[实用新型]一种太阳能耦合有机朗肯循环发电及空气压缩系统

说明书

本发明涉及一种太阳能耦合有机朗肯循环发电及空气压缩系统，包括工质回路系统、空气压缩系统、冷却水系统；所述工质回路系统包括工质泵、预热器、回热器、太阳能蒸发器、透平发电机组、冷凝器，各设备通过工质管道依次连接，形成闭合回路；所述空气压缩系统包括常压空气入口、空气压缩机、预热器、压缩空气出口，通过空气管道依次连接；所述冷却水系统包括冷却水入口、冷凝器、冷却水出口，通过冷却水管道依次连接；本发明利用太阳能蒸发有机工质，通过有机朗肯循环输出电能，同时推动空气压缩机产生压缩空气，利用压缩空气的温度对有机工质进行预热，既满足压缩空气储能前的冷却需求，又充分回收余热，提高了系统的能源回收效率。

技术领域

本发明涉及一种太阳能发电技术领域和气体压缩领域，具体涉及一种太阳能耦合有机朗肯循环发电及空气压缩系统。

背景技术

能源是社会发展的重要基础，随着经济的发展和社会需求的不断提高，人们对能源的需求量也持续增长。其中电力在现代生产、生活中的地位尤其重要。目前世界上大约65%的电力由化石燃料提供，20%由核电站提供，剩下的由可再生能源提供，如太阳能、水能、生物质能、风能及地热能等。随着化石能源的枯竭，开采的成本和难度会越来越大，在能源和环境的双重压力下，减少对化石能源的依赖，探求可代替的新能源是现在人类的必然选择。

我国是太阳能资源最丰富的国家之一，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时，年辐射量在5000MJ/m²以上。据统计资料分析，中国陆地面积每年接收的太阳辐射总量为3.3×10³~8.4×10³ MJ/m²，相当于24000亿吨标准煤的储量，因此，研究太阳能发电技术对我国乃至全人类的持续发展有重要意义。近年来，各国均注重太阳能新技术的研发和推广应用，但由于太阳能能流密度低，分散性强，应用太阳能更容易获得中、低温热源，通过有机朗肯循环可以对这部分太阳能热源进行利用。

压缩空气蓄能是国际上出现的新型蓄能方式，在发电的过程中，发电机与压缩机相连，富裕的电力带动压缩机对空气做功，在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气。空气压缩的过程中，分子之间的间距变小，分子间碰撞变剧烈，压缩机机械功转化为空气的内能，被压缩的空气温度升高。通常，高温压缩空气通过冷凝器冷却后，高压密封在报废矿井、储气罐、山洞、过期油气井或新建储气井中，并在电网负荷高峰期被释放出来推动涡轮机发电。在这个过程中，若将高温压缩空气的热量通过恰当的方式回收、利用，则可以进一步减少能源消耗，提高能源利用率。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用能流密度低、分散性强的太阳能作为热源发电、生产压缩空气用于空气蓄能的太阳能耦合有机朗肯循环发电及空气压缩系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种太阳能耦合有机朗肯循环发电及空气压缩系统，包括工质回路系统、空气压缩系统、冷却水系统；所述工质回路系统包括工质泵、预热器、回热器、太阳能蒸发器、透平发电机组、冷凝器，各设备通过工质管道依次连接，形成闭合回路；所述空气压缩系统包括常压空气入口、空气压缩机、预热器、压缩空气出口，通过空气管道依次连接；所述冷却水系统包括冷却水入口、冷凝器、冷却水出口，通过冷却水管道依次连接；上述太阳能耦合有机朗肯循环发电及空气压缩系统，所述工质回路系统与空气压缩系统通过透平发电机组、空气压缩机同轴直连；所述工质回路系统与冷却水系统通过冷凝器耦合连接。

所述工质回路系统工质泵出口通过工质管道与预热器工质入口连接，预热器工质出口通过工质管道与回热器冷流侧工质入口连接，回热器冷流侧工质出口通过工质管道与太阳能蒸发器工质入口连接，太阳能蒸发器工质出口通过工质管道与透平发电机组工质入口连接，透平发电机组工质出口与回热器热流侧工质入口连接，回热器热流侧工质出口通过工质管道与冷凝器工质入口连接，冷凝器工质出口通过工质管道与工质泵入口连接，形成闭合回路。