[发明专利]一种太阳能光热/光伏综合能源梯级利用系统

权利要求书

1.一种太阳能光热/光伏综合能源梯级利用系统，包括光伏电池阵列(1)、定日镜场(2)、吸热器(3)、高温储热系统(4)、低温储热系统(15)、一级换热系统(5)、二级换热系统(7)、三级换热系统(11)、四级换热系统(13)、热化学系统(6)、发电单元、电解水制氢系统(16)、一级余热利用系统(12)和二级余热利用系统(14)；所述的太阳能光热通过定日镜场和吸热器将太阳能转换为热能，并将此热能通过换热系统以换热介质热能的形式在循环过程中用于不同温度下的梯级利用；

所述的光伏电池阵列(1)用于将太阳能直接转换为电能；所述的定日镜场(2)用于将太阳辐射能反射汇聚至吸热器，定日镜场(2)的聚光比至少在1000以上；所述的吸热器(3)用于吸收定日镜场(2)反射的太阳辐射热能，结构为腔式或外置式，以固体颗粒为吸热/传热介质；所述的高温储热系统(4)以固体颗粒为储热介质，通过管道与所述吸热器(3)连接，用于存储吸热器(3)所获得的热能；所述的换热单元分别与高温储热系统(4)和低温储热系统(15)通过管道连接，同时通过传热介质通道经过一级换热系统(5)、二级换热系统(7)、三级换热系统(11)、四级换热系统(13)释放热量进行逐级放热；所述的热化学系统(6)经过传热介质通道与所述一级换热系统(5)连接并获得热化学反应所需热量制取氢气和氧气；所述的发电单元包括动力循环设备(8)、冷凝器(9)和发电机(10)；所述的一级余热利用系统(12)和二级余热利用系统(14)经过传热介质通道分别与所述三级换热系统(11)和四级换热系统(13)连接，通过循环传热介质逐级释放热量；所述的低温储热系统(15)以固体颗粒为储热介质，通过管道与所述吸热器(3)连接，用于存储经四级换热系统(13)放热后的低温储热介质；所述的电解水制氢系统(16)与所述光伏电池阵列(1)连接对水蒸气进行电解制氢反应生成氢气。

2.根据权利要求1所述的太阳能光热/光伏综合能源梯级利用系统，其特征在于：所述吸热器(3)中的吸热/传热介质为碳化硅颗粒；所述高温储热系统(4)和低温储热系统(15)中的储热介质为碳化硅颗粒。

3.根据权利要求1所述的太阳能光热/光伏综合能源梯级利用系统，其特征在于：所述的太阳能光热包括定日镜场(2)、吸热器(3)、高温储热系统(4)、低温储热系统(15)、一级换热系统(5)、二级换热系统(7)、三级换热系统(11)和四级换热系统(13)；定日镜场(2)将太阳辐射能反射汇聚至吸热器(3)，通过管道将高温传热介质输送至高温储热系统(4)，经管道与换热单元连接，管道中的传热介质经一级换热系统(5)、二级换热系统(7)、三级换热系统(11)和四级换热系统(13)后输送至低温储热系统(15)，再经管道流通至吸热器(3)。

4.根据权利要求1所述的太阳能光热/光伏综合能源梯级利用系统，其特征在于：所述一级换热系统(5)与高温储热系统(4)通过管道连接，所述高温储热系统(4)中的传热介质经过一级换热系统(5)换热后流通至二级换热系统(7)；所述一级换热系统(5)与热化学系统(6)通过管道连接，一级换热系统(5)经换热获得的热量通过传热介质通道传输至热化学系统(6)；所述二级换热系统(7)与一级换热系统(5)通过传热介质通道连接，二级换热系统(7)经换热获得的热量通过传热介质通道传输至发电单元，二级换热系统(7)中的传热介质经换热后通过传热介质通道流通至三级换热级系统(11)；所述三级换热系统(11)与二级换热系统(5)通过传热介质通道连接，三级换热系统(11)经换热获得的热量通过传热介质通道传输至一级余热利用系统(12)，三级换热系统(11)中的传热介质经换热后通过传热介质通道流通至四级换热级系统(13)；所述四级换热系统(13)与三级换热系统(11)通过传热介质通道连接，四级换热系统(13)经换热获得的热量通过传热介质通道传输至二级余热利用系统(14)，四级换热系统(13)中的传热介质经换热后通过传热介质通道传输至低温储热系统(15)；所述一级余热利用系统(12)通过三级换热系统(11)获得的热量用于工业用热，所述二级余热利用系统(14)通过四级换热系统(13)获得的热量用于用户采暖。