液氮冷卻塔式光伏-溫差聯(lián)合發(fā)電站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及太陽能溫差發(fā)電機(jī)(參見專利申請?zhí)?01410060776.2)、線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)(參見專利申請?zhí)?01410679560.4)、塔式太陽能溫差發(fā)電站(參見專利申請?zhí)?01410771206.4)、液氮冷卻塔式太陽能溫差發(fā)電站(參見專利申請?zhí)?01510108650.2)。還涉及一種程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)(參見專利申請?zhí)?01410058639.5)、一種多缸式溫差發(fā)動機(jī)(參見專利申請?zhí)?01410712134.6)、一種轉(zhuǎn)子式溫差發(fā)動機(jī)(參見專利申請?zhí)?01410679583.5)、一種采用正時系統(tǒng)控制的溫差發(fā)動機(jī)(參見專利申請?zhí)?01410740508.5)。
【背景技術(shù)】
[0002]塔式太陽能光熱發(fā)電被認(rèn)為是最有希望取代傳統(tǒng)火力發(fā)電的太陽能利用方式，尤其是在最近，有若干個基于溫差發(fā)動機(jī)的塔式太陽能溫差發(fā)電站(參見專利申請?zhí)?01410771206.4)的技術(shù)方案被提出，這種以溫差發(fā)動機(jī)為核心的太陽能光熱發(fā)電形式，以其簡潔高效的太陽能光熱轉(zhuǎn)化路徑，使得塔式太陽能光熱發(fā)電取代傳統(tǒng)火力發(fā)電的希望更大了。但另一方面，光伏發(fā)電的技術(shù)發(fā)展也很快，如果光伏和光熱同時利用，取代火力發(fā)電的機(jī)會會更高。
[0003]在先前提出的太陽能溫差發(fā)電機(jī)(參見專利申請?zhí)?01410060776.2)、線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)(參見專利申請?zhí)?01410679560.4)的技術(shù)方案中，已經(jīng)考慮了光伏、光熱聯(lián)合發(fā)電的可能性，但這兩個技術(shù)方案基于槽式、線性菲涅爾式聚光，這兩種聚光方式在聚光焦點(diǎn)處的溫度較低。而塔式聚光的倍數(shù)可高出槽式聚光、線性菲涅爾聚光倍數(shù)的十倍以上，這將在聚光焦點(diǎn)處產(chǎn)生非常高的溫度，怎樣保證光伏電池在如此高的高溫下正常工作，是一個難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決高倍數(shù)的塔式聚光條件下光伏電池正常工作的問題，提出了該發(fā)明。本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種液氮冷卻塔式光伏-溫差聯(lián)合發(fā)電站，包括塔架、反射鏡場、光伏電池、發(fā)電機(jī)、溫差發(fā)動機(jī)、液氮儲存罐。
[0005]所述的光伏電池安裝在聚光焦點(diǎn)處，面向聚光鏡。
[0006]所述的光伏電池與溫差發(fā)動機(jī)的加熱器緊密連接，充當(dāng)了溫差發(fā)動機(jī)的吸熱器，溫差發(fā)動機(jī)的加熱器則充當(dāng)了光伏電池的冷卻器。
[0007]所述的光伏電池是基于砷化鎵材料的光伏電池。
[0008]在光伏電池和溫差發(fā)動機(jī)的加熱器之間安裝有溫度傳感器，傳感器的輸出連接到溫差發(fā)動機(jī)的E⑶，由E⑶處理。
[0009]所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的冷卻器封閉在一個密封的箱體內(nèi)，箱體至少有一個入口供液氮進(jìn)入，至少有一個出口供氮?dú)馀懦?。液氮作為冷卻工質(zhì)，從液氮儲存罐流出，以液態(tài)方式進(jìn)入溫差發(fā)動機(jī)的冷卻器所在的密封箱體，對溫差發(fā)動機(jī)的冷卻器進(jìn)行冷卻，吸收熱能氣化為氣體后從出口排入大氣。
[0010]在液氮儲存罐和溫差發(fā)動機(jī)的冷卻器所在的密封箱體之間，裝置有節(jié)流閥，用于調(diào)節(jié)液氮的流量，節(jié)流閥受溫差發(fā)動機(jī)的ECU控制。
[0011]溫差發(fā)動機(jī)的ECU根據(jù)光伏電池和溫差發(fā)動機(jī)的加熱器之間的溫度傳感器傳來的溫度信息，對液氮流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)液氮流量調(diào)控光伏電池的工作溫度范圍。
[0012]所述的溫差發(fā)動機(jī)，可以是活塞式溫差發(fā)動機(jī)，也可以是轉(zhuǎn)子式溫差發(fā)動機(jī)。
