專利名稱：一種利用太陽能和地?zé)崮艿穆?lián)合發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種太陽能發(fā)電裝置，也涉及ー種地?zé)崮馨l(fā)電裝置，具體而言，涉及ー種利用太陽能和地?zé)崮艿穆?lián)合發(fā)電裝置以及操作該聯(lián)合發(fā)電裝置的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少，能源問題已經(jīng)成為不容忽視的全球性問題。尋找新能源，已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。每天豐富的太陽輻射能是取之不盡、用之不竭的，無污染，廉價，是人類能夠自由利用的能源，成為最先納入人們視野的最佳選擇。太陽能每秒鐘到達(dá)地面的能量高達(dá)80萬千瓦，如果把地球表面0. 1%的太陽能轉(zhuǎn)為電能，轉(zhuǎn)變率為5%，每年發(fā)電量可達(dá)5. 6X1012萬千瓦時，相當(dāng)于目前世界上能耗的40倍左右。我國是太陽能資源豐富 的國家之一。我國有荒漠面積108萬平方公里，主要分布在光照資源豐富的西部地區(qū)。與此同時，西部地區(qū)(例如西藏地區(qū))也是我國主要的地?zé)豳Y源分布區(qū)，利用地?zé)岚l(fā)電是地?zé)崂玫淖钪匾绞?，地?zé)岚l(fā)電和火力發(fā)電的原理是ー樣的，都是利用蒸汽的熱能在汽輪機(jī)中轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，然后帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。所不同的是，地?zé)岚l(fā)電不象火力發(fā)電那樣要裝備龐大的鍋爐，也不需要消耗燃料，從15°C至180°C范圍的地?zé)崴伎梢岳谩５責(zé)岚l(fā)電的過程，就是把地下熱能首先轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，然后再把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程。然而能否將太陽能和地?zé)崮軆烧呗?lián)合起來發(fā)電日趨成為研究熱點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)中對兩者的結(jié)合使用也并未多見，但其效果是可以預(yù)見的，其能夠最大限度的利用緑色能源，增強(qiáng)發(fā)電效率，達(dá)到源源不斷產(chǎn)生能量的目的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的ー個目的是提供ー種利用太陽能和地?zé)崮艿穆?lián)合發(fā)電裝置，可實(shí)現(xiàn)既利用太陽能又利用地?zé)崮艿募夹g(shù)效果。本實(shí)用新型的技術(shù)方案還能夠?qū)崿F(xiàn)全天候的發(fā)電供應(yīng)，具有較強(qiáng)的應(yīng)用前景。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為，ー種利用太陽能和地?zé)崮艿穆?lián)合發(fā)電裝置，其包括太陽能采集器，其用于采集太陽熱能以加熱第一工作流體；蓄熱儲存器，其用于儲存從地?zé)峋ㄟ^流體泵抽出的地?zé)崴粺峤粨Q器，其用于熱交換第一工作流體和第二工作流體；汽輪機(jī)，其用于接收加熱后的第二工作流體來推動做功發(fā)電，將動能輸送到發(fā)電裝置；冷凝器，其連接到汽輪機(jī)的出ロ，用于冷卻從汽輪機(jī)流出的第二工作流體；冷凝塔，其連接到冷凝器上；工作源，其用于通過循環(huán)泵輸送第二工作流體到循環(huán)過程中，其特征在于該裝置還包括第一節(jié)流閥，該第一節(jié)流閥能夠旁通太陽能采集器，與蓄熱儲存器和熱交換器連接；第ニ節(jié)流閥，其位于太陽能采集器的上游或下游，用于開啟或關(guān)閉第一工作流體通過太陽能采集器。上述第一工作流體為原始地?zé)崴蚪?jīng)過凈化后的地?zé)崴?。上述第二工作流體優(yōu)選低沸點(diǎn)物質(zhì)，如氟里昂、異戊烷、異丁烷、正丁烷、氯丁烷
