[发明专利]一种太阳能光热温差发电装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能利用技术领域，尤其涉及的是一种太阳能光热温差发电装置和方法。

背景技术

由于近年来环境和能源问题日益严峻，迫切需要积极推进和提倡使用洁净的可再生能源。太阳能光热发电技术正在成为各国发展新能源的主角。与光伏发电相比，光热发电更有利于电网系统的稳定，且避免了光伏发电中昂贵的硅晶光电转换，节约了成本、避免了污染；其次是光热发电站白天采光热后除直接发电外，同时还将部分热量存储于巨型蓄热系统中，晚间可以利用蓄热发电。太阳能光热发电技术是将吸收的太阳辐射热能转换成电能的发电技术，包括两大类型：一类是利用太阳能热温差发电。太阳能热温差发电技术优点在于便捷、无机械转动装置、工作时无噪音、无污染，但温差器件采用的半导体块状热电材料，对应的转换效率只有7%~8%，且直接利用太阳辐射热能的运行温度在50°C～100°C左右，对于光能的利用率较低，受光照利用率和热电转化率的限制，温差发电器件在光热产业并未被大规模使用。因此太阳能热利用逐步转变到间接发电技术，即利用聚光镜聚集太阳能，经吸收器吸收后，转化成热能，产生高温蒸汽或气体进入汽轮发电机组或燃气轮机发电机组从而产生电能。太阳能聚光类发电技术，其运行温度在200°C～1000°C，对于光热的转换率高达85%以上，可大幅度的增加光能的利用，具有较高的实用价值，但目前仍处于实验室验证阶段，且制造成本高，对斯特林发动机的特殊要求等技术问题都限制了其大规模使用。由此可见，太阳能热温差发电技术使用简单，污染小，但是发电效率低；而太阳能热间接发电技术效率高，但是制造复杂，费用高。因此这两种太阳能热发电技术仍无法实现大规模的应用。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明提供一种太阳能光热温差发电装置和方法，旨在解决现有温差发电技术无法同时满足成本低、制造简单且可大规模应用的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种太阳能光热温差发电装置，其中，包括：用于将太阳光聚光的聚光装置、设置在聚光装置下的用于将光能转换为热能并对热介质加热的光热转换装置、用于存储热介质的存储器、用于流通热介质的热介质流通管道、用于流通冷却介质的冷却介质管道和用于发电的温差发电装置；

所述光热转换装置通过存储器连接热介质流通管道；所述热介质流通管道和冷却介质管道交替设置；所述温差发电装置设置在热介质流通管道和冷却介质管道之间。

所述的太阳能光热温差发电装置，其中，所述光热转换装置包括导热管；所述聚光装置用于将光能聚焦后，对光热转换装置中导热管内的热介质进行加热。

所述的太阳能光热温差发电装置，其中，所述导热管设置在聚光装置的焦点处，在导热管表面有光聚焦的部位设置有一吸光涂层，其余部位采用隔热材料包裹；

所述导热管具有一热介质输入口和一热介质输出口；

在所述导热管热介质输出口上设置有第一温度传感器和用于根据第一温度传感器的温度数据控制热介质输出口开闭的第一温控开关阀；所述第一温度传感器连接第一温控开关阀；

在所述导热管热介质输入口内设置有第一液位开关阀；所述热介质输入口还连接热介质流通管道；所述热介质输出口连接所述存储器。

所述的太阳能光热温差发电装置，其中，所述存储器还具有一介质出口和一介质入口；在所述存储器内设置有第二液位开关阀；所述介质出口和介质入口均连接热介质流通管道。

所述的太阳能光热温差发电装置，其中，所述热介质流通管道包括：

用于使热介质流通管道中的热介质流通的第一压力泵、用于检测热介质流通管道中热介质温度的第二温度传感器、用于根据第二温度传感器的温度数据控制热介质流通管道开闭的第二温控开关阀和用于将热介质流通管道中的热介质返回光热转换装置的温控循环泵；所述第一压力泵、第二温度传感器、第二温控开关阀和温控循环泵均设置在热介质流通管道上；所述第二温度传感器设置在热介质流通管道上并连接第二温控开关阀。

所述的太阳能光热温差发电装置，其中，在所述冷却介质管道上还设置有用于使冷却介质管道中的冷却介质流通的第二压力泵。

一种太阳能光热温差发电方法，其中，包括以下步骤：

A、聚光装置将太阳光聚光至光热转换装置，经光热转换装置将光能转换为热能，并对光热转换装置中热介质加热；

B、将加热后的热介质输出到存储器中；