一种碟式太阳能发电供暖系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种碟式太阳能发电供暖系统，包括斯特林盘式太阳能发电装置，所述斯特林盘式太阳能发电装置包括弧形反光板及斯特林发电机，所述斯特林发电机的冷缸外套有换热缸套形成冷却腔，所述换热缸套设有进、出液口；还包括采热装置，所述采热装置包括采热进口及采热出口；所述采热进口与进液口之间设有第一三通阀，所述采热出口与出液口之间设有第二三通阀；所述第二三通阀往第一三通阀方向依次经过换热排、补液排气箱及循环泵；还包括注有储能液的储能水箱，所述换热排位于储能水箱内并浸于储能液中；还包括蓄电池。本实用新型专利技术可有效提升斯特林发电机组发电效率，同时进行电热混合存储，便于进行能源管理的优点。便于进行能源管理的优点。便于进行能源管理的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种碟式太阳能发电供暖系统


[0001]本技术涉及太阳能热利用
，具体涉及一种碟式太阳能发电供暖系统。

技术介绍

[0002]斯特林碟式(又称盘式)太阳能热发电系统是世界上最早出现的太阳能动力系统，是目前太阳能发电效率最高的太阳能发电系统，最高可达到29.4％。碟式系统的主要特征是采用碟(盘)状抛物面镜聚光集热器，该集热器是一种点聚焦集热器，可使传热工质加热到750℃左右，驱动发动机进行发电。这种系统可以独立运行，作为无电边远地区的小型电源，一般功率为10～25Kw，聚光镜直径约10～15m；也可用于较大的用户，把数台至十台装置并联起来，组成小型太阳能热发电站。
[0003]但是斯特林碟式(又称盘式)太阳能热发电系统的主要发电装置是依赖于斯特林发电机，而斯特林发电机在运行时需要利用热缸与冷缸的温度差实现高效发电，因此如热缸的热量传递到冷缸，或者冷缸出现升温时，会导致冷缸冷却缸内空气的能力下降，必然会导致斯特林发电机的发电效率的降低；而目前的斯特林碟式(又称盘式)太阳能热发电系统往往只有发电的能力，并非常依赖于价格昂贵的蓄电池进行电能存储；如能将发电与热能存储两者进行结合，可极大地提高发电效率的同时进行能源的综合利用及存储，使太阳能发电效益呈现最大化。

