[发明专利]基于布雷顿循环的碟式太阳能与沼气互补发电系统及其控制方法

权利要求书

1.一种基于布雷顿循环的碟式太阳能与沼气互补发电系统，其特征在于：包括碟式太阳能吸收系统，布雷顿循环发电系统，沼气生产系统，监控系统；

所述碟式太阳能吸收系统包括抛物面聚光镜(3)，抛物面聚光镜(3)由镜面框架(4)支撑，接收器支架(5)将太阳能接收器(6)固定在抛物面聚光镜(3)之上，跟踪转动装置(2)将镜面框架(4)支撑固定在机座支柱(1)上；

所述布雷顿循环发电系统包括压气机(10)、回热器(8)、太阳能接收器(6)、燃烧室(7)、燃气透平(9)、发电机(11)，上述部件依次连通，进气管(12)与压气机(10)相连，排气管(13)与回热器(8)相连；

所述沼气生产系统包括进料管(14)、沼气发酵池(17)、气液分离器(18)、沼气储存罐(19)，上述部件依次连通，余热回收器(15)将回热器(8)排出的废气中热量储存起来，沼气发酵池(17)与余热回收器(15)之间通过热管(16)连接，沼气储存罐(19)通过沼气管道与燃烧室(7)连接；

所述的监控系统包括设置在太阳能接收器(6)、燃烧室(7)、燃气透平(9)之间的第一电磁三通阀(20)，设置在回热器(8)、排气管(13)、余热回收器(15)之间的第二电磁三通阀(21)，设置在进料管(14)与沼气发酵池(17)之间的电磁控制阀(22)，设置在沼气储存罐(18)与燃烧室(7)之间的电磁调节阀(23)，设置在沼气发酵池(17)中的温度传感器(24)，设置在沼气储存罐(19)中的压力传感器(25)，放置在光源处的光敏传感器(26)，上述监控系统部件均与控制器(27)通信连接；

根据光敏传感器(26)检测到的太阳辐射强度，控制器(27)控制跟踪转动装置(2)调整抛物面聚光镜(3)的高度角和方位角，使抛物面聚光镜(3)对准太阳；

光敏传感器(26)检测到的太阳辐射强度大于或等于预设值时，控制器(27)控制第一电磁三通阀(20)使太阳能接收器(6)与燃气透平(9)连通；否则控制器(27)控制第一电磁三通阀(20)使太阳能接收器(6)与燃烧室(7)连通，且控制器(27)根据光敏传感器(26)检测到的太阳辐射强度，通过电磁调节阀(23)控制从沼气储存罐(19)进入燃烧室(7)的沼气流量；

温度传感器(24)检测到的沼气发酵池(17)温度大于或等于预设值时，控制器(27)控制第二电磁三通阀(21)使回热器(8)与排气管(13)连通，否则控制器(27)控制第二电磁三通阀(21)使回热器(8)与余热回收器(15)连通；

压力传感器(25)检测到的沼气储存罐(19)压力大于或等于预设值时，控制器(27)控制电磁控制阀(22)断开进料管(14)与沼气发酵池(17)的连接，否则控制器(27)控制电磁控制阀(22)使进料管(14)与沼气发酵池(17)连通。

2.根据权利要求1所述的基于布雷顿循环的碟式太阳能与沼气互补发电系统，其特征在于：控制器(27)为SIMATIC S7-1500PLC控制器，通过PC机编程实现整个系统的自动化控制。

3.根据权利要求1-2任一项所述的基于布雷顿循环的碟式太阳能与沼气互补发电系统，其特征在于：该发电系统应用在分布式能源系统中，或应用在独立发电系统中。

4.根据权利要求3所述的基于布雷顿循环的碟式太阳能与沼气互补发电系统，其特征在于：沼气生产系统还连接用户生活燃气设备。

5.权利要求1-4任一项所述的基于布雷顿循环的碟式太阳能与沼气互补发电系统的控制方法，所述方法包括：

根据光敏传感器(26)检测到的太阳辐射强度，控制器(27)控制跟踪转动装置(2)调整抛物面聚光镜(3)的高度角和方位角，使抛物面聚光镜(3)对准太阳；

光敏传感器(26)检测到的太阳辐射强度大于或等于预设值时，控制器(27)控制第一电磁三通阀(20)使太阳能接收器(6)与燃气透平(9)连通；否则控制器(27)控制第一电磁三通阀(20)使太阳能接收器(6)与燃烧室(7)连通，且控制器(27)根据光敏传感器(26)检测到的太阳辐射强度，通过电磁调节阀(23)控制从沼气储存罐(19)进入燃烧室(7)的沼气流量；

温度传感器(24)检测到的沼气发酵池(17)温度大于或等于预设值时，控制器(27)控制第二电磁三通阀(21)使回热器(8)与排气管(13)连通，否则控制器(27)控制第二电磁三通阀(21)使回热器(8)与余热回收器(15)连通；

压力传感器(25)检测到的沼气储存罐(19)压力大于或等于预设值时，控制器(27)控制电磁控制阀(22)断开进料管(14)与沼气发酵池(17)的连接，否则控制器(27)控制电磁控制阀(22)使进料管(14)与沼气发酵池(17)连通。