[实用新型]光热矢量发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光热发电和储能系统的结构设计和应用技术领域，特别是一种将发电能量储存起来有方向性的流向工作实现发电的光热矢量发电系统。

背景技术

随着人类对能源需求的逐渐增加，传统能源在储量、环境污染、能源效率以及成本等方面的约束日益突显。寻求能源替代，对新能源进行研究和利用已经成为全世界的共同主题，也是未来不可逆的能源发展趋势。目前寻找新能源的主要路径是将风能、太阳能逐渐纳入到电力系统中。太阳能发电在传统方式上主要有两种，一是利用光电池将太阳能转化为电能，俗称光伏发电，光伏电池的成本高，铺置面积大，电转换率低；二是利用聚光集热器将太阳能集聚起来，将来某种工质加热到几百度，通过热交换器产生高温高压的过热蒸汽，驱动汽轮机带动发电机发电，俗称为光热发电。传统的光热发电，按太阳能采集方式划分，太阳能热发电站主要有塔式、槽式和盘式三类。其中槽式太阳能热发电技术是目前世界最为成熟的，也是商业化运营规模最大，应用最为广泛的太阳能热发电技术。槽式太阳能热发电是通过槽式抛物面聚光镜将太阳光汇聚到焦线所在位置上，在焦线所在处安放管状吸热器，吸收聚焦后的太阳能。管状吸热器的内部流动介质(导热油)被加热后，流经热交换器加热水，产生水蒸气(蒸汽温度：390℃以上)，借助蒸汽汽轮机产生动力，推动发电机发电。采用太阳能光热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本。这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中，在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电。因此光热发电技术与太阳能光伏发电技术相比具有度电成本低，规模大，效率高。但是，这样的的太阳光热发电技术，仍然存在有占用地面面积庞大、高温高压工作，储能保温成本高，温度自然下降失效以及受天气限制的缺点。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种比传统的热电技术更有优势，从根本上解决了传统热电系统的占地面积大、高温高压、储热难度高的高效利用多种热源的光热矢量发电系统。

本实用新型所述的光热矢量发电系统的工作原理，主要是利用太阳集热器将太阳的热能量集中到负压高效蒸发器中对高比重的工作介质进行加热蒸发，使其汽化蒸发经管道上升至一定高度以上的高端冷凝器中冷凝成液态，并存储在高端储液器中，通过流量调压阀的调节，使高比重液态工作介质通过高压管道进入低端处的涡轮发电机中驱动涡轮工作从而推动发电机发出电力，接着介质再回到太阳集热中吸热蒸发，这样不断的进行周而复始的蒸发向上冷凝储能下降做工的循环发电工作。平时不发电时，关闭了流量调节阀，只要有阳光或热量，就将工作介质不断的蒸发上升至冷凝器中冷凝成大量液态工作介质储存在高端储液器中备用，当需要发电时打开流量调压阀即可开始稳定均匀地发电工作。

本实用新型所述的光热矢量发电系统，主要由蒸发换热器、冷凝换热器和回热换热器通过管道将发电循环系统、回热循环系统和热源系统并联在一起组成的一个总的发电系统。所述的蒸发换热器，热介质腔进出口与太阳能热源的管道相连，冷介质腔进出口与发电循环系统的管道相连；所述的冷凝换热器的热介质腔进出口与发电循环系统的管道相连，冷介质腔进出口与回热循环系统的管道相连；所述的回热换热器的热介质腔进出口与回热循环系统的管道相连，冷介质进出口与发电循环系统相连。所述的发电循环系统由蒸发换热器、冷凝换热器、自然冷凝器、高端储液器、流量调压阀、涡卷发电机、低端储液器、回热换热器通过管道串接组成一个独立的负压密闭循环系统，同时高端储液器和低端储液器之间有平衡管串接连通；所述的回热循环系统由回热换热器、平衡储液罐、冷凝换热器、循环泵通过管道连接组成一个独立密闭循环系统；所述的热源系统由太阳能热源通过管道与蒸发换热器连接组成。