[实用新型]太阳能与天然气互补热光伏蒸汽产生系统

说明书

本实用新型公开一种太阳能与天然气互补热光伏蒸汽产生系统，该系统包括热光伏供电系统、蓄热式太阳能集热系统和蒸汽产生系统。太阳能集热器收集太阳辐射能量并转化为导热工质的热能，导热工质经热光伏余热烟气加热之后循环流到蒸汽发生器加热给水产生蒸汽。热光伏以天然气为燃料，热光伏产生的电力用于维持整个系统运行能耗，热光伏排烟加热导热工质，实现能量有序利用。当太阳辐射量不足时，启用补充燃烧室向系统提供热量，同时加开辅助热光伏装置用于补充电力需求，系统可为用户提供持续稳定的蒸汽以满足供热需求。

技术领域

本实用新型属于热能工程及新能源领域，具体涉及太阳能与燃气天然气互补热光伏蒸汽产生供热系统。

背景技术

作为中低温热源，太阳能最广泛的利用方式为热利用，主要包括太阳能集热与供热。然而太阳能受时域，地域及气候条件影响大，其供给并不稳定，因此将太阳能与燃料能量通过合理的技术设计形成互补则是实现太阳能实际应用的的关键手段，能够节省化石能源，有效控制污染物排放。

另一方面，传统电能生产主要通过热动力转化装置，包括各类动力循环发动机，这些装置都包含转动部件，噪音高，体积大，参数小型化困难，不利于在实际应用中，为供热系统的运行提供电能。

热光伏是直接将热能转化为电能的新兴技术，主要包括燃烧室，发射器，滤波器及光伏电池组成。通过燃料燃烧产生的热能加热辐射器产生高温热辐射再经过滤波器过滤可用波段，返回不可转化波段，从而使得适合光伏电池的光谱辐射进入电池产生电能。该技术无转动部件，无噪音。而且可以根据实际功率需求来调整热光伏装置的面积，参数调整更加灵活。将热光伏技术引入太阳能与燃料互补供热系统中作为维持其运行的电能的来源，具有切实的创新性以及重要的应用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种太阳能与天然气互补热光伏蒸汽产生系统，实现全天候供热。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型首先提供了一种太阳能与天然气互补热光伏蒸汽产生系统，其包括蓄热式太阳能集热系统，热光伏供电系统和蒸汽产生系统；

所述蓄热式太阳能集热单元包括通过介质管道依次连接形成第一介质循环回路的太阳能集热器、混合式蓄热器以及变频泵；

所述热光伏供电系统由主热光伏装置和辅助热光伏装置组成；主热光伏装置和辅助热光伏装置均包括热光伏燃烧室、光伏电池、选择性滤波器和选择性辐射器；燃烧室外壁设置有选择性辐射器，所述光伏电池环绕燃烧室外壁布置，选择性滤波器设置在所述选择性辐射器与光伏电池之间，所述光伏电池与蓄电池连接；

所述蒸汽产生系统包括通过介质管道依次相连形成第二介质循环回路的混合式蓄热器、1级热交换器、2级热交换器、3级热交换器、蒸汽发生器、循环泵，以及补充燃烧室，所述第一介质循环回路和第二介质循环回路在混合式蓄热器内换热；其中1级热交换器通过烟气流道连接主热光伏装置的烟气出口，2级热交换器连接辅助热光伏装置的烟气出口，3级热交换器连接补充燃烧室的烟气出口，第二介质循环回路中的高温导热油在蒸汽发生器中加热给水以产生蒸汽。

优选的，所述的热光伏燃烧室内设有燃烧器，使用天然气作为燃料，燃烧室和燃烧器采用316不锈钢制作。

优选的，所述热光伏燃烧室为六棱柱结构，其外壁覆盖选择性辐射器，所述光伏电池围绕燃烧室六棱柱壁面平行布置，所述选择性滤波器在电池表面前方平行布置。

优选的，所述选择性滤波器选用周期性光子晶体薄膜。

优选的，所述光伏电池为GaSb光伏电池。

优选的，所述的蓄电池包括两组，两组蓄电池可独立充放电。

优选的，所述1级热交换器、2级热交换器、3级热交换器均为管壳式换热器，烟气与导热工质进行逆流换热。