坐寸o[0008]該裝置還可以包括設(shè)置在太陽能采集器上方的透鏡裝置(未示出)，用來反射或聚集盡可能多的太陽光能量，以用來加熱工作流體。該裝置還可以包括過濾器，其位于流體泵下游，用于凈化過濾抽出的地?zé)崴?，防止化學(xué)雜質(zhì)進(jìn)入循環(huán)過程侵蝕設(shè)備。ー種操作上述的利用太陽能和地?zé)崮艿穆?lián)合發(fā)電裝置的方法，在白天或睛天吋，開啟第二流體閥，關(guān)閉第一流體閥，而在夜間或雨天時，開啟第一流體閥，關(guān)閉第二流體閥。本實(shí)用新型技術(shù)方案的技術(shù)效果在于，可以利用溫度大概3(T50°C左右的低溫位熱能，實(shí)現(xiàn)全天候(白天或夜間)的發(fā)電要求，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，其熱效率較高，設(shè)備緊湊，汽輪機(jī)的尺寸小，易于適應(yīng)化學(xué)成分比較復(fù)雜的地下熱水，大大節(jié)省了成本。

接下來，通過優(yōu)選的實(shí)施例并參照附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案加以說明。 圖I表示根據(jù)本實(shí)用新型的利用太陽能和地?zé)崮艿穆?lián)合發(fā)電裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
圖I顯示的是根據(jù)本實(shí)用新型的利用太陽能和地?zé)崮艿穆?lián)合發(fā)電裝置100，其包括太陽能采集器101，其用于采集太陽熱能以加熱第一工作流體；蓄熱儲存器102，其用于儲存從地?zé)峋?03通過流體泵201抽出的地?zé)崴?；熱交換器104，其用于熱交換第一工作流體和第二工作流體；汽輪機(jī)105，其用于接收加熱后的第二工作流體以推動做功發(fā)電，從而動能輸送到發(fā)電裝置108 ;冷凝器106，其連接到汽輪機(jī)105的出口，用于冷卻從汽輪機(jī)流出的第二工作流體；冷凝塔107，其連接到冷凝器106上；工作源109，其用于通過循環(huán)泵202輸送第二工作流體到循環(huán)過程中，其特征在于該裝置還包括節(jié)流閥301，該節(jié)流閥301能夠旁通太陽能采集器101，與蓄熱儲存器102和熱交換器104連接；節(jié)流閥302，其位于太陽能采集器101的上游或下游，用于開啟/關(guān)閉第一工作流體通過太陽能采集器101。本實(shí)用新型技術(shù)方案的工作過程為，在白天或睛天光照適合的時候，開啟流體閥302，關(guān)閉流體閥301，使得第一工作流體即地?zé)崴?溫度大概4(T50°C左右)從地?zé)峋?03抽出后經(jīng)過蓄熱儲存器102后，再次進(jìn)入太陽能采集器101繼續(xù)加熱，經(jīng)過太陽能采集器101加熱后的工作流體溫度可達(dá)7(T80°C之間，第一工作流體從太陽能采集器流出后進(jìn)入熱交換器104與第二工作流體進(jìn)行熱交換，該第二工作流體優(yōu)選為低沸點(diǎn)物質(zhì)，如氟里昂、異戊烷、異丁烷、正丁烷、氯丁烷等。熱交換后的第一工作流體(溫度大概15 30°C左右)流回地?zé)峋蛄碜魉茫陨线^程可概括為熱量整合過程。下面再來看發(fā)電系統(tǒng)循環(huán)過程第二エ作流體從エ質(zhì)源109中通過循環(huán)泵202輸送到循環(huán)回路中，經(jīng)過熱交換器104的加熱后形成直接形成或在附加的蒸汽發(fā)生器內(nèi)汽化，所產(chǎn)生的低沸點(diǎn)エ質(zhì)蒸汽直接送入汽輪機(jī)105進(jìn)行發(fā)電。做完功后的第二工作流體蒸汽，由汽輪機(jī)105排出，并在冷凝器106中冷凝成液體，然后經(jīng)循環(huán)泵202再循環(huán)工作。在夜間或雨天時沒有太陽光，此時關(guān)閉流體閥302，開啟流體閥301，使得第一エ作流體即地?zé)崴?溫度大概4(T50°C左右)從地?zé)峋?03抽出后經(jīng)過蓄熱儲存器102后，再次進(jìn)入太陽能采集器101繼續(xù)加熱，使得第一工作流體從地?zé)峋?03抽出后經(jīng)過蓄熱儲存器102后，不再進(jìn)入太陽能采集器101繼續(xù)加熱，而是直接進(jìn)入熱交換器104與第二工作流體進(jìn)行熱交換，其他工作過程與白天或睛天時相同，雖然此時的第一工作流體溫度沒有白天或睛天時效率高，但仍可以滿足發(fā)電需求。除此之外，該裝置還可以包括在太陽能采集器101上方設(shè)置透鏡裝置(未示出)，用來反射或聚集盡可能多的太陽光能量，用來加熱工作流體。該裝置還可以過濾器200，其位于流體泵201下游，用于凈化過濾抽出的地?zé)崴?，防止化學(xué)雜質(zhì)進(jìn)入循環(huán)過程，侵蝕設(shè)備。需要說明的是，為了更好的描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案核心內(nèi)容，并未過多提及其他的不必要的特征描述，有關(guān)本實(shí)用新型未提及的技術(shù)細(xì)節(jié)均為本領(lǐng)域內(nèi)的公知技木，例如太陽能采集器的選擇類型、過濾器的型號、流體泵及其他零部件。