一种太阳能光热同步利用发电系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种太阳能光热同步利用发电系统及方法

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能光热同步利用发电系统及方法


[0001]本专利技术涉及太阳能光热同步利用发电领域，具体来讲是一种太阳能光热同步利用发电系统及方法
。

技术介绍

[0002]随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长
。
随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越明显，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来能源战略中的重要组成部分
。
太阳能是一种可持续利用的清洁能源，有效利用对缓解能源紧张，减少环境污染，具有非常重要的意义
。
[0003]太阳能主要由光能和热能组成，其利用形式有光电转换和光热转换两种方式，目前进入应用的都是对能量单一利用的装置技术，即以光伏发电方式将光能利用
、
以收集太阳热能产生蒸汽发电的方式利用热能，一套装置上不具备既利用光能又利用热能发电
、
实现光热同步利用的功能，因此具有投资成本高
、
转换效率低
、
系统复杂
、
运行稳定性
、
可靠性有待提高
、
对电网造成冲击等问题
。

技术实现思路

[0004]因此，为了解决上述不足，本专利技术在此提供一种太阳能光热同步利用发电系统及方法
。
本专利以克服目前太阳能利用的缺点进行系列技术创新，设计太阳光热同步利用工艺流程，以此为基础构建太阳光热同步利用装置，在一套装置上既进行光伏发电又进行光热发电，可成倍提高光热转换成电能的效率，实现太阳能转化电能后可大容量平滑连续输出，让太阳能成为取之不尽用之不竭的可用能
。
[0005]本专利技术是这样实现的，构造一种太阳能光热同步利用发电系统，其特征在于：该系统具有太阳光热收集系统
、
能量提质系统
、
蒸汽发电和储电四个系统；所述太阳光热收集系统：该系统将光伏和光热能收集设计成一体的太阳光热能量一体化收集组件，组件中的光伏发电单元吸收太阳光能，产生的直流电能进入储电系统储存；组件中的光热能收集单元以水循环吸收太阳光中的热能，循环水吸热升温后储存于热水箱中，作为能量提质系统热源；所述能量提质系统：该系统以一级或多级热泵方式将太阳光热收集系统产生的热水继续升温至发电系统需要的温度，热泵的级数根据发电系统设计的工作温度确定；热水泵入换热器将热量传递给工质，热水降温后回到太阳光热收集系统继续吸热，工质经过蒸发
、
压缩
、
冷凝和膨胀循环过程，将工质温度提升，再通过换热器将热量传递给高温循环水，高温循环水通过闪蒸罐产生蒸汽，蒸汽经过加压后，带动涡轮机发电，电能进入储电系统储存；所述发电和储存系统：发电系统采用现有通行蒸汽轮机驱动发电机方式；储电系统以现有大容量储能产品进行组合，储存专利装置产生的所有电能，设置逆变器将直流电转换为交流电，设集中控制器保障系统运行质量
。
[0006]根据本专利技术所述一种太阳能光热同步利用发电系统，其特征在于：所述太阳光热收集系统采用太阳光热能量一体化收集组件；所述能量提质系统具有蒸发器
、
压缩机
、
第一冷凝器和膨胀阀；所述蒸汽发电系统具有闪蒸罐
、
蒸汽压缩机
、
涡轮机
、
第二冷凝器
、
发电机；所述储电系统采用超级电容储能系统；太阳光热能量一体化收集组件的出口端连接通第一热水箱，第一热水箱出口管路经第一热水泵连通蒸发器，蒸发器再通过管路回接至太阳光热能量一体化收集组件
10
形成热水循环回路；蒸发器
、
压缩机
、
第一冷凝器和膨胀阀通过管路形成一级工质循环回路，根据发电系统蒸汽工作温度要求设置一级或多级工质循环回路；第一冷凝器的出口热水连通至闪蒸罐，闪蒸罐出口管路依次连通蒸汽压缩机
、
涡轮机
、
第二冷凝器；第二冷凝器和闪蒸罐的出口汇集至第二热水箱；涡轮机外接发电机，发电机和太阳光热能量一体化收集组件的出口端连通超级电容储能系统；第二热水箱的热水出口经第二热水泵连通第一冷凝器
。
