混凝土储热碟式太阳能斯特林热发电系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种混凝土储热碟式太阳能斯特林热发电系统，包括碟式聚光器、光热转换器、斯特林发动机、发电机、光电传感器、中央处理器、智能处理器以及储热系统；其中，光热转换器连接斯特林发动机，斯特林发动机连接发电机，光热转换器通过传热管以及循环泵连接储热系统，光热转换器用于将吸收的热量存储于储热系统以及通过储热系统向斯特林发动机提供热量，光电传感器用于接收光信号并将光信号转换为电信号传递给中央处理器进行分析，中央处理器将处理后的信号传递给智能处理器，通过智能处理器的控制使斯特林发动机持续运行。本发电系统使得斯特林发动机可以持续运行，有效利用太阳光照，从而实现智能存取热。

【技术实现步骤摘要】
混凝土储热碟式太阳能斯特林热发电系统
本技术主要涉及斯特林热发电相关
，具体是混凝土储热碟式太阳能斯特林热发电系统。
技术介绍
以碟式聚光器聚焦的太阳能为热源的斯特林热发电系统称为碟式斯特林热发电系统。虽然碟式太阳能热发电技术是太阳能热发电中光电转换效率最高的一种方式，但是对储热系统研究较少。碟式太阳能热发电由聚光器、接收器、热机、支架、跟踪控制系统等组成，运行时利用旋转抛物面的碟式聚光器将太阳光聚焦到安装在抛物面焦点的接收器上，接收器内的传热工质受热温度和压力升高，推动热机运转并带动发电机发电。碟式系统的优势是聚光比高，但是高温热能的储存困难，采用热熔盐储热技术不安全造价高，故发展缓慢。太阳能再利用过程中存在间歇性、低密度和不稳定性的特点，给太阳能的广泛应用增加了难度，例如在云层遮光的白天和夜晚，太阳的辐射停止，系统的输入能量源消失，会直接导致停机，而储热系统不仅可以提供阴雨天等太阳辐射不足时系统持续发电所需的能量，还可使光热系统在一定范围内根据发电计划调整平滑出力出力，使其能够适应电网的需求。利用储热将暂时不需要的能量通过一定的储存材料储存，需要时将其释放，用以提高热能的利用率，是太阳能成为替代化石能源的关键。因此，通过储能平衡昼夜、地理和季节等环境因素的影响，成为太阳能利用的趋势。现有的太阳能斯特林发电系统还存在一些问题：(1)目前大部分太阳能斯特林热发电系统的储热成本比较高，不利于大规模推广。(2)目前储热系统的智能控制功能不足。(3)目前为斯特林存取热研究大多数都是在斯特林内部进行，对于中小型斯特林存在内部空间不足够的问题。
技术实现思路
为解决目前技术的不足，本技术结合现有技术，从实际应用出发，提供一种混凝土储热碟式太阳能斯特林热发电系统，使得斯特林发动机可以持续运行，有效利用太阳光照，从而实现智能存取热。本技术的技术方案如下：混凝土储热碟式太阳能斯特林热发电系统，包括碟式聚光器、光热转换器、斯特林发动机、发电机、光电传感器、中央处理器、智能处理器以及储热系统；其中，所述光热转换器连接所述斯特林发动机，所述斯特林发动机连接所述发电机，所述光热转换器通过传热管以及循环泵连接所述储热系统，光热转换器用于将吸收的热量存储于所述储热系统以及通过所述储热系统向所述斯特林发动机提供热量，所述光电传感器用于接收光信号并将光信号转换为电信号传递给中央处理器进行分析，中央处理器将处理后的信号传递给智能处理器，通过所述智能处理器的控制使所述斯特林发动机持续运行。所述发电系统还包括双轴跟踪系统，所述双轴跟踪系统用于控制所述碟式聚光器追踪太阳光。所述双轴跟踪系统包括方位角控制电机以及高度角控制电机，方位角控制电机以及高度角控制电机通过传动机构连接所述碟式聚光器，方位角控制电机以及高度角控制电机由智能处理器控制动作。所述光热转换器包括集热腔以及换热管，所述换热管均匀覆盖于所述斯特林发动机的吸热管上部，所述集热腔与斯特林发动机的腔体扣合，所述换热管通过传热管连接所述储热系统。所述换热管为蛇形结构布置。所述换热管以及传热管内部的工质为熔融硝酸盐，通过熔融硝酸盐的循环流动实现换热。所述集热腔外部具有保温层。所述储热系统为混凝土储热系统。所述混凝土储热系统包括混凝土以及设置于所述混凝土内的U型管，通过所述U型管内流动的熔融硝酸盐实现与混凝土的换热。所述光热转换器与储热系统之间连接的传热管道上设有球阀。本技术的有益效果：1、本技术的发电系统为碟式斯特林发电方式，通过斯特林发动机与光热换热器配合，在太阳光充足的情况下，一方面可用于斯特林发动机动作，另一方可将热量存储于储热系统，在太阳光不足或没有太阳光的情况下，可通过储热系统向斯特林发动机提供热量，如此，可以保障斯特林发动机的持续运行，从而弥补传统斯特林发电装置中间歇性、不稳定运行的缺点，节能环保。2、本技术的光热换热器结构设计，将蛇形换热管覆盖在吸热器的上部，并通入熔融盐，与储热系统相连，对太阳光照有更充足的考虑与利用。3、本技术通过设置的跟踪系统，能够对太阳光进行自动跟踪，以最大化的利用太阳能；储热系统采用混凝土储热，储热效果好，性价比高，通过智能化的控制实现自动存取热。附图说明附图1为混凝土储热碟式太阳能斯特林热发电装置的结构示意图。附图2为斯特林吸热器头部与光热转换器结构剖面图。附图3为混凝土储热模块的剖面图。附图4为蛇形换热管的结构示意图。具体实施方式结合附图和具体实施例，对本技术作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。此外应理解，在阅读了本技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。如图1～4所示，为本技术提供的一种混凝土储热式太阳能斯特林热发电系统。包括碟式聚光器1、光热转换器2、中央处理器31，光电传感器3，斯特林发动机4、循环泵16、发电机6和混凝土储热系统15。考虑与地面布局相联系，将混凝土储热系统15明装在底板14上，另设底座，智能控制器30(包括功能键和显示屏等)都自然地设计在混凝土储热系统15的面板上。本技术的光热转换器2通过第一传热管12、第二传热管13连接混凝土储热系统15，通过循环泵16实现内部工质的循环，且在传热管上设置球阀17以方便管道的通断控制。本技术具有双轴跟踪系统，双轴跟踪系统包括：使用太阳方位算法的主动式太阳跟踪控制器、GPS信号接收器、监控设备、方位角控制电机7、高度角控制电机8，光电传感器3将接收到的太阳能辐射信息传递给中央处理器31，中央处理器13向智能控制器30发出信号，智能控制器30向传动机构发出工作指令，方位角控制电机7和高度角控制电机8带动传动机构4、传动支撑杆10工作，从而带动碟式聚光器1升高或者降低来跟踪太阳光。太阳跟踪控制器、GPS信号接收器、监控设备都暗装在智能控制器30中。传动机构包括：带轮传动机构9、传动支撑杆10。碟式聚光器1与传动机构相连；设置底座11安装双轴跟踪系统。本技术的光热转换器2：由均匀覆盖于斯特林发动机4的吸热管上部的蛇形换热管32以及集热腔组成，集热腔由保温层34围成，集热腔与斯特林发动机4的腔体的外侧表面形态相扣，且吻合。如图所示，斯特林发动机4主要包括：斯特林加热器19、回热器20、冷却器21、配气活塞22、活塞23、冷腔24、热腔25等。换热管32由超白刚化玻璃制成，形态为蛇形，换热管32与外部的PPR保温管33相连接，换热管32中通入的介质为熔融硝酸盐，与传统的传热工质相比，熔融硝酸盐使用温度为240-560℃，导热系数0.53W/(m·k),比热容1.6KJ/(kg·k)，价格为3.5元/kg。具有液体温度范围宽、黏度低、流动性能好、蒸汽压小、对管路承压能力要求低、相对密度大、比热容高、蓄热能力强、成本较低等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.混凝土储热碟式太阳能斯特林热发电系统，其特征在于：包括碟式聚光器、光热转换器、斯特林发动机、发电机、光电传感器、中央处理器、智能处理器以及储热系统；/n其中，所述光热转换器连接所述斯特林发动机，所述斯特林发动机连接所述发电机，所述光热转换器通过传热管以及循环泵连接所述储热系统，光热转换器用于将吸收的热量存储于所述储热系统以及通过所述储热系统向所述斯特林发动机提供热量，所述光电传感器用于接收光信号并将光信号转换为电信号传递给中央处理器进行分析，中央处理器将处理后的信号传递给智能处理器，通过所述智能处理器的控制使所述斯特林发动机持续运行。/n

