【技术实现步骤摘要】
太阳能与余热一体化互补发电系统
本专利技术涉及太阳能利用、能源
,尤其涉及一种太阳能与余热一体化互补发电系统。
技术介绍
随着经济社会的持续发展,化石能源的大量消耗,导致了能源的日益枯竭以及环境污染。大力开发可再生能源,发展清洁能源受到广泛关注,太阳能因分布广泛且储量巨大备受青睐,太阳能燃料转化是重要利用技术。针对太阳能的利用,传统的太阳能光热利用方式分为两类。第一类是太阳能光热发电,通过吸收太阳热能驱动传统的动力循环设备以发电。全世界范围内,各类太阳能光热发电站已经投入实际运行。我国近几年也广泛鼓励太阳能光热电站的建设及运行;但存在成本高,且效率低于15%的问题。另一类是太阳能热化学,其主要是通过所聚焦的太阳热能来驱动化学反应的进行,进而来充分利用太阳能,具有更高的发展潜力。太阳能具有绿色环保、取之不尽的优点,同时也存在着波动较大、随机性强的弊端。采用单一太阳能供能会在发电并网和负荷供需匹配等方面遇到诸多挑战。通过多能互补的方式,将太阳能与燃料进行互补利用,提高系统运行稳定性。常规的互补方式以太阳能热的形式替代动力循环的部分热源来实现太阳能间接发电,动力余热通过驱动吸收式制冷进行回收。然而,受太阳能集热温度的影响,其太阳能转化为电的净效率较低;且动力余热回收过程中,不可逆损失较大,导致余热回收效率较低。本专利技术中,以热化学转化的形式,将太阳能与动力余热回收进行一体化集成,将太阳能和余热转化为燃料化学能,同时动力余热与太阳能的互补利用,平抑了太阳能辐照波动对系统稳定运行的影响。 ...
【技术保护点】
1.一种太阳能与余热一体化互补发电系统,其特征在于,该系统包括:太阳能聚光集热器(1)、高温储热装置(2)、低温储热装置(3)、合成气储罐(4)、原料储罐(5)、动力发电装置(6)、热化学反应器(7)、动力余热回收换热器(8)和预热换热器(9),其中:/n太阳能聚光集热器(1),用于聚焦太阳能以加热流经的传热介质,将太阳能转换成热能,并以显热的形式存储于传热介质中,之后传热介质流至高温储热装置(2)中;/n动力余热回收换热器(8),用于利用动力发电装置(6)产生的动力余热对来自低温储热装置(3)中的传热介质进行加热;/n高温储热装置(2),用于以传热介质为热载体储存太阳能聚光集热器(1)聚焦的太阳能和动力余热回收换热器(8)回收的动力余热;/n预热换热器(9),用于对原料储罐(5)中储存的原料进行预热,流经动力余热回收换热器(8)后的动力排烟作为热源预热原料,预热后的原料被输送至热化学反应器(7);/n热化学反应器(7),高温储热装置(2)中的传热介质流经热化学反应器(7)释放所储存的太阳能和动力余热以驱动被预热换热器(9)预热后的原料在热化学反应器(7)中发生热化学反应生成合成气,生 ...
【技术特征摘要】
1.一种太阳能与余热一体化互补发电系统,其特征在于,该系统包括:太阳能聚光集热器(1)、高温储热装置(2)、低温储热装置(3)、合成气储罐(4)、原料储罐(5)、动力发电装置(6)、热化学反应器(7)、动力余热回收换热器(8)和预热换热器(9),其中:
太阳能聚光集热器(1),用于聚焦太阳能以加热流经的传热介质,将太阳能转换成热能,并以显热的形式存储于传热介质中,之后传热介质流至高温储热装置(2)中;
动力余热回收换热器(8),用于利用动力发电装置(6)产生的动力余热对来自低温储热装置(3)中的传热介质进行加热;
高温储热装置(2),用于以传热介质为热载体储存太阳能聚光集热器(1)聚焦的太阳能和动力余热回收换热器(8)回收的动力余热;
预热换热器(9),用于对原料储罐(5)中储存的原料进行预热,流经动力余热回收换热器(8)后的动力排烟作为热源预热原料,预热后的原料被输送至热化学反应器(7);
热化学反应器(7),高温储热装置(2)中的传热介质流经热化学反应器(7)释放所储存的太阳能和动力余热以驱动被预热换热器(9)预热后的原料在热化学反应器(7)中发生热化学反应生成合成气,生成的合成气被输送至合成气储罐(4),释放热量后的传热介质输送至低温储热装置(3);
合成气储罐(4),用于储存热化学反应器(7)中生成的合成气;
动力发电装置(6),用于通过动力循环,将合成气储罐(4)中存储的合成气转化为电;
低温储热装置(3),用于储存从热化学反应器(7)中输出的传热介质;
原料储罐(5),用于储存进行热化学反应的原料。
2.根据权利要求1所述的太阳能与余热一体化互补发电系统,其特征在于,低温储热装置(3)与高温储热装置(2)中的传热介质,在太阳能聚光集热器(1)和动力余热回收换热器(8)中吸收热量而升温,在通过热化学反应器(7)时释放热量驱动热化学反应,通过传热介质吸热-放热的循环,从而将太阳能和动力余热升级转化为燃料化学能,实现太阳能和动力余热的一体化互补利用。
3.根据权利要求1所述的太阳能与余热一体化互补发电系统,其特征在于,所述热化学反应器(7)具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口,高温储热装置(2)中的传热介质从第一端口流入热化学反应器(7),预热换热器(9)预热的原料从第三端口流入热化学反应器(7)中,热化学反应器(7)内部生成的合成气从第二端口流出至合成气储罐(4),释放热量后的传热介质经过第四端口输送至低温储热装置(3)中。
4.根据权利要求1所述的太阳能与余热一体化互补发电系统...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘启斌,刘泰秀,郑志美,王肖禾,
申请(专利权)人:中国科学院工程热物理研究所,
类型:发明
国别省市:北京;11
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