專利名稱：一種太陽能熱復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種新型熱電轉(zhuǎn)換型太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，屬于太陽能利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在能源和環(huán)境問題日益嚴峻的今天，可再生能源的重要利用方式——太陽能的利用正越來越受到關(guān)注。使用太陽能熱發(fā)電是太陽能利用重要方式之一。太陽能熱發(fā)電可以通過以下幾種形式(1)將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，產(chǎn)生高溫端和低溫端，形成溫差。利用溫差電池進行溫差發(fā)電；( 將太陽能轉(zhuǎn)換的熱能，加熱工質(zhì)，通過熱交換產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動汽輪發(fā)電組發(fā)電。目前溫差發(fā)電技術(shù)中，熱-電轉(zhuǎn)換效率大約在10%左右，近90%的熱能沒有充分利用。而且在完成光-熱轉(zhuǎn)換后，熱源的熱能一般需通過導(dǎo)熱液體，如熔融鹽、油等，將熱能傳導(dǎo)至溫差電池高溫端。此過程中，導(dǎo)熱液體會損耗一部分熱能，降低溫差發(fā)電熱-電轉(zhuǎn)換效率。溫差發(fā)電技術(shù)中，如果將熱源與溫差電池高溫端直接接觸，避免熱能損耗，將提高溫差發(fā)電熱-電轉(zhuǎn)換效率。同時將溫差電池低溫端的余熱用于加熱低沸點有機工質(zhì)，那么產(chǎn)生蒸汽，推動蒸汽輪機發(fā)電，提高了熱電轉(zhuǎn)換效率。大大提高了太陽能利用率。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，進行溫差發(fā)電。同時將溫差電池低溫端的余熱用于加熱低沸點有機工質(zhì)，產(chǎn)生蒸汽，推動蒸汽輪機發(fā)電，提高了熱電轉(zhuǎn)換效率。大大提高了太陽能利用率。為實現(xiàn)以上目的，本實用新型采取了以下的技術(shù)方案一種太陽能熱復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)，包括用以保證太陽光垂直入射太陽光跟蹤模塊，設(shè)置在太陽光跟蹤模塊上的光熱轉(zhuǎn)換模塊，設(shè)置在光熱轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)的溫差發(fā)電模塊，為溫差發(fā)電模塊形成低溫端、并將熱能導(dǎo)走的余熱導(dǎo)出模塊，在余熱導(dǎo)出模塊一端連接有蒸汽發(fā)電模塊。所述太陽光跟蹤模塊包括跟蹤支架和太陽跟蹤控制裝置。太陽跟蹤控制裝置安裝在跟蹤支架之上。跟蹤支架與跟蹤控制裝置保證太陽光垂直入射，使單位面積獲得最大能量。溫差電池發(fā)電時只需在電池兩側(cè)保持足夠大的溫差，即可輸出電能。它可以將任何形式的熱能轉(zhuǎn)換成電能，無需復(fù)雜的機械系統(tǒng)和運動元件。與目前熱電廠或核電廠中進行的熱-電之間轉(zhuǎn)換相比，具有設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠、運行時無噪聲、無磨損、無泄漏、 移動靈活等優(yōu)點。拋物面反射鏡將太陽光聚焦至太陽光選擇吸收涂層，太陽光選擇吸收涂層將太陽光轉(zhuǎn)換為熱能。玻璃套管與內(nèi)管之間形成真空層，減少對外輻射損耗熱能。光熱轉(zhuǎn)換模為溫差電池發(fā)電提供了高溫端，并為蒸汽輪機發(fā)電提供熱能。[0010]將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，通過溫差溫差電池將熱能轉(zhuǎn)換為電能。同時將剩余熱能傳導(dǎo)出，加熱循環(huán)工質(zhì)，那么產(chǎn)生蒸汽，推動蒸汽輪機發(fā)電。