[发明专利]耦合的化学-热太阳能发电系统及其方法

权利要求书

1.一种聚光太阳能发电系统，包括：

太阳能接收器，其被配置成接收聚集的太阳能通量；

传热流体，其与所述太阳能接收器热连通使得聚集的太阳能通量对一定量的所述传热流体进行加热；

热交换器，其与所述传热流体热连通，所述热交换器设置为用于所述传热流体与动力循环的工作流体之间的热交换；

传热流体管道，其设置为用于传热流体在所述太阳能接收器与所述热交换器之间的流动或传输；

化学储能材料，其与所述太阳能接收器连通使得聚集的太阳能通量使一定量的所述化学储能材料还原；

氧化器，其与所述化学储能材料连通，所述氧化器设置为用于氧化所述化学储能材料并且还用于在所述化学储能材料与所述动力循环的所述工作流体之间的热交换；以及

化学储能材料管道，其设置为用于化学储能材料在所述太阳能接收器与所述氧化器之间的流动或传输。

2.根据权利要求1所述的聚光太阳能发电系统，还包括与所述传热流体管道可操作地关联的热能存储系统。

3.根据权利要求2所述的聚光太阳能发电系统，还包括：

热的热能存储系统，其接收来自所述太阳能接收器的经加热的传热流体；以及

冷的热能存储系统，其接收来自所述热交换器的经冷却的传热流体。

4.根据权利要求1所述的聚光太阳能发电系统，还包括：

经还原的化学储能材料的存储系统，其与所述化学储能材料管道可操作地关联并且接收来自所述太阳能接收器的经还原的化学储能材料；以及

经氧化的化学储能材料的存储系统，其与所述化学储能材料管道可操作地关联并且接收来自所述氧化器的经氧化的化学储能材料。

5.根据权利要求1所述的聚光太阳能发电系统，其中所述传热流体包括水、固态盐、熔融盐、固态金属、熔融金属和油中的一种或更多种。

6.根据权利要求1所述的聚光太阳能发电系统，其中所述传热流体包括铝硅相变材料。

7.根据权利要求1所述的聚光太阳能发电系统，还包括：

支承所述太阳能接收器的塔；以及

定日镜场，其具有被定位成将太阳光聚焦在所述接收器上的定日镜。

8.根据权利要求1所述的聚光太阳能发电系统，其中所述动力循环包括：

开放式空气布雷顿上部动力循环；以及

蒸气兰金底部循环。

9.根据权利要求1所述的聚光太阳能发电系统，其中所述动力循环的所述工作流体包含氧化剂。

10.一种发电方法，包括：

提供配置成接收聚集的太阳能通量的太阳能接收器；

利用所述聚集的太阳能通量对与所述太阳能接收器热连通的传热流体进行加热；

使所述传热流体在传热流体管道中在所述太阳能接收器与热交换器之间流动或传输；

在所述热交换器内使经加热的传热流体与动力循环的工作流体之间进行热交换；

通过用聚集的太阳能通量辐照化学储能材料来还原与所述太阳能接收器连通的所述化学储能材料；

使经还原的化学储能材料在化学储能材料管道中在所述太阳能接收器与氧化器之间流动或传输；

使经还原的化学储能材料在氧化器中氧化，所述氧化器还用于所述化学储能材料与所述动力循环的所述工作流体之间的热交换；以及

利用所述动力循环的所述工作流体进行发电。

11.根据权利要求11所述的方法，还包括将传热流体存储在与所述传热流体管道可操作地关联的热能存储系统中。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：

将从所述太阳能接收器接收的经加热的传热流体存储在热的热能存储系统中；以及

将从所述热交换器接收的经冷却的传热流体存储在冷的热能存储系统中。

13.根据权利要求11所述的方法，还包括：

将从所述接收器接收的经还原的化学储能材料存储在经还原的化学储能材料的存储系统中；以及

将从所述氧化器接收的经氧化的化学储能材料存储在经氧化的化学储能材料的存储系统中。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述传热流体包括水、固态盐、熔融盐、固态金属、熔融金属和油中的一种或更多种。