[发明专利]液氮冷却塔式太阳能温差发电站

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能发电的技术领域，特别是涉及塔式太阳能温差发电站(参见专利申请号201410771206.4)、储能型塔式太阳能温差发电站(参见专利申请号201510030003.4)。还涉及一种程控开关式温差发动机(参见专利申请号201410058639.5)、一种多缸式温差发动机(参见专利申请号201410712134.6)、一种转子式温差发动机(参见专利申请号201410679583.5)、一种采用正时系统控制的温差发动机(参见专利申请号201410740508.5)。

背景技术

最近，一种名为塔式太阳能温差发电站(参见专利申请号201410771206.4)的技术方案被提出。这种太阳能温差发电装置以温差发动机为核心，通过聚光方式产生高温，并利用聚光焦点处的高温和常温空气之间的温差产生动力，进而带动发电机产生电力输出。这一类太阳能发电装置具有生产成本低、不需要水冷却、对环境要求低等优点，有望大幅度降低太阳能发电成本，使太阳能发电的成本降低到与传统发电方式接近的水平，有利于太阳能发电技术的推广普及。但这种太阳能发电方式以空气进行冷却，热交换效率较低；同时空气的温度还是比较高，与聚光产生的高温之间的温差还不够大，根据卡诺循环效率定律，对聚光产生高温热能的利用效率也不够高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种液氮冷却塔式太阳能温差发电站的技术方案，通过在塔式太阳能温差发电站(参见专利申请号201410771206.4)的技术方案的基础上增加液氮冷却装置，使其能够对温差发动机进行非常高效的冷却，提高太阳能温差发电的效率。

本发明的技术方案是：一种液氮冷却塔式太阳能温差发电站，包括塔架、反射镜场、吸热器、发电机、温差发动机、液氮储存罐。

所述的程控开关式温差发动机的冷却器封闭在一个密封的箱体内，箱体至少有一个入口供液氮进入，至少有一个出口供氮气排出。

液氮作为冷却工质，从液氮储存罐流出，以液态方式进入温差发动机的冷却器所在的密封箱体，对温差发动机的冷却器进行冷却，并气化为气体，从出口排入大气。

在液氮储存罐和冷却器所在的密封箱体之间，装置有节流阀，用于调节液氮的流量，节流阀受温差发动机的ECU控制。

温差发动机的ECU通过对液氮流量的调节，实现对输出功率的调节。

所述的温差发动机，可以是活塞式温差发动机，也可以是转子式温差发动机。

所述的温差发动机，可以是采用电磁阀控制的程控开关式温差发动机，也可以是采用气门正时系统控制的温差发动机。

所述的温差发动机利用聚光产生的高温和液氮的低温之间的温差产生动力输出，进而带动发电机产生电力输出。

本发明的有益效果

本发明提出的液氮冷却塔式太阳能温差发电站，可大幅提高塔式太阳能温差发电站的太阳能利用效率。根据卡诺效率定律，热机的最高效率等于热端和冷端之间的绝对温差和热端的绝对温度之比，本发明通过液氮冷却提高了温差发动机热端和冷端之间的绝对温差，因而提高了太阳能的利用率。虽然液氮生产也要消耗能量，但液氮可在用电低谷时进行，相当于对电力进行了储存，因此不会额外增加二氧化碳和污染物的排放。液氮是空气的主要成分，不会产生任何污染，而且液氮往往是生产其它气体产生的副产品，价格也非常低廉，近乎废物利用。本发明可大幅提高塔式太阳能温差发电站的发电效率，在单位面积内取得更多的发电量，尤其适合空间狭窄的场合，比如在城市、海岛等环境中使用。塔式发电站的发电成本和发电质量，都可以与煤电媲美，长远来看有很大的机会取代煤电，为经济发展提供清洁廉价的电力，减少煤电的份额，对节能减排、保护环境将作出贡献，为绿色工业文明的发展提供坚实的基础。

附图说明

图1为该液氮冷却塔式太阳能温差发电站的系统结构示意图；

图中1.反射镜场、2.塔架、3.温差发动机缸体、4、吸热器、5.温差发动机的的加热器、6.温差发动机的的冷却器、7.发电机、8.节流阀、9、液氮储存罐、10、配电站、11、电网。

实施方式

实施例一：参见图1，一种液氮冷却塔式太阳能温差发电站，包括塔架、反射镜场、吸热器、发电机、温差发动机、液氮储存罐。

所述的程控开关式温差发动机的冷却器封闭在一个密封的箱体内，箱体至少有一个入口供液氮进入，至少有一个出口供氮气排出。