從而提高了熱電轉(zhuǎn)換效率，大大提高了太陽能利用率。所述光熱轉(zhuǎn)換模塊包括拋物面反射鏡、玻璃套管、套在玻璃套管內(nèi)的內(nèi)管，所述玻璃套管設(shè)置在太陽光跟蹤模塊上，拋物面反射鏡由太陽光跟蹤模塊支撐，玻璃套管與內(nèi)管之間形成有真空層，在內(nèi)管外表面上涂敷有太陽光選擇吸收涂層；余熱導(dǎo)出模塊包括有同軸穿設(shè)在玻璃套管內(nèi)的鋼管，在鋼管內(nèi)通有導(dǎo)熱油；所述溫差發(fā)電模塊為溫差電池，其熱端與內(nèi)管內(nèi)表面之間涂敷有第一絕緣導(dǎo)熱硅膠；溫差電池冷端與鋼管外表面之間涂敷有第二絕緣導(dǎo)熱硅膠；所述玻璃套管、太陽光選擇吸收涂層、內(nèi)管、第一絕緣導(dǎo)熱硅膠、溫差電池、 第二絕緣導(dǎo)熱硅膠、鋼管以同心圓形式排列組成。所述溫差發(fā)電模塊是溫差電池。溫差電池外表面與光熱轉(zhuǎn)換模塊的內(nèi)管內(nèi)表面接觸，熱能傳導(dǎo)至溫差電池外表面，形成高溫端。溫差電池內(nèi)表面與余熱導(dǎo)出模塊的鋼管外表面接觸，熱能被帶走，形成低溫端。溫差電池內(nèi)外表面形成溫差，溫差電池將熱能轉(zhuǎn)換為電能，進行發(fā)電。所述溫差電池為了更好和高溫端與低溫端接觸，減少熱能損耗，設(shè)計成環(huán)狀。余熱導(dǎo)出模塊一方面為溫差發(fā)電形成低溫端；另一方面為導(dǎo)熱油提供熱能。導(dǎo)熱油在蓄熱器進行熱交換。輸運熱能，加熱循環(huán)工質(zhì)，產(chǎn)生蒸汽。所述鋼管兩端分別連接到蓄熱器，蓄熱器內(nèi)流經(jīng)有循環(huán)工質(zhì)，所述蓄熱器另一端與所述蒸汽發(fā)電模塊連接，蒸汽發(fā)電模塊包括與蓄熱器構(gòu)成連接回路的汽輪發(fā)電機、凝汽器、泵。循環(huán)工質(zhì)為低沸點有機工質(zhì)。當(dāng)循環(huán)工質(zhì)經(jīng)過蓄熱器，加熱產(chǎn)生蒸汽，推動蒸汽輪機發(fā)電。然后被凝汽器冷凝，由泵將工質(zhì)輸運至蓄熱器。從而進行循環(huán)發(fā)電。循環(huán)工質(zhì)為正戊烷或環(huán)戊烷。還包括有蓄電池，其兩端通過第一電線和第二電線分別與溫差發(fā)電模塊兩端連接。對溫差電池產(chǎn)生的電能收集儲存。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(1)溫差電池高溫端與太陽光選擇吸收涂層熱源有效的直接接觸，避免熱能損耗， 提高溫差發(fā)電熱-電轉(zhuǎn)換效率；(2)溫差發(fā)電的同時，蒸汽輪機發(fā)電。從而提高了熱電轉(zhuǎn)換效率，大大提高了太陽能利用率。

圖1是本實用新型系統(tǒng)示意圖； 圖2是光熱轉(zhuǎn)換模塊示意圖；圖3是光熱轉(zhuǎn)換模塊、溫差發(fā)電模塊、余熱導(dǎo)出模塊示意圖；附圖標記說明1-跟蹤支架，2-跟蹤控制裝置，3-拋物面反射鏡，4-蓄電池，5-蓄熱器，6-汽輪發(fā)電機，7-凝汽器，8-泵，9-玻璃套管，10-真空層，11-太陽光選擇吸收涂層， 12-內(nèi)管，13-第一絕緣導(dǎo)熱硅膠，14-溫差電池，15-第二絕緣導(dǎo)熱硅膠，16-鋼管，17-導(dǎo)熱油，18-第一電線，19-第二電線，20-太陽光。
具體實施方式
[0024]
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型的內(nèi)容做進一步詳細說明。實施例請參閱圖1所示，一種太陽能熱復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)，包括用以保證太陽光垂直入射太陽光跟蹤模塊，設(shè)置在太陽光跟蹤模塊上的光熱轉(zhuǎn)換模塊，設(shè)置在光熱轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)的溫差發(fā)電模塊，為溫差發(fā)電模塊形成低溫端、并將熱能導(dǎo)走的余熱導(dǎo)出模塊，在余熱導(dǎo)出模塊一端連接有蒸汽發(fā)電模塊。