一種基于太陽能的微型渦輪發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
所屬技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種新型微型渦輪機與太陽能結合的發(fā)電機系統(tǒng)，尤其是在環(huán)保方面可以達到零排放的分布式發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前已知的分布式電站為兩種類型。
[0003]第一種類
[0004]基于化石能源的分布式發(fā)電技術主要由以下三種技術構成:①內燃機技術:用于分布式發(fā)電的內燃機以汽油或柴油為燃料，是目前應用最廣的分布式發(fā)電方式。但是此種方式會對環(huán)境產生躁音和廢氣等污染，并且內燃機技術經(jīng)過百余年的發(fā)展已經(jīng)成熟，空間不大。②微型燃氣輪機技術:微型燃氣輪機是指功率為數(shù)百千瓦以下的以天然氣、甲烷、汽油、柴油為燃料的超小型燃氣輪機。但是微型燃氣輪機與其它發(fā)電技術相比，發(fā)電效率較低。滿負荷運行的發(fā)電效率只有30%，而在半負荷時，其發(fā)電效率更是只有10%?15%，所以必須采用冷熱電聯(lián)供的辦法實現(xiàn)能源階梯利用，提高其熱效率。③燃料電池技術:燃料電池是一種在高溫狀態(tài)下直接將化學能轉變?yōu)橹绷麟娔艿碾娀瘜W裝置。燃料電池工作時，不需要燃燒，同時不污染環(huán)境。但目前成本高，依然需要進行技術改進。
[0005]第二種類
[0006]基于可再生能源的分布式發(fā)電技術主要由以下兩種種技術構成:①太陽能光伏發(fā)電技術:太陽能光伏發(fā)電技術是利用半導體材料的光電效應直接將太陽能轉換為電能。光伏發(fā)電具有不消耗燃料、不受地域限制、規(guī)模靈活、無污染、安全可靠、維護簡單等優(yōu)點。但是此種分布發(fā)電技術的成本非常高，所以現(xiàn)階段太陽能發(fā)電技術還需要進行技術改進。②風力發(fā)電技術是將風能轉化為電能的發(fā)電技術，可分為獨立與并網(wǎng)運行兩類，前者為微型或小型風力發(fā)電機組，容量為100W?10kW，后者的容量通常超過150kW。風力發(fā)電需要大量土地興建風力發(fā)電場，并受季節(jié)和地理位置的限制。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明提出一種基于太陽能的微型渦輪發(fā)電系統(tǒng)，是新型分布式發(fā)電方式，該發(fā)電方式不僅能夠解決基于化石能源的分布式電站的效率低、污染大，也能夠解決基于再生能源的分布式電站的成本高，受天氣影響大的難題，達到低排放的目的。
[0008]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0009]采用槽式拋物面反射鏡將太陽光聚焦后反射到集熱器上，通過集熱器內將水加熱成蒸汽，并在熱轉換設備中產生高壓、熱蒸汽，然后送入常規(guī)的微型渦輪發(fā)電系統(tǒng)內推動渦輪帶動發(fā)電機發(fā)電。水蒸汽經(jīng)過膨脹做功后，經(jīng)過微型渦輪機的壓縮葉片流回到集熱器，形成一個工作循環(huán)。通常接收太陽光的聚光板采用模塊化布局，均勻的分布在南北軸線方向。當太陽光不穩(wěn)定的時候，為了保證發(fā)電的穩(wěn)定性，可以利用微型渦輪機的多燃料性，使用化石燃料如天然氣在燃燒室中燃燒帶動發(fā)電機補充發(fā)電，來保證發(fā)電的穩(wěn)定性和實用性。
[0010]本發(fā)明的有益效果是，利用同一套核心微型渦輪機實現(xiàn)了兩種運行模式:陽光充分時，利用太陽熱能發(fā)電，零排放。陽光不穩(wěn)定時，使用化石燃料發(fā)電，保持了電力持續(xù)，排放達到歐6標準。
[0011]
[0012]
【附圖說明】
[0013]附圖為本發(fā)明原理圖。
1、發(fā)電機，2、壓縮機，3、燃燒室，4、渦輪，5、集熱器，6、太陽下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