上述技術(shù)方案中發(fā)電方法的優(yōu)點(diǎn)是，可以利用低溫位熱能，實(shí)現(xiàn)全天候的發(fā)電要求，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，其熱效率較高，設(shè)備緊湊，汽輪機(jī)的尺寸小，易于適應(yīng)化學(xué)成分比較復(fù)雜的地下熱水，大大節(jié)省了成本。本實(shí)用新型不限于上面的應(yīng)用，各種可能的修改在從 屬權(quán)利要求的范圍中。
權(quán)利要求1.ー種利用太陽能和地?zé)崮艿穆?lián)合發(fā)電裝置，其包括太陽能采集器，其用于采集太陽熱能加熱第一工作流體；蓄熱儲存器，其用于儲存從地?zé)峋ㄟ^流體泵抽出的地?zé)崴?；熱交換器，其用于熱交換第一工作流體和第二工作流體；汽輪機(jī)，其用于接收加熱后的第二工作流體以推動做功發(fā)電，將動能輸送到發(fā)電裝置；冷凝器，其連接到汽輪機(jī)的出口，用于冷卻從汽輪機(jī)流出的第二工作流體；冷凝塔，其連接到冷凝器上；工作源，其用于通過循環(huán)泵輸送第二工作流體到循環(huán)過程中；其特征在于，該裝置還包括第一節(jié)流閥，該第一節(jié)流閥能夠旁通太陽能采集器，與蓄熱儲存器和熱交換器連接；第二節(jié)流閥，其位于太陽能采集器的上游或下游，用于開啟或關(guān)閉第一工作流體通過太陽能采集器。
2.如權(quán)利要求I所述的聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征在于所述第一工作流體為原始地?zé)崴蚪?jīng)過凈化后的地?zé)崴?br> 3.如權(quán)利要求I所述的聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征在于所述第二工作流體為低沸點(diǎn)物質(zhì)。
4.如權(quán)利要求3所述的聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征在干所述低沸點(diǎn)物質(zhì)為氟里昂、異戊烷、異丁烷、正丁烷、氯丁烷中的任意ー種。
5.如權(quán)利要求I所述的聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征在于該裝置還包括設(shè)置在太陽能采集器上方的透鏡裝置，其用來反射或聚集盡可能多的太陽光能量，用來加熱所述第一工作流體。
6.如權(quán)利要求I所述的聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征在于該裝置還包括過濾器，其位于流體泵下游，用于凈化過濾抽出的地?zé)崴?，防止化學(xué)雜質(zhì)進(jìn)入循環(huán)過程侵蝕設(shè)備。
7.—種操作上述權(quán)利要求1-6中任ー項(xiàng)所述的聯(lián)合發(fā)電裝置的方法,其特征在于,在白天或睛天時，開啟第二流體閥，關(guān)閉第一流體閥。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在夜間或雨天時，開啟第一流體閥，關(guān)閉第二流體閥。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種利用太陽能和地?zé)崮艿穆?lián)合發(fā)電裝置，該聯(lián)合發(fā)電裝置包括太陽能采集器，其用于采集太陽熱能加熱第一工作流體；蓄熱儲存器，其用于儲存從地?zé)峋ㄟ^流體泵抽出的地?zé)崴?；熱交換器，其用于熱交換第一工作流體和第二工作流體；汽輪機(jī)，其用于接收加熱后的第二工作流體來推動做功發(fā)電，將動能輸送到發(fā)電裝置；冷凝器，其連接到汽輪機(jī)的出口，用于冷卻從汽輪機(jī)流出的第二工作流體；冷凝塔，其連接到冷凝器上；工作源，其用于通過循環(huán)泵輸送第二工作流體到循環(huán)過程中。其中，該聯(lián)合發(fā)電裝置還包括第一節(jié)流閥，該第一節(jié)流閥能夠旁通太陽能采集器，與蓄熱儲存器和熱交換器連接；第二節(jié)流閥，其位于太陽能采集器的上游或下游，用于開啟或關(guān)閉第一工作流體通過太陽能采集器。
文檔編號F03G6/06GK202545152SQ20122023098
公開日2012年11月21日 申請日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者周劍, 周登榮 申請人:周劍, 周登榮