其各個模塊的結(jié)構(gòu)具體闡述如下太陽光跟蹤模塊包括跟蹤支架1與跟蹤控制裝置2。太陽跟蹤控制裝置2安裝在跟蹤支架1之上。跟蹤支架1與跟蹤控制裝置2保證太陽光垂直入射，使單位面積獲得最大言旨量。請結(jié)合參閱圖2所示，光熱轉(zhuǎn)換模塊包括拋物面反射鏡3、玻璃套管9、在內(nèi)管12 外表面上涂敷有太陽光選擇吸收涂層11、套在玻璃套管9內(nèi)的內(nèi)管12，玻璃套管9設(shè)置在太陽光跟蹤模塊上，拋物面反射鏡3由由跟蹤支架1支撐，拋物面反射鏡3將太陽光20聚焦至太陽光選擇吸收涂層11，太陽光選擇吸收涂層11將太陽光20轉(zhuǎn)換為熱能。玻璃套管 9與內(nèi)管11之間形成真空層10，減少對外輻射損耗熱能。光熱轉(zhuǎn)換模為溫差電池18發(fā)電提供了高溫端，并為汽輪發(fā)電機6發(fā)電提供熱能。請結(jié)合參閱圖3所示，余熱導(dǎo)出模塊包括有同軸穿設(shè)在玻璃套管9內(nèi)的鋼管16，在鋼管16內(nèi)通有導(dǎo)熱油17，余熱導(dǎo)出模塊一方面為溫差電池14發(fā)電形成低溫端；另一方面導(dǎo)熱油17將熱能導(dǎo)走。導(dǎo)熱油17在蓄熱器5進行熱交換，加熱循環(huán)工質(zhì)，產(chǎn)生蒸汽；溫差發(fā)電模塊是溫差電池14。溫差電池14外表面通過第一絕緣導(dǎo)熱硅膠13與光熱轉(zhuǎn)換模塊的內(nèi)管12內(nèi)表面接觸，熱能傳導(dǎo)至溫差電池14外表面，形成高溫?zé)岫?。溫差電?4內(nèi)表面通過第二絕緣導(dǎo)熱硅膠15與余熱導(dǎo)出模塊的鋼管16外表面接觸，熱能被帶走，形成低溫冷端。溫差電池14內(nèi)外表面形成溫差，溫差電池將熱能轉(zhuǎn)換為電能，進行發(fā)電。溫差電池14為了更好和高溫端與低溫端接觸，減少熱能損耗，設(shè)計成環(huán)狀。玻璃套管9、太陽光選擇吸收涂層11、內(nèi)管12、第一絕緣導(dǎo)熱硅膠13、溫差電池14、 第二絕緣導(dǎo)熱硅膠15、鋼管16以同心圓形式排列組成。鋼管16兩端分別連接到蓄熱器5，蓄熱器5內(nèi)流經(jīng)有循環(huán)工質(zhì)，蓄熱器5另一端與所述蒸汽發(fā)電模塊連接，蒸汽發(fā)電模塊包括與蓄熱器5構(gòu)成連接回路的汽輪發(fā)電機6、凝汽器7、泵8。在溫差電池14溫差發(fā)電的同時，將剩余熱能傳導(dǎo)出，加熱循環(huán)工質(zhì)，產(chǎn)生蒸汽， 推動汽輪發(fā)電機6發(fā)電。所述的循環(huán)工質(zhì)可為氯乙烷(沸點12.4°C )、正戊烷(沸點36°C )、異戊烷(沸點)、環(huán)戊烷(沸點49°C )。作為優(yōu)選，循環(huán)工質(zhì)為正戊烷或環(huán)戊烷。還包括有蓄電池4，其兩端通過第一電線18和第二電線19分別與溫差發(fā)電模塊兩端連接。本系統(tǒng)將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，通過溫差電池14將熱能轉(zhuǎn)換為電能。同時將剩余熱能傳導(dǎo)出，加熱循環(huán)工質(zhì)，那么產(chǎn)生蒸汽，推動汽輪發(fā)電機6發(fā)電。從而提高了熱電轉(zhuǎn)換效率，大大提高了太陽能利用率。上列詳細說明是針對本實用新型可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本實用新型的專利范圍，凡未脫離本實用新型所為的等效實施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。
