[发明专利]太阳能中低温发电系统及发电方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光热中低温发电领域，具体涉及太阳能中低温发电系统及发电方法。

背景技术

太阳能是当今可再生能源中发展速度居第二位的能源，也是各国竞相发展的重点。太阳能的光热利用特别是太阳能热水系统的利用，由于成本低、使用方便、安全可靠，而率先得到了发展。近年来，太阳电池价格的不断下降和光伏系统技术的发展,世界光伏市场发展迅速，最近十年的光伏产业的平均增长率为22％，最近五年的平均增长率为35％，尤其是2001年和2002年以后年增长超过40％以上，是能源技术领域发展速度最快的行业，甚至超越IT行业的发展速度。其中，太阳能独立发电系统已成为光伏技术重要的应用领域之一；

经济波动问题，由于光伏行业飞速发展国内光伏产品生产企业大幅度扩大生产能力，不少投资企业转型光伏行业，导致我国的光伏行业产能严重过剩，最终在国外开展针对我国光伏的反倾销调查，导致国内诸多光伏企业纷纷破产，进而带动传统光热领域企业面临生存危机，因此多地政府不得不出面干预和拯救光伏行业，导致经济的动荡和政府资源不平等分配以及因此导致的其他行业的投资和支持力度减少；

对传统光热产业破坏，由于城市建筑空间的有限，一般家庭在安装光伏系统后就没有可以安装光热系统的空间，导致人们日常洗漱都要靠电能或者燃气进行二次转换，大大降低能源利用效率并且排挤了光热产品的生存空间。

发明内容

为解决背景技术中所述技术问题，本发明采用以下技术方案：太阳能中低温发电系统，它包括有中低温收集器，所述的中低温收集器上设有储热装置，所述的储热装置上安装有冷凝器与有机工质汽轮机，所述的冷凝器上通过设有水泵与储热装置连接。

优选地，所述的储热装置采用双层超导热管，所述的储热装置包括有蒸发区和浓缩区，在蒸发区吸收迅速热量将介质变成蒸汽，在浓缩区实现热交换后在超导热管外层实现液体回流。

优选地，所述的有机工质汽轮机选取临界温度低的有机工质，所述的有机工质选用有机物工质丙烷，摩尔质量44.10g/mol、临界温度96.67℃、临界压力42.50bar。

优选地，太阳能中低温发电系统的发电方法为：

1)通过中低温收集器收集热能，将热能储存在储热装置内，本系统具有高度适应性可以对接废气余热收集器、光热集热器，主要选取太阳能热水系统的储水箱作为热源；

2)由储热装置提供热源，经过超导热管热能传输给有机工质推动汽轮机，带动发电机进行发电；

3)有机工质经过冷凝器将蒸汽转化成液体多余的能量传输给储热器后，通过水泵运转后再次进入储热装置的热交换器中进行下一轮循环。

本发明的有益效果如下：热交换器利用了超导热技术，超导热管，采用双层管设计，在蒸发区吸收迅速热量将介质变成蒸汽，在浓缩区实现热交换后在超导热管外层实现液体回流，双层设计实现不冲突，不逆流，导热效率高；

推动汽轮机采用有机工质，由于本系统设计原理是不仅使用大型太阳能发电电厂同时也为能在广大家庭中得到推广，只能采用中低温方式，选取其他的临界温度较低的有机工质；

低损耗储热技术，由于本系统储热量大，发电实现全天候不间断，因此对储热装置要求比较严格，目前本技术采用传统太阳能热水器锁热墙技术。高效集热技术，本系统采用传统真空管太阳能热水器全效微波集热技术，实现光热高效吸收，进而提高系统整体效率。

具体实施方式

实施例一

太阳能中低温发电系统，它包括有中低温收集器，所述的中低温收集器上设有储热装置，所述的储热装置上安装有冷凝器与有机工质汽轮机，所述的冷凝器上通过设有水泵与储热装置连接。

优选地，所述的储热装置采用双层超导热管，所述的储热装置包括有蒸发区和浓缩区，在蒸发区吸收迅速热量将介质变成蒸汽，在浓缩区实现热交换后在超导热管外层实现液体回流。

优选地，所述的有机工质汽轮机选取临界温度低的有机工质，所述的有机工质选用有机物工质丙烷，摩尔质量44.10g/mol、临界温度96.67℃、临界压力42.50bar。

优选地，太阳能中低温发电系统的发电方法为：

1)通过中低温收集器收集热能，将热能储存在储热装置内，本系统具有高度适应性可以对接废气余热收集器、光热集热器，主要选取太阳能热水系统的储水箱作为热源；

2)由储热装置提供热源，经过超导热管热能传输给有机工质推动汽轮机，带动发电机进行发电；

3)有机工质经过冷凝器将蒸汽转化成液体多余的能量传输给储热器后，通过水泵运转后再次进入储热装置的热交换器中进行下一轮循环。