[发明专利]一种光伏、光热、储热及热管理的发电系统及运行方法

说明书

本发明公开了一种光伏、光热、储热及热管理的发电系统及运行方法，该系统包括熔盐储热系统、超临界CO₂布雷顿循环光热发电系统、光伏发电系统、储冷及冷却系统。该系统将光伏发电系统与光热发电系统结合起来，采用部分廉价且技术成熟度相对较高的光伏发电系统，再结合热能储存以及热力发电系统作为光伏发电的调节及补充供电系统，则既可以维持比较低的发电系统投资成本，又可以实现电力输出的稳定性，同时，还采用了储冷技术，将白天环境温度较高时的高温冷却水储存起来，等夜间环境温度降到较低时再进行风力冷却，节省冷却用自耗电进一步提高了光伏及光热系统本身效率以及综合整体发电效率。

技术领域

本发明涉及一种发电系统，具体涉及一种光伏、光热、储热及热管理的发电系统及运行方法。

背景技术

在能源匮乏及环境危机的大背景下，提高能源利用率日益受到人们的重视。太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，在当前阶段，太阳能光伏的技术相对成熟，应用较为光伏，但其储能难以解决。但是光伏发电系统难以储能，目前较为成熟的光伏储能配套方式仍然是电池储能，但电池储能的造价始终太高，同时难以避免引发火灾等事故，对于发电厂这样功率等级的大规模储能需求，各种类型的电池储能目前都难以推广。另外，光伏发电的理论效率虽然高，但是太阳能光伏板的效率随着温度的升高而直线下降，因此太阳能光伏板必须进行冷却。与此同时，由于太阳能光热发电在高温集热时理论热效率高，并且理论上可以采用较为廉价的蓄热储能来解决太阳能时间分布不均的问题，光热发电也越发受到重视。

但太阳能热发电一直存在着成本过高难以推广的困难，另一方面光伏发电经过多年的发展，价格已经降到很低，国家已经在逐步降低对其的电价补贴。若能够将两者结合起来，采用部分廉价且技术成熟度相对较高的光伏发电系统，再结合热能储存以及热力发电系统作为光伏发电的调节及补充供电系统，则既可以维持比较低的发电系统投资成本，又可以实现电力输出的稳定性。与此同时，由于光热发电系统本身需要配备冷却系统，可以将光热发电系统和光伏发电系统的冷却结合起来一起设计，这样可以进一步使系统紧凑并且节约成本。

另一方面，目前在众多热力循环当中，超临界布雷顿循环是一种最有优势的循环形式。新型超临界工质(二氧化碳、氦气和氧化二氮等)具有能量密度大，传热效率高，系统简单等先天优势，可以大幅提高热功转换效率，减小设备体积，具有很高的经济性。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于在维持较低投资成本的前提下实现太阳能发电的储能，提出了一种光伏、光热、储热及热管理的发电系统及运行方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种光伏、光热、储热及热管理的发电系统，包括熔盐储热系统、超临界CO₂布雷顿循环光热发电系统、光伏发电系统、储冷及冷却系统；

所述熔盐储热系统包括集热器1-1、高温熔盐罐1-2、低温熔盐罐1-3和熔盐泵1-4，集热器1-1的出口与高温熔盐罐1-2的入口相连通，高温熔盐罐1-2的出口与超临界CO₂布雷顿循环光热发电系统的熔盐换热器2-1的熔盐侧入口相连通，熔盐换热器2-1的熔盐侧出口与低温熔盐罐1-3的入口相连通，低温熔盐罐1-3的出口与熔盐泵1-4的入口相连通，熔盐泵1-4的出口与集热器1-1的入口相连通；