[实用新型]塔式特斯拉涡轮太阳能发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，具体为一种塔式特斯拉涡轮太阳能发电装置，应用于将低品质热能向高品质电能的转化。

背景技术

在众多新型清洁能源中太阳能因具有取之不竭、无污染、低成本的特点而越来越受到人们的重视，美国、日本、德国、以色列等国都在积极研究和开发各种利用太阳能的方法和装置。太阳能发电主要分为两类：太阳能光伏发电及太阳能热发电，其中太阳能热发电又可细分为：塔式太阳能热发电、槽式太阳能热发电、碟式太阳能热发电、太阳能热气流发电和太阳能池热发电。太阳能光伏发电是采用太阳能电池经串并联方式获取高电压和大电流给蓄电池充电来存储电能，或直接经逆变器将直流电转换为生活所需交流电。太阳能光伏发电虽然从制造应用技术方面来看已趋于成熟，但其光电转换效率较低，仅为10%左右，且因太阳能电池结构复杂导致制造成本较高，为传统发电装置的数倍以上。太阳能热发电主要是利用大量反射镜以聚焦的方式将太阳能直射光聚集起来，加热工质，产生高温高压的蒸汽，蒸汽在汽轮机内膨胀做功，推动汽轮机高速旋转，并带动发电机发电。太阳能热发电系统都采用蒸汽轮机作为热能向机械能的转换部件，但蒸汽轮机结构复杂，叶型较难设计，加工生产成本很高，且汽轮机能量转换效率低，仅为30%左右，高温高压蒸汽经汽轮机膨胀后仍具有较高的温度和速度，大部分能量未得到充分利用，在一定程度上限制了太阳能的光电转换效率。

因上述太阳能发电系统都存在光电转换效率低，结构复杂，加工生产成本高的缺点，为此本实用新型专利提出了一种新型低成本太阳能发电系统。

发明内容

要解决的技术问题

为了解决现有太阳能发电技术装置结构复杂，建设、加工成本较高，光电转换效率较低等问题，本实用新型提出一种塔式特斯拉涡轮太阳能发电装置，利用无叶特斯拉涡轮替代传统太阳能热发电系统中的蒸汽轮机作为热能的转换部件，可使太阳能发电技术装置结构简化，建设、加工成本大幅下降，光电转换效率大幅提高。

技术方案

本实用新型的技术方案为：

所述一种塔式特斯拉涡轮太阳能发电装置，其特征在于：包括太阳能接收组件、传热工质循环组件、低沸点发电工质循环组件、冷却工质循环组件和特斯拉涡轮发电组件；所述太阳能接收组件包括定日镜和太阳能接收器；所述传热工质循环组件包括传热工质泵、传热工质存储箱、传热工质控制装置、储热器和流量调节装置；所述低沸点发电工质循环组件包括低沸点发电工质蒸发器、稳压箱、高压压力调节装置、背压箱、压力调节装置、冷交换器、低沸点发电工质储存箱和增压液泵；冷却工质循环组件包括冷却工质储存箱和冷却工质控制装置；特斯拉涡轮发电组件包括特斯拉涡轮和发电机；

所述传热工质循环组件中，传热工质存储箱通过传热工质控制装置接太阳能接收器，太阳能接收器输出传热工质到储热器，储热器通过流量调节装置接低沸点发电工质蒸发器，低沸点发电工质蒸发器输出传热工质经传热工质泵后回到传热工质存储箱；

所述低沸点发电工质循环组件中，低沸点发电工质储存箱通过增压液泵将低沸点发电工质输入低沸点发电工质蒸发器，低沸点发电工质蒸发器将气化的低沸点发电工质依次通过稳压箱和高压压力调节装置后，输入特斯拉涡轮，从特斯拉涡轮输出的低沸点发电工质经过背压箱和压力调节装置后进入冷交换器，低沸点发电工质在冷交换器中与冷却工质热交换后，回到低沸点发电工质储存箱中。

所述一种塔式特斯拉涡轮太阳能发电装置，其特征在于：由一组圆形薄叶盘和涡轮壳构成，相邻圆形薄叶盘之间存在间隙，涡轮壳包裹圆形薄叶盘，工作介质从涡轮壳切向进入涡轮，与工作叶盘进行动量交换之后从叶盘中心排出。

所述一种塔式特斯拉涡轮太阳能发电装置，其特征在于：所述太阳能接收器由若干竖直排列的管子组成，这些管子呈环形布置，形成一个圆筒体，相邻管子端部依次连通，传热工质从所有竖直管子内部流过。

所述一种塔式特斯拉涡轮太阳能发电装置，其特征在于：传热工质采用亚硝酸盐。

所述一种塔式特斯拉涡轮太阳能发电装置，其特征在于：储热器为内外双层，内外双层中间抽为真空，内层内表面镀银，外层外表面加裹保温材料。

所述一种塔式特斯拉涡轮太阳能发电装置，其特征在于：低沸点发电工质采用水或氨或二氧化碳。

所述一种塔式特斯拉涡轮太阳能发电装置，其特征在于：冷却工质采用水。

有益效果