太阳发电站制造技术

本发明专利技术给出太阳发电站，不用太阳能电池板，也不用汽轮机，它包括：聚光器、太阳跟踪控制器、集热器、循环水、循环水泵、动力装置、发电机和抽水蓄能系统。聚光器是众多对日倾角各不相同的条形反光镜，彼此平行地布置在平面聚光架上，组成波浪形阵列，各以不同的反射角，将太阳光反射汇聚到集热器上。动力装置由汽水冲击器、汽水冲击控制器和水轮机组成，汽水冲击器利用蒸汽产生水射流，推动水轮机。循环水泵将循环水注入集热器，在太阳跟踪控制器控制下，聚光器将投射来的太阳光，反射集聚到集热器，集热器内循环水受热蒸发，产生的蒸汽进入动力装置做功，动力装置带动发电机发电。抽水蓄能系统利用白天的高位蓄水，夜间推动水轮机，带动发电机发电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发电装置，特别是涉及到利用太阳热能发电的太阳发电站。
技术介绍
燃煤发电煤燃烧时，废气中含有硫化物、氮氧化物、及微尘，尤其是会释放大量的ニ氧化碳气体到外界环境，ニ氧化碳被认为是地球大气温室效应转强的主要原因。燃煤是不可再生的能源。使用天然气或燃油发电时，亦会排放氮化物及硫化物。这些污染物质会进入水源及食物链，对人体的健康造成影响。天然气和燃油也是不可再生的能源。 水力发电虽然不会排放污染物到环境，但水坝的建造会淹没大片的土地，必须迁移许多居民，水库也会影响到附近河川的生态。用生物质能发电将需要大片的土地，这是因为生物质能来源于植物、动物和微生物的可再生的物质。植物的燃烧会产生微尘，也会产生ニ氧化碳。核能发电的热能来自核分裂，将不可避免排放非常微量的放射性物质到外界环境。如果核能电厂发生严重的事故时，会有较大量的放射性物质释放到外界环境，对环境及民众造成伤害。关于风カ发电，由于风能是随机性的，风カ的大小时刻变化，风カ发电很难实现稳定供电。风カ发电不会造成水污染，但有可能会对发电装置附近的鸟类造成伤害。太阳是地球永恒的能源，它以光辐射的形式每秒钟向太空发射约3. 8X 1020MW能量，其中有22亿分之一投射到地球上。巨大的太阳能是地球上万物生长之源，充分利用太阳能，创造绿色产业，发展低碳经济，具有持续供能和环保双重伟大的意义。火热的太阳光普照大地，处处都有可以利用太阳能。沙漠地区雨水少，几乎是寸草不生，那里是难以生存的死亡区。但沙漠地区日光丰富，并且土地便宜，于是利用沙漠地区的丰富的太阳能来发电，就成为利用沙漠的新途径。太阳能发电所开发的是可再生能源，它没有污染，仅占用便宜的土地。中国沙漠地区每年每平方米可以得到的太阳能大约是5000-6000兆焦耳。我国40万平方公里沙漠面积上每年得到的太阳能是2X 10的21次方焦耳。它大约折合毎年700亿吨标准煤，是中国21世纪初煤的年消耗量的40倍。仅新疆就有三十多万平方公里的沙漠。土地几乎没有成本，温度差大的沙漠、荒漠，是利用太阳能发电技术的理想地区。只要把能源政策调整好，阳光下的广袤沙漠就可以变成关系到国家安全的能源新基地。利用太阳能发电的方式主要1，利用太阳光能的太阳能光伏发电；2，利用太阳热能的太阳能热发电。在太阳能光伏发电中，太阳能电池板所用的光电芯片的制造过程中，会产生大量的有毒废弃物，而且，生产成本很高。目前，相对便宜的太阳能电池板往往效率很低，无法生产出足够的电能；而高效的太阳能电池板十分昂贵，无法在普通消费者中推广。太阳能热发电对环境没有任何污染，它是利用太阳能聚光集热器，将太阳能收集起来，通过对循环エ质加热，产生高压高温エ质，驱动热动カ装置，带动发电机发电，从而将太阳能转换为电能。太阳能热发电系统主要有3种塔式发电系统、槽式发电系统和碟式发电系统。塔式发电系统，将众多称作定日镜的平面反光镜，组成阵列，将太阳能反射到置于高塔顶部的，类似直流锅炉的集热器上，加热エ质，产生高温蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。槽式发电系统，与塔式发电系统不同的是，它采用槽形抛物面聚光器，管状集热器。 碟式发电系统，与塔式发电系统不同的，它是采用旋转抛物面聚光器，集热器为小型空腔锅炉。