[发明专利]太阳能集热装置

说明书

技术领域

本发明属于能源、电力技术领域，具体涉及一种用于太阳能电厂中的集热装置。

背景技术

随着全球的能源危机日益凸显，开发新能源成为全人类共同的需要。太阳能发电技术是实现大规模开发和利用太阳能的一种新途径，是解决全球能源危机的有效途径之一，而用于收集太阳能的集热装置是太阳能利用过程中非常重要的部件。其主要是利用液态吸热工质吸收太阳能的热量到一定温度后汽化，利用蒸汽的携带的热量发电，发电后蒸汽又变为液态，如此循环使用。

塔式太阳能发电站是太阳能发电站中的一种，应用非常广泛。在发电站地面上布置大量的定日镜形成定日镜场，在定日镜场中的适当位置处建立一座集热塔，集热塔顶端设置有集热装置。各定日镜均使太阳光聚集呈点状，集中射到集热装置上，当集热装置内吸热工质达到高温并通过管道传导地面上的蒸汽发生器，产生高温蒸汽，由蒸汽驱动发电机组发电。在这一过程中，集热装置的吸热效率对于塔式太阳能发电站的发电效率有很大影响。

现有技术中已经公开了多种形式的太阳能集热装置，例如US20100242949公开了一种应用于塔式太阳能电站的集热器结构，由于其采用整体大面积吸热臂，存在如下问题：(1)由于太阳能能量密度的不均匀，且吸热臂上的能量密度高点位置变化很快，容易造成局部过热，影响发电效率；(2)采用整体大面积吸热臂，制造、运输及安装困难，且成本较高；(3)采用整体大面积吸热臂，维修时整个集热设备需停止工作，影响发电效率。

另有文献CN 201852307U公开了一种太阳能真空管矩阵集热系统，包括用于工质流通的进水总管和出水总管；W个并联连接的太阳能真空管单元，所述每个太阳能真空管单元分别设置在所述进水总管和所述出水总管之间，包括N个串联连接的太阳能真空管组，工质输送泵，以及在每个太阳能真空管单元中，沿工质流动方向，在所述第N个太阳能真空管管组的出水主管上连接设置有温度传感器，在所述载热工质驱动泵上设置有与所述温度传感器相连接的驱动泵转速调节器，所述驱动泵转速调节器接收所述温度传感器发来的数据信号，并将所述数据信号转换为数据信息，所述驱动泵转速调节器根据上述数据信息控制所述载热工质驱动泵进行转速调节。所述每个太阳能真空管组内设置有M个内部U形金属管并联连接的太阳能真空管，并通过进水主管与出水主管与相邻的太阳能真空管组相连接。采用上述技术方案所述的太阳能真空管矩阵集热系统可廉价高效的获取热能，适用于工业生产，城市供热，热力发电等领域。但是其存在以下问题：

上述技术方案中，每一太阳能真空管单元由N个串联的太阳能真空管组成，在沿工质流动方向的第N个太阳能真空管管组的出水主管上设置有温度传感器测量出水主管处的温度值后传输给驱动泵转速调节器，所述驱动泵转速调节器接收所述温度传感器发来的数据信号，并将所述数据信号转换为数据信息，所述驱动泵转速调节器根据上述数据信息控制所述载热工质驱动泵进行转速调节。明显地，在驱动泵调节器输出转速控制信号时，在出水主管处的工质温度极有可能已经不是驱动泵调节器接收到的出水主管处的温度值了，因此驱动泵调节器驱动泵的转速也极有可能不符合当前状态下的出水主管处的温度值对应的需求了，整个控制过程相当于利用温度传感器发送的信号作为反馈调节的信号，存在一定程度上的滞后，如果采用上述技术方案用在热力发电中，会由于滞后的存在导致热能的损失，影响发电效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为：现有技术中的太阳能集热设备中，由于照射在集热设备上的光强度频繁剧烈变化而引起集热装置受热不均匀及由于单纯依靠设置于工质流出口的温度传感器测得的温度值作为控制驱动泵转速的依据，存在控制信号滞后热能损失从而引起发电效率降低。

为解决上述技术问题，本发明提供一种太阳能集热装置，包括：至少一个集热模块11，设置于进口主管和出口主管之间，每个所述集热模块11包括具有进口和出口的中空容器，多个所述中空容器间设有适于吸热工质流动的管路，所述中空容器与所述进口主管和/或出口主管之间设置有流量控制器；

至少一个驱动泵，用于驱动吸热工质流入所述中空容器；

还包括控制系统，控制所述流量控制器以改变流入所述中空容器的吸热工质的流量和/或流速；

每个所述集热模块11还包括至少一个温度传感器4和/或光强传感器3，用于测量所述中空容器的温度和/或受照光强值，所述温度传感器4和/或光强传感器3与所述控制系统之间通讯连接；