[发明专利]一种固液相变储热式发电测试装置及其工作方法

说明书

本发明涉及一种固液相变储热式发电测试装置及其工作方法，属于海洋温差能发电技术领域，包括蓄能器、固液相变换热器、水池、油囊、电磁换向阀、液压马达、发电机和采集卡，该发电测试装置可以通过相变材料，利用外部水温的变化，采集环境中的热能来完成由温差能到液压能的转换，液压能驱动液压马达旋转，带动发电机转动，实现液压能向电能的转换，发电机产生的电能储存在电池当中，完成能量的转换及存储。本发明通过改变外部水温达到模拟海水温度随深度的变化，解决了海洋温差能发电测试技术的问题。

技术领域

本发明涉及一种固液相变储热式发电测试装置及其工作方法，属于海洋温差能发电技术领域。

背景技术

海洋温差能是指以表、深层海水的温度差的形式所储存的海洋热能，其能量主要来源是蕴藏在海洋里的太阳辐射能。温差能发电是指利用海水的温差进行发电。海洋不同水层之间的温差很大，以我国南海的情况，表层水温大概在25℃左右，随着海水深度的增加，海水温度逐渐减低，在500米水深处，海水温度大概在10℃左右。

目前，温差能发电技术主要有两种形式，一种是利用表层海水加热某些低沸点工质使之气化，以驱动汽轮机发电,同时利用深层冷海水将做功后的气体冷凝重新变为液体，形成系统循环；另一种是固液相变储热发电，利用表、深层海水的温度差，利用液体在凝固时体积缩小，固体在熔化时体积膨胀所产生的压力，进行能量的存储，将海水中的热能转化为液压能，再通过发电机由液压能转化为电能。固液相变储热式发电装置，因其体积小、结构简单，可以广泛应用在海洋探测仪器上，如浮标、滑翔机等。

固液相变是发电效率主要取决于相变工质(PCM)的体积变化率、液压马达的效率以及发电机的效率。测定发电功率需要有相应的测试装置。

发明内容

为了弥补现有技术存在的不足，本发明提出一种固液相变储热式发电测试装置及其工作方法，该发电测试装置可以通过相变材料(PCM)，利用外部水温的变化，采集环境中的热能来完成由温差能到液压能的转换，液压能驱动液压马达旋转，带动发电机转动，实现液压能向电能的转换，发电机产生的电能储存在电池当中，完成能量的转换及存储。本发明通过改变外部水温达到模拟海水温度随深度的变化，解决了海洋温差能发电测试技术的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种固液相变储热式发电测试装置，包括蓄能器、固液相变换热器、水池、油囊、电磁换向阀、液压马达、发电机和采集卡；

所述蓄能器、固液相变换热器、油囊和液压马达均与一阀块连接，所述阀块上设有多个进出油口，进出油口包括A1口、A2口、B1口、B2口和P口，所述蓄能器经一球阀a、四通管接头a与阀块的A1口连接，所述四通管接头a与阀块的A1口之间设置有流量计a，所述阀块的A1口通过单向阀a连接阀块的P口，阀块的P与固液相变换热器的出油口连接，所述单向阀a和阀块的A1口之间连接有压力传感器a；

所述油囊通过一四通管接头b与阀块的B1口连接，所述阀块的B1口通过单向阀b连接阀块的P口，所述固液相变换热器用于放置于水池中，所述水池放置在地面上，水池中盛有水，水池的外侧设有两个进出水口，分别与恒温水槽连接，实现恒温水循环；

所述四通管接头a还与阀块的A2口连接，所述阀块的A2口与电磁换向阀的进油口连接，电磁换向阀的出油口与阀块的B2口连接，所述阀块的B2口经流量计b连接液压马达的进油口，所述液压马达的输出轴通过联轴器与发电机连接，所述电磁换向阀的出油口和阀块B2口之间连接有压力传感器b，所述液压马达的出油口经一球阀b、四通管接头b与油囊连接，所述液压马达的出油口与球阀b之间连接有压力传感器c；

所述发电机的两个端点间接入一采样电阻，所述采样电阻并联有一电压传感器，用于采集采样电阻两端的电压值，电压传感器是一种输入为电压信号输出为电流信号的传感器，可采集采样电阻两端的电压值，并转换为模拟信号传输只采集卡。