太阳光在经过聚光器的聚光作用后，能量密度可得到大幅度提高，故在太阳能的中高温利用中，常用到聚光反射装置。太阳能热发电系统，利用太阳辐射产生的热能发电，由太阳能聚光集热器，将所吸收的热能转换成エ质的蒸汽，再驱动汽轮机发电。这种汽轮机驱动的太阳能热发电站的缺点是成本高，它的投资要比普通火电站要贵几倍，一座1000丽的太阳能热电站需要投资20 25亿美元，平均IkW的投资为2000 2500美元。因此，目前只能小規模地应用于特殊的场合，而大規模利用在经济上很不合算，还不能与普通的火电站或核电站相竞争。槽式太阳能热发电的基本结构包括槽式聚光器、集热器、循环エ质、动カ装置和发电机。槽型抛物面聚光器将平行投射来的太阳光，反射汇聚到管状集热器表面，加热集热器内的循环エ质，产生高温蒸汽，利用蒸汽流，驱动汽轮机，带动发电机发电。槽式太阳能热发电，聚光度约50倍，集热效率高，其集聚产生的太阳能，使其介质温度可达350°C。在太阳能热发电中，目前仅有槽式太阳能热发电实现了商业化，运用主要集中在美国和西班牙。在我国新疆吐鲁番地区，ー个槽式太阳能热发电站已投入使用，是我国首座、亚洲最大的槽式太阳能热发电站。根据国际权威机构统计，目前在全世界运行的槽式太阳能热发电占整个太阳能热发电装置的88%，占在建项目的97. 5%。特别是欧盟即将在非洲建立的DII项目，总投资达4000亿欧元，仍将采用槽式太阳能热发电技木。实用的槽式太阳能热发电技术，将细管状集热器，线性布置在槽式反光镜的焦线处，集热器中的内エ质导热油，作为传热媒介沿焦线流动，在导热油被聚光焦斑加热到近400摄氏度后，进入油气换热器，换热器产生蒸汽，推动汽轮机和发电机组发电。考虑天气影响，可使用辅助燃料加热，或采取熔盐储热。目前，投入运行的西班牙安达索I号，通过熔盐储热已经实现全天发电15小吋。槽式太阳能热发电装置，是目前最有希望的太阳能热发电装置，它在普通火力电站基础上，用槽式聚光器代替锅炉的燃烧室，用管状集热器代替水冷壁和汽包。但是，至今，槽式太阳能热发电装置成本还是太高，还没有普及推广，具体地说I、槽式太阳能热发电，采用昂贵笨重的汽轮机和凝汽器，初投资大；2、槽式太阳能热发电，采用的槽形抛物面聚光器，加工组装难度大，费用高；3、槽式太阳能热发电，储热蓄能装置成本高，技术难度大。上述有关发电装置的
技术介绍
，在以下专著中有详细描述I、邢运民，陶永红，现代能源与发电技术，西安西安电子科技大学出版社，2007。2、蔡兆麟，刘华堂，何国庚，能源与动カ装置基础，北京中国电カ出版社，2004。3、刘鉴民，太阳能利用原理 技术 工程，北京电子エ业出版社，2010。
技术实现思路
本专利技术的目的是给出ー种利用太阳热能发电的太阳发电站，它不用汽轮机和凝汽器，成本低，它的结构包括聚光器、太阳跟踪器、集热器、循环水、循环水泵、动カ装置、发电机和抽水蓄能系统。循环水泵将循环水注入集热器，在太阳跟踪器控制下，聚光器将投射来的太阳光，反射集聚到集热器，集热器内的循环水受热蒸发，产生蒸汽，蒸汽进入动カ装置做功，动カ装置带动发电机发电。 所述聚光器，它包括条镜阵列、支架系统、传动机构和步进电机，条镜阵列、传动机构和步进电机都由支架系统支撑，传动系统由涡轮蜗杆组成，步进电机输出端驱动传动系统，传动系统输出端控制条镜阵列；所述动カ装置，它包括汽水冲击器、汽水冲击控制器和水轮机，汽水冲击控制器控制汽水冲击器，汽水冲击器带动水轮机；所述条镜阵列包括反光镜和聚光架，众多倾角各不相同的条形反光镜，沿东西方向，彼此平行地布置在平面网格状的聚光架上，组成波浪形阵列，将投射来的太阳光，以不同的反射角，反射汇聚到集热器上；在集热器南北，各设ー个聚光架，北侧聚光架上，设置若干条形反光镜，在南侧，对称相同，南北两侧聚光架在同一平面上，两聚光架中间有ー个连接轴，连接轴位于东西方向。