【具體實施方式】
[0014]模式1:當陽光充分時，不向燃燒室供燃料。由在集熱器5中加熱的高溫、高壓蒸汽推動渦輪4發(fā)電，并帶動壓縮機2將做功后的低溫蒸汽送回集熱器(工作流程參考實線箭頭)。
[0015]模式2:當陽光不充分時，向燃燒室供燃料，如正常的微型燃氣輪機一樣工作(工作流程參考虛線箭頭)。
[0016]為了配合多種不同的工作介質如水蒸氣、高壓燃料，對壓縮機葉片、渦輪、燃燒室、火焰筒進行了專門設計。
[0017]通過更換火焰筒，實現(xiàn)氣體，液體燃料，不同燃燒值的燃料的高效燃燒。目前可以使用的燃料:柴油，乙醇/雜醇油/液化氣，以及天然氣，丙烷/ 丁烷，沼氣，30%的氫混合氣，貧氣(熱值為2至15兆焦/立方米)等。貧氣由于熱值低，通常被作為工業(yè)尾氣白白的燒掉，通過本微型燃氣輪機可以對貧氣在不添加其它輔助燃料的情況下經(jīng)濟的利用。
【主權項】
1.一種基于太陽能的微型渦輪發(fā)電系統(tǒng)包括高速發(fā)電機，壓縮機、燃燒室、渦輪、集熱器、空氣軸承的整套發(fā)電系統(tǒng)。2.根據(jù)權利要求1所述的微型渦輪發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于當陽光充分時，充分利用太陽熱能發(fā)電，達到零排放，陽光不穩(wěn)定時，使用化石燃料發(fā)電，保持了電力持續(xù)，排放達到歐6標準，克服通常的光伏發(fā)電和風能發(fā)電受地域和天氣影響大的難題。3.根據(jù)權利要求1所述的微型渦輪發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于當陽光充分時，利用放置在槽式拋物面反射鏡焦點上的集熱器，通過集熱器內將水加熱成蒸汽，并在熱轉換設備中產生高壓、熱蒸汽，然后送入微型渦輪發(fā)電系統(tǒng)內推動渦輪帶動發(fā)電機發(fā)電，水蒸汽經(jīng)過膨脹做功后，經(jīng)過微型渦輪機的壓縮葉片流回到集熱器，形成一個工作循環(huán)。4.根據(jù)權利要求1所述的微型渦輪發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于當陽光不充分時，可以利用化石能源，如天然氣，柴油燃料發(fā)電，克服不良天氣影響。5.根據(jù)權利要求1所述的微型渦輪發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于當陽光不充分時，可以通過更換火焰筒實現(xiàn)多種燃料的燃燒。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種基于太陽能的微型渦輪發(fā)電系統(tǒng)，是新型分布式發(fā)電方式，該發(fā)電方式不僅能夠解決基于化石能源的分布式電站的效率低，污染大，也能夠解決基于再生能源的分布式電站的成本高，受天氣影響大，技術不可靠等難題，達到零排放的目的。將太陽光聚焦后反射到集熱器上，通過集熱器內將水加熱成蒸汽，并在熱轉換設備中產生高壓、熱蒸汽，然后送入常規(guī)的微型渦輪發(fā)電系統(tǒng)內推動渦輪帶動發(fā)電機發(fā)電。當太陽光不穩(wěn)定的時候，為了保證發(fā)電的穩(wěn)定性，可以利用微型渦輪機的多燃料性，使用化石燃料如天然氣在燃燒室中燃燒帶動發(fā)電機補充發(fā)電，來保證發(fā)電的穩(wěn)定性和實用性。本發(fā)明利用同一套核心微型渦輪機實現(xiàn)了兩種運行模式：陽光充分時，利用太陽熱能發(fā)電，零排放；陽光不穩(wěn)定時，使用化石燃料發(fā)電，保持了電力持續(xù)，排放達到歐6標準。
【IPC分類】F03G6/06, F02C6/00
【公開號】CN104912665
【申請?zhí)枴緾N201510268771
【發(fā)明人】任兆欣, 陳文煜, 張家棟, 李元豐
【申請人】陳文煜
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月25日