[发明专利]一种高效率的槽式太阳能光热发电CSP系统

说明书

技术领域

本发明属于太阳能热利用领域，本发明涉及一种太阳能光热发电系统，具体涉及一种高效率的槽式太阳能光热发电CSP系统。

背景技术

现有技术的槽式太阳能光热发电CSP系统是利用抛物槽反射器将太阳光聚焦到接收器上，并将接收器内部的传热工质(通常使用导热油)加热水以产生蒸汽，推动常规汽轮机发电。抛物槽式发电技术最早应用在墨西哥，1976年，有关研究者制作了一个6米，开口宽2米的抛物槽聚光器，聚光加热接收管内的工质，驱动活塞式发动机(功率125W)工作，太阳能转化率为2％，之后又建立了一套(面积560m²)以油为介质的抛物槽太阳能集热系统，太阳能转化率为7％。现时槽式系统的技术已经成熟，正处于商业拓展阶段，基本上没有技术和经济风险。美国加州有9个SEGS采用槽式CSP系统，已运行15年，目前运行状况良好，最大输出功率354MW，采用混合动力：75％太阳能，25％天然气。其蒸汽最高温度375℃，太阳能日效率20％，年效率15％，槽式系统是目前均化成本LEC最低的CSP系统，是美国能源部近年推荐的优选项目。在西班牙、印度、埃及、希腊、墨西哥、摩洛哥、南非等国家都有不少槽式CSP系统的示范工程。现有技术的槽式太阳能光热发电CSP系统是由集热场系统，热传输、储能、交换系统，以及常规发电机系统三大部分组成。在集热场系统中通常以导热油为工质，太阳光将其加热到400℃左右，经热传输管传送到热储能和热交换器中，再将热交换器中的水加热成300℃左右的水蒸汽，水蒸汽推动蒸汽轮旋转带动发电机发电。在现有技术的槽式太阳能光热发电CSP系统中，其400℃的工质导热油在热交换器加热水产生水蒸汽的同时，热能的损耗非常大(有大量的水蒸汽从调压阀中排出)，还有，长长的蒸汽管道也造成大量的热能损耗，所以，现有技术的槽式太阳能光热发电CSP系统日效率只有20％，年效率只有15％。

发明内容

本发明的目的，在于克服现有技术的不足，提供一种结构科学、构造合理，没有蒸汽管道，也没有常规发电机系统，取而代之的是在热交换器上设置了众多台高效率且大功率的斯特林式发电机组，实施高效率运行的槽式太阳能光热发电CSP系统。

为了实现上述目的，本发明提供的“一种高效率的槽式太阳能光热发电CSP系统是由集热场系统和斯特林式发电机系统这二大部分组成的；其中，集热场系统是由集热管和槽式抛物面反光镜及交承起槽式抛物反光镜的太阳跟踪传动装置组成；斯特林式发电机系统是由热传输管、高温储热罐、热交换器、斯特林式发动机、发电机、低温储热罐、导热液泵共同组成的；集热场系统与斯特林式发电机系统是通过热传输管循环连通的；整体系统内的工质是导热液，导热液可用苯醚混合液、加压水混合液、导热油等液体；导热液做功时的温度为400℃。

与现有技术的槽式太阳能光热发电CSP系统不同，本发明一种高效率的槽式太阳能光热发电CSP系统，没有设置蒸汽管道，也没有设置常规发电机系统，取而代之的是在热交换器上设置了众多台高效率且大功率的斯特林式发电机组，减少了大量的热能损失，提高了整体系统的效率，应用本发明后使系统的日效率提高到38％，年效率提高到33％，增加了产能，相对降低了运行中的成本。它是这样运行的，太阳跟踪传动装置自行跟踪太阳方向，同步带动槽式抛物面反光镜时刻都处于最佳的反射角度，聚焦的阳光使集热管内的导热液温度快速上升，当温度升至400℃时，启动导热液A泵推动400℃的工质导热液流出集热管，经热传输管流入高温储热罐内，达到一定的储量后，再经热传输管流入热交换器内，加热了众多台斯特林式发动机使它们运转且带动发电机发电，经热交换降温后的导热液流出热交换器，在导热液B泵的推动下经热传输管流进低温储热罐中，之后，再由导热液A泵将其泵回原点(集热管内)，就是这样周而复始地循环运作的。本发明一种高效率的槽式太阳能光热发电CSP系统可应用于MW级的大型太阳能发电场，将它与现有技术的槽式太阳能光热发电系统作比较，本发明的效率远高于现有技术，将它与现有技术的光伏发电PV系统作比较，更加突出本发明效率高的优点，而且，本发明的系统在夜间也能发电，光伏发电PV系统更是望尘莫及。

附图说明

图1是本发明“一种高效率的槽式太阳能光热发电CSP系统”的一个具体实施方式的示意图；

图1中，1-集热管、12-热传输管、13-槽式抛物面反光镜、14-太阳跟踪传动装置、2-斯特林式发动机、21-发电机、22-热交换器、23-高温储热罐、24-低温储热罐、25-导热液A泵、26-导热液B泵。

具体实施方式