權(quán)利要求1.一種太陽能熱復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于包括用以保證太陽光垂直入射的太陽光跟蹤模塊，設(shè)置在太陽光跟蹤模塊上的光熱轉(zhuǎn)換模塊，設(shè)置在光熱轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)的溫差發(fā)電模塊，為溫差發(fā)電模塊形成低溫端、并將熱能導(dǎo)走的余熱導(dǎo)出模塊，在余熱導(dǎo)出模塊一端還連接有蒸汽發(fā)電模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能熱復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述光熱轉(zhuǎn)換模塊包括拋物面反射鏡(3)、玻璃套管(9)、套在玻璃套管(9)內(nèi)的內(nèi)管(12)，所述玻璃套管(9)設(shè)置在太陽光跟蹤模塊上，拋物面反射鏡C3)由太陽光跟蹤模塊支撐，玻璃套管(9)與內(nèi)管(12) 之間形成有真空層(10)，在內(nèi)管(1 外表面上涂敷有太陽光選擇吸收涂層(11)；余熱導(dǎo)出模塊包括有同軸穿設(shè)在玻璃套管(9)內(nèi)的鋼管(16)，在鋼管(16)內(nèi)通有導(dǎo)熱油(17)；所述溫差發(fā)電模塊為溫差電池(14)，其熱端與內(nèi)管(1 內(nèi)表面之間涂敷有第一絕緣導(dǎo)熱硅膠(1 ；溫差電池(14)冷端與鋼管(16)外表面之間涂敷有第二絕緣導(dǎo)熱硅膠 (15)；所述玻璃套管(9)、太陽光選擇吸收涂層(11)、內(nèi)管(12)、第一絕緣導(dǎo)熱硅膠(13)、溫差電池(14)、第二絕緣導(dǎo)熱硅膠(15)、鋼管(16)以同心圓形式排列組成。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽能熱復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述鋼管(16)兩端分別連接到蓄熱器(5)，蓄熱器(5)內(nèi)流經(jīng)有循環(huán)工質(zhì)，所述蓄熱器( 另一端與所述蒸汽發(fā)電模塊連接，蒸汽發(fā)電模塊包括與蓄熱器( 構(gòu)成連接回路的汽輪發(fā)電機(6)、凝汽器(7)、泵 ⑶。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽能熱復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述循環(huán)工質(zhì)為正戊烷或環(huán)戊烷。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽能熱復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于還包括有蓄電池，其兩端通過第一電線(18)和第二電線(19)分別與溫差發(fā)電模塊兩端連接。
專利摘要本實用新型提供一種太陽能熱復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)，由太陽光跟蹤模塊、光熱轉(zhuǎn)換模塊、溫差發(fā)電模塊、余熱導(dǎo)出模塊、蒸汽發(fā)電模塊組成。溫差發(fā)電模塊中，溫差電池為環(huán)狀。溫差電池?zé)岫伺c光熱轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)表面接觸，同時冷端與余熱導(dǎo)出模塊外表面接觸，從而產(chǎn)生溫差，溫差電池將熱能轉(zhuǎn)換為電能。余熱導(dǎo)出模塊，將剩余熱能用于加熱低沸點有機工質(zhì)。在蒸汽發(fā)電模塊中，導(dǎo)出的熱量加熱低沸點有機工質(zhì)，產(chǎn)生蒸汽，推動汽輪發(fā)電機發(fā)電，提高了熱電轉(zhuǎn)換效率。大大提高了太陽能利用率。
文檔編號F03G7/04GK202117869SQ20112021874
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者張明, 徐剛, 種村榮, 苗蕾 申請人:中國科學(xué)院廣州能源研究所