[0013]所述的溫差發(fā)動機(jī)，可以是采用電磁閥控制的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)，也可以是采用氣門正時系統(tǒng)控制的溫差發(fā)動機(jī)。
[0014]本發(fā)明的有益效果
[0015]本發(fā)明提出的液氮冷卻塔式光伏-溫差聯(lián)合發(fā)電站，同時利用光伏和溫差發(fā)動機(jī)進(jìn)行發(fā)電，還利用液氮提高溫差發(fā)動機(jī)的熱能利用效率，并可對光伏電池進(jìn)行冷卻，這樣的組合有望大幅度提高太陽能發(fā)電的效率。本發(fā)明可使塔式太陽能發(fā)電站達(dá)到更高的太陽能發(fā)電效率，可在單位面積內(nèi)取得更多的發(fā)電量，降低太陽能發(fā)電的度電成本，尤其適合空間狹窄的場合，比如在城市、海島等環(huán)境中使用。塔式發(fā)電站的發(fā)電成本和發(fā)電質(zhì)量，都可以與煤電媲美，長遠(yuǎn)來看有很大的機(jī)會取代煤電，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供清潔廉價的電力，減少煤電的份額，將對節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境、消除霧霾作出貢獻(xiàn)，為綠色工業(yè)文明的發(fā)展提供堅實(shí)的能源基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0016]圖1為該液氮冷卻塔式光伏-溫差聯(lián)合發(fā)電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖中1.反射鏡場、2.塔架、3.溫差發(fā)動機(jī)缸體、4、光伏電池、5.溫差發(fā)動機(jī)的的加熱器、6.溫差發(fā)動機(jī)的的冷卻器、7.發(fā)電機(jī)、8.節(jié)流閥、9、液氮儲存罐、10、配電站、11、電網(wǎng)。
[0018]實(shí)施方式
[0019]實(shí)施例一:參見圖1，一種液氮冷卻塔式光伏-溫差聯(lián)合發(fā)電站，包括塔架、反射鏡場、光伏電池、發(fā)電機(jī)、溫差發(fā)動機(jī)、液氮儲存罐。
[0020]所述的光伏電池安裝在聚光焦點(diǎn)處，面向聚光鏡。
[0021]所述的光伏電池與溫差發(fā)動機(jī)的加熱器緊密連接，充當(dāng)了溫差發(fā)動機(jī)的吸熱器，溫差發(fā)動機(jī)的加熱器則充當(dāng)了光伏電池的冷卻器。
[0022]所述的光伏電池是基于砷化鎵材料的光伏電池。
[0023]在光伏電池和溫差發(fā)動機(jī)的加熱器之間安裝有溫度傳感器，傳感器的輸出連接到溫差發(fā)動機(jī)的E⑶，由E⑶處理。
[0024]所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的冷卻器封閉在一個密封的箱體內(nèi)，箱體至少有一個入口供液氮進(jìn)入，至少有一個出口供氮?dú)馀懦?。液氮作為冷卻工質(zhì)，從液氮儲存罐流出，以液態(tài)方式進(jìn)入溫差發(fā)動機(jī)的冷卻器所在的密封箱體，對溫差發(fā)動機(jī)的冷卻器進(jìn)行冷卻，吸收熱能氣化為氣體后從出口排入大氣。
[0025]在液氮儲存罐和溫差發(fā)動機(jī)的冷卻器所在的密封箱體之間，裝置有節(jié)流閥，用于調(diào)節(jié)液氮的流量，節(jié)流閥受溫差發(fā)動機(jī)的ECU控制。
[0026]溫差發(fā)動機(jī)的ECU根據(jù)光伏電池和溫差發(fā)動機(jī)的加熱器之間的溫度傳感器傳來的溫度信息，對液氮流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)液氮流量調(diào)控光伏電池的工作溫度范圍。
[0027]所述的溫差發(fā)動機(jī)，可以是活塞式溫差發(fā)動機(jī)，也可以是轉(zhuǎn)子式溫差發(fā)動機(jī)。
[0028]所述的溫差發(fā)動機(jī)，可以是采用電磁閥控制的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)，也可以是采用氣門正時系統(tǒng)控制的溫差發(fā)動機(jī)。
[0029]本發(fā)明提出的液氮冷卻塔式光伏-溫差聯(lián)合發(fā)電站，包括塔架、反射鏡場、光伏電池、發(fā)電機(jī)、溫差發(fā)動機(jī)、液氮儲存罐。該方案集光伏發(fā)電、光熱發(fā)電于一身，并且利用液氮作為冷卻劑，既可以使光伏電池的溫度保持在一定的范圍內(nèi)，使其在高倍數(shù)聚光條件下也能夠正常工作，又可以通過冷卻溫差發(fā)動機(jī)的冷端來達(dá)到提高溫差發(fā)動機(jī)熱效率的目的。
[0030]本方案首先以光伏電池對太陽能進(jìn)行轉(zhuǎn)化。由于采用高倍數(shù)聚光，只需要面積很小的光伏電池，就可以轉(zhuǎn)化大面