技术实现思路

[0004]基于上述问题，本技术目的在于提供一种可有效提升斯特林发电机组发电效率，同时进行电热混合存储，便于进行能源管理的碟式太阳能发电供暖系统。
[0005]针对以上问题，提供了如下技术方案：一种碟式太阳能发电供暖系统，包括斯特林盘式太阳能发电装置，所述斯特林盘式太阳能发电装置包括弧形反光板及斯特林发电机，所述斯特林发电机的热缸位于弧形反光板的焦点位置处，所述斯特林发电机的冷缸外套有换热缸套形成冷却腔，所述换热缸套设有与冷却腔连通用于供给冷却液的进液口及出液口；还包括可与斯特林发电机的热缸位置相互切换的采热装置，所述采热装置包括采热进口及采热出口；所述采热进口与进液口之间设有第一三通阀，所述采热出口与出液口之间设有第二三通阀；所述第二三通阀往第一三通阀方向依次经过换热排、补液排气箱及循环泵；所述第一三通阀控制采热进口与循环泵方向连通时，所述第二三通阀控制采热出口与换热排方向连通；所述第一三通阀控制进液口与循环泵方向连通时，所述第二三通阀控制出液口与换热排方向连通；还包括注有储能液的储能水箱，所述换热排位于储能水箱内并浸于储能液中，所述储能水箱设有循环进口及循环出口；还包括蓄电池及与蓄电池电连接的充放电模块，所述斯特林发电机的发电机与充放电模块电连接。
[0006]上述结构中，换热缸套包裹于斯特林发电机的冷缸外，当弧形反光板的焦点落于热缸上时，能有效降低热传导造成的冷缸温度上升问题，利用冷却液辅助冷却冷缸以保证
冷缸与热缸之间有足够的温差来保证斯特林发电机的高效运转发电，使斯特林发电机上的发电机发出的电能能够经充放电模块存储于蓄电池内；同时经过冷缸的冷却液吸收冷缸的热量后通过换热排对储能水箱的储能液进行热交换，以此提升储能水箱内储能液的温度，从而进行热能的存储，补液排气箱则用于排出经换热冷却后的冷却液中的气泡，避免循环泵循环时泵入空气；由于蓄电池存在充满电的情况，故在蓄电池满电的情况下，斯特林发电机的继续运行发电会造成大量电能的浪费，因此设置采热装置配合第一三通阀及第二三通阀的切换，使弧形反光板的焦点落于采热装置上，直接对采热装置进行加温，利用冷却液并配合换热排、补液排气箱及循环泵对储能液进行热交换，提升热能的采集效率，在蓄电池满电状态下减少太阳能不必要的浪费及损失。
[0007]本技术进一步设置为，所述斯特林盘式太阳能发电装置还包括周转架及设置于周转架上的俯仰架，所述弧形反光板设置于俯仰架上，所述俯仰架上还设有往弧形反光板焦点方向延伸的延伸架；所述延伸架上设有模式切换架，所述斯特林发电机及采热装置设置于模式切换架上。
[0008]上述结构中，周转架用于控制周转架上方的俯仰架的转动方向，而俯仰架用于控制弧形反光板的俯仰角度，实现对太阳的跟踪，延伸架则用于将斯特林发电机的位置安装至弧形反光板的焦点位置，使斯特林发电机的热缸能捕捉到弧形反光板的焦点位置太阳光热能(现有技术)，由于在进行模式转换时，需要将位于弧形反光板的焦点位置的斯特林发电机的热缸替换成采热装置，因此要将斯特林发电机及采热装置设置到模式切换架上进行切换。
[0009]本技术进一步设置为，所述模式切换架通过蜗轮蜗杆减速器使其在延伸架上180度往复摆动；所述斯特林发电机的热缸及采热装置分别位于模式切换架的两端位置。
[0010]上述结构中，可有效降低斯特林发电机及采热装置对阳光的遮挡，在不改变受光面积的情况下通过转动180度来实现热缸与采热装置的切换。
[0011]本技术进一步设置为，所述储能水箱内还设有电加热装置，所述电加热装置与充放电模块电连接。
[0012]上述结构中，当夜间光照不足时，可通过电加热装置对储能水箱内的储能液加温；或者在白天蓄电池满电状态下，利用电加热装置对储能水箱内的储能液进行辅助加温，以减少蓄电池内的电能，进而给斯特林发电机的发电提供电能存储空间；在此需要说明的是，白天蓄电池处于满电状态下，优选采用采热装置采热对储能水箱内的储能液进行储能，其原因在于此方式可尽可能减少能源性质转换时带来的浪费；电加热装置优选为氮化硅加热器。
[0013]本技术进一步设置为，所述储能水箱的循环出口下游依次连接供暖泵、辅助加热装置、供暖设备后与循环进口相连；所述辅助加热装置与充放电模块电连接。
[0014]上述结构中，供暖泵可将储能液泵往辅助加热装置加热，或者使储能液成为蒸汽状态供给供暖设备使用，并从循环进口回收至储能水箱；所述辅助加热装置的启动与否由供暖设备的使用性质及位于储能水箱内储能液的余温决定；在使用时储能水箱内储能液的温度已无法满足供暖设备的要求，可利用辅助加热装置进行加热升温，至于为何不采用储能水箱内的电加热装置直接对储能水箱内的储能液加温，其原因在于：储能水箱内的储能液量过大，加热时要达到供暖设备温度的要求，必定会使其全部加热，一旦储能水箱内的储
能液整体温度都上升后但无法完全利用完其热能就会造成电能的浪费，而采用辅助加热装置可实现流经多少即加热多少，做到了用多少加热多少，有效避免浪费，为下一个日照循环提供有效的热能承载量；所述辅助加热装置优选为氮化硅加热器。
[0015]本技术进一步设置为，所述采热装置包括采热排及罩于采热排外的透明玻璃罩构成，所述采热进口及采热出口位于采热排上并穿过透明玻璃罩设置，所述透明玻璃罩内腔为真空。
[0016]上述结构中，采热排通过透明玻璃罩包裹，配合抽真空，尽可能减少采热排采热时的热能散失，尤其是沙漠地区及空气流动较大的区域尤为明显。
[0017]本技术进一步设置为，所述采热排包括两端连通采热进口及采热出口的蛇形管，以及设置于蛇形管上的铝合金换热翅片，所述铝合金换热翅片表面设有黑色阳极氧化层。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碟式太阳能发电供暖系统，包括斯特林盘式太阳能发电装置，所述斯特林盘式太阳能发电装置包括弧形反光板及斯特林发电机，所述斯特林发电机的热缸位于弧形反光板的焦点位置处，其特征在于：所述斯特林发电机的冷缸外套有换热缸套形成冷却腔，所述换热缸套设有与冷却腔连通用于供给冷却液的进液口及出液口；还包括可与斯特林发电机的热缸位置相互切换的采热装置，所述采热装置包括采热进口及采热出口；所述采热进口与进液口之间设有第一三通阀，所述采热出口与出液口之间设有第二三通阀；所述第二三通阀往第一三通阀方向依次经过换热排、补液排气箱及循环泵；所述第一三通阀控制采热进口与循环泵方向连通时，所述第二三通阀控制采热出口与换热排方向连通；所述第一三通阀控制进液口与循环泵方向连通时，所述第二三通阀控制出液口与换热排方向连通；还包括注有储能液的储能水箱，所述换热排位于储能水箱内并浸于储能液中，所述储能水箱设有循环进口及循环出口；还包括蓄电池及与蓄电池电连接的充放电模块，所述斯特林发电机的发电机与充放电模块电连接。2.根据权利要求1所述的一种碟式太阳能发电供暖系统，其特征在于：所述斯特林盘式太阳能发电装置还包括周转架及设置于周转架上的俯仰架，所述弧形反光板设置于俯仰架上，所述俯仰架上还设有往弧形反光板焦点方向延伸的延伸架；所述延伸架上设有模式切换架，所述斯特林发电机及采热装置设置于模式切换架上。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：周协峰，
申请(专利权)人：上海中如智慧能源集团有限公司，
类型：新型
国别省市：