装固定于所述支撑移动机构(4)上，所述支撑移动机构(4)带动所述可移动前置燃烧室(2)在第一位置(P1)和第二位置(P2)之间切换；
当所述可移动前置燃烧室(2)位于所述第一位置(P1)，所述高温吸热面(32)接收来自所述碟式光热集热装置(1)的太阳热能，并将所述太阳热能传递至所述热端(31)；
当所述可移动前置燃烧室(2)位于所述第二位置(P2)，所述高温吸热面(32)接收来自所述可移动前置燃烧室(2)的燃气燃烧热能，并将所述燃气燃烧热能传递至所述热端(31)。


2.根据权利要求1所述的碟式光热耦合燃气斯特林发电系统，其特征在于，所述冷端(33)连接有散热机构，所述散热机构为空气冷却装置或水冷却装置。


3.根据权利要求1所述的碟式光热耦合燃气斯特林发电系统，其特征在于，所述可移动前置燃烧室(2)包括燃烧室外罩(22)和位于所述燃烧室外罩(22)内部的燃烧部件。


4.根据权利要求3所述的碟式光热耦合燃气斯特林发电系统，其特征在于，当所述可移动前置燃烧室(2)位于所述第一位置(P1)，所述碟式光热集热装置(1)将所述太阳热能直接传递至所述高温吸热面(32)；当所述可移动前置燃烧室(2)位于所述第二位置(P2)，所述燃烧室外罩(22)与所述高温吸热面(32)共同包围形成能够容纳所述燃烧部件的密闭燃烧空间。


5.根据权利要求3所述的碟式光热耦合燃气斯特林发电系统，其特征在于，所述燃烧部件为燃烧器(23)；所述燃烧器(23)与燃气供气管路(21)相互连通。


6.根据权利要求3所述的碟式光热耦合燃气斯特林发电系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨豫森，崔华，徐波，谭智，陈辉，
申请(专利权)人：赫普科技发展北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11