【技术特征摘要】
1.混凝土储热碟式太阳能斯特林热发电系统，其特征在于：包括碟式聚光器、光热转换器、斯特林发动机、发电机、光电传感器、中央处理器、智能处理器以及储热系统；
其中，所述光热转换器连接所述斯特林发动机，所述斯特林发动机连接所述发电机，所述光热转换器通过传热管以及循环泵连接所述储热系统，光热转换器用于将吸收的热量存储于所述储热系统以及通过所述储热系统向所述斯特林发动机提供热量，所述光电传感器用于接收光信号并将光信号转换为电信号传递给中央处理器进行分析，中央处理器将处理后的信号传递给智能处理器，通过所述智能处理器的控制使所述斯特林发动机持续运行。


2.根据权利要求1所述的混凝土储热碟式太阳能斯特林热发电系统，其特征在于：所述发电系统还包括双轴跟踪系统，所述双轴跟踪系统用于控制所述碟式聚光器追踪太阳光。


3.根据权利要求2所述的混凝土储热碟式太阳能斯特林热发电系统，其特征在于：所述双轴跟踪系统包括方位角控制电机以及高度角控制电机，方位角控制电机以及高度角控制电机通过传动机构连接所述碟式聚光器，方位角控制电机以及高度角控制电机由智能处理器控制动作。


4.根据权利要求1所述的混凝土储热碟式太阳能斯特林热发电系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓宏，曹泽宇，高晓玉，郭枭，李云松，张爽，田瑞，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15