所述太阳跟踪器，它是ー个控制电路，该电路的输出，驱动步进电机，再通过传动系统，控制聚光器对日跟踪，以保证聚光器将投射来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种利用太阳热能发电的太阳发电站，它包括聚光器、太阳跟踪器、集热器、循环水、循环水泵、动カ装置和发电机，循环水泵将循环水注入集热器，在太阳跟踪器控制下，聚光器将投射来的太阳光，反射集聚到集热器，集热器内的循环水受热蒸发，产生蒸汽，蒸汽进入动力装置做功，动カ装置带动发电机发电，其特征在于 (1)所述聚光器，它包括条镜阵列、支架系统、传动机构和步进电机，条镜阵列、传动机构和步进电机都由支架系统支撑，传动系统由涡轮蜗杆组成，步进电机输出端驱动传动系统，传动系统输出端控制条镜阵列； (2)所述动カ装置，它包括汽水冲击器、汽水冲击控制器和水轮机，汽水冲击控制器控制汽水冲击器，汽水冲击器带动水轮机； (3)它还包括抽水蓄能系统。2.按照权利要求I所述的太阳发电站，其特征在干 所述条镜阵列包括反光镜和聚光架，众多倾角各不相同的条形反光镜，沿东西方向，彼此平行地布置在平面网格状的聚光架上，组成波浪形阵列，将投射来的太阳光，以不同的反射角，反射汇聚到集热器上；在集热器南北，各设ー个聚光架，北侧聚光架上，设置若干条形反光镜，在南侧，对称相同，南北两侧聚光架在同一平面上，两聚光架中间有ー个连接轴，连接轴位于东西方向。3.按照权利要求I所述的太阳发电站，其特征在干 所述太阳跟踪器，它是ー个控制电路，该电路的输出，驱动步进电机，再通过传动系统，控制聚光器对日跟踪，以保证聚光器将投射来的太阳光，准确汇聚到集热器上； 控制电路的光电检测由3只光敏电阻完成，南北2只对称地位于南北集热架上，当集热架平面与太阳光不垂直吋，I只光敏电阻受集热器遮挡，南北2只光敏电阻阻值不相同，以此检测太阳高度角的变化；中间I只位于两聚光架中间ー个连接轴上，在集热器阴影下，用于检测环境亮度，判断白天还是晚上，睛天还是阴天；电源电压经三路光敏电阻和定值电阻的分压后，送入单片机ATmega8的3个ADCx引脚； 控制电路的时钟PCF8583与单片机通过总线连接，时钟的INT、SCL、SDA三个引脚与单片机的INTO、SCL、SDA三个引脚相接，通过单片机的两个PBx引脚，输出驱动信号； 控制电路的主程序是初始化单片机相关功能模块，巡回检测3只光敏电阻的光电信号，并进行判断，若是白天睛天，就采用光电跟踪方式；若是阴天，就采用视日运动轨迹跟踪控制方式，然后，进入对应的分支程序，输出驱动信号，驱动步进电机，控制太阳能聚光器，始终正对太阳； 光电跟踪分支程序流程是光电检测太阳位置，检测信号通过ADCx引脚送入单片机，经过A/D转换，判断太阳能聚光器是否正对太阳，通过两个PBx引脚输出驱动信号到步进电机，直到调整太阳能聚光器对准太阳，然后再返回主程序； 视日运动轨迹跟踪分支程序是计算并跟踪太阳高度角，调整太阳能聚光器的仰角，使太阳能聚光器对准太阳。4.按照权利要求1、2或3所述的太阳发电站，其特征在于 所述集热器，它是由内管、外管、不锈钢支架和两端法兰构成；内管是不锈钢管，其外表面镀制了金属陶瓷太阳能选择性吸收涂层，外管由玻璃管和过渡管组成，内管和外管，构成内外套管，和两端法兰连成一体，将中间夹层空气排空形成真空；过渡管由可伐合金环和不锈钢波纹管组成；在内外管之间，放置多个不锈钢支架，用来支撑内管，保持内外管间隙均匀。5.按照权利要求I所述的太阳发电站，其特征在于 所述循环水泵为多级分段式，主要零件有轴、轴套、进水段、叶轮、密封环、中段、出水段、平衡环、平衡盘、尾盖进出水口分别在进水段和出水段上，均垂直向上，进水段、中段、出水段及尾盖均为铸铁制成，共同形成泵的工作室；叶轮为铸铁制成，内有叶片，轴为优质碳素钢制成，中间装有叶轮；密封环为铸铁制成，分别固定在进水段与中段之中；平衡环为铸铁制成，固定在出水段上，平衡盘为耐磨铸铁制成，装在轴上，它与平衡环共同组成平衡装置，平衡轴向カ；轴套为铸铁制成，作固定叶轮和保护泵轴之用。6.按照权利要求I所述的太阳发电站，其特征在干 所述汽水冲击器包括循环水箱、汽水冲击管和几个阀门； 汽水冲击管包括竖直管、短管、弯管、空气管、蒸汽管、击水...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚德敏，
申请(专利权)人：哈尔滨工大金涛科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：