[0007]根据本专利技术所述一种太阳能光热同步利用发电系统，其特征在于：所述太阳光热能量一体化收集组件具有钢化玻璃
、
进水接口
、
出水接口
、
太阳能电池
、
接线端子
、
缓冲支撑材料
、
铝合金框架；钢化玻璃和铝合金框架组成该太阳光热能量一体化收集组件的整体，太阳能电池嵌入在铝合金框架内，太阳能电池连接有伸出铝合金框架的接线端子，钢化玻璃连接有进水接口2和出水接口
。
[0008]一种太阳能光热同步利用发电方法，其特征在于；总体工艺流程为：首先由太阳光热收集系统同步收集太阳光的光能和热能，光能通过系统中的光伏组件发电存于储电系统中，热能通过系统中的循环水以升温方式吸收，温度升高后变成热水供能量提质系统；太阳光热收集系统产生的热水由能量提质系统以一级或多级热泵方式继续升温至发电系统需要的温度，热泵的级数根据发电系统设计的工作温度确定；发电系统采用现有通行蒸汽轮机驱动发电机方式；储电系统以现有大容量储能产品进行组合，储存本专利装置产生的所有电能，设置逆变器将直流电转换为交流电，设集中控制器保障系统运行质量；本专利装置的运行用电由储电系统直供；储电系统余下部分升压后向电网供电
。
[0009]本专利技术具有如下优点：
1、
实现了太阳光热同步利用
。
同现有将太阳光能和太阳热能单独利用的方式不同，本专利实现在一套装置上既进行光伏发电又进行光热发电
、
太阳光能和太阳热能同步利用，可将光热转换成电能的效率成倍提高，实现太阳能转化电能后可大容量平滑连续输出
。2、
采用了新的太阳热能利用方式
。
太阳热能加热的热水温度较低，属于难以利用的低品位能源，价值低且难以发电
。
本专利以一级或多级热泵方式将太阳热能加热的热水温度升高后变成可以驱动发电机的蒸汽，将太阳热能转化为电能，利用过程安全
、
稳定
。3、
太阳光热一体化收集系统结构独特，属于创新型设计，安装和运行使用简单可靠
。
附图说明
[0010]图1是太阳能光热同步利用发电系统构造图；图2是太阳光热能量一体化收集组件结构图；图3是图2中
A
‑
A
剖视图
。
[0011]其中：钢化玻璃
1、
进水接口
2、
出水接口
3、
太阳能电池
4、
接线端子
5、
缓冲支撑材料
6、
铝合金框架7，太阳光热能量一体化收集组件
10
，第一热水泵
21
，蒸发器...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种太阳能光热同步利用发电系统，其特征在于：该系统具有太阳光热收集系统
、
能量提质系统
、
蒸汽发电和储电四个系统；所述太阳光热收集系统：该系统将光伏和光热能收集设计成一体的太阳光热能量一体化收集组件，组件中的光伏发电单元吸收太阳光能，产生的直流电能进入储电系统储存；组件中的光热能收集单元以水循环吸收太阳光中的热能，循环水吸热升温后储存于热水箱中，作为能量提质系统热源；所述能量提质系统：该系统以一级或多级热泵方式将太阳光热收集系统产生的热水继续升温至发电系统需要的温度，热泵的级数根据发电系统设计的工作温度确定；热水泵入换热器将热量传递给工质，热水降温后回到太阳光热收集系统继续循环吸热，工质经过蒸发
、
压缩
、
冷凝和膨胀循环过程，将工质温度提升，再通过换热器将热量传递给高温循环水，高温循环水通过闪蒸罐产生蒸汽，蒸汽经过加压后带动涡轮机发电，电能进入储电系统储存；所述发电和储存系统：发电系统采用现有通行蒸汽轮机驱动发电机方式；储电系统以现有大容量储能产品进行组合，储存本装置产生的所有电能，设置逆变器将直流电转换为交流电，设集中控制器保障系统运行质量
。2.
根据权利要求1所述一种太阳能光热同步利用发电系统，其特征在于：所述太阳光热收集系统采用太阳光热能量一体化收集组件；所述能量提质系统具有蒸发器
、
压缩机
、
第一冷凝器和膨胀阀；所述蒸汽发电系统具有闪蒸罐
、
蒸汽压缩机
、
涡轮机
、
第二冷凝器
、
发电机；所述储电系统采用超级电容储能系统；太阳光热能量一体化收集组件的出口端连接通第一热水箱，第一热水箱出口管路经第一热水泵连通蒸发器，蒸发器再通过管路回接至太阳光热能量一体化收集组件形成热水循环回...

【专利技术属性】
技术研发人员：付永全，
申请(专利权)人：付永全，
类型：发明
国别省市：