專利名稱：一種太陽能發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新穎的太陽能發(fā)電裝置。
傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少，對環(huán)境造成的危害日益突出，同時全球還有20億人得 不到正常的能源供應(yīng)。這個時候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠 改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu)，維持長遠的可持續(xù)發(fā)展。這之中太陽能以其獨有的優(yōu)勢而成為人們重 視的焦點。豐富的太陽輻射能是重要的能源，是取之不盡、用之不竭的、無污染、廉價、人 類能夠自由利用的能源?，F(xiàn)有的太陽能收集裝置，主要有太陽能集熱器及太陽能電池發(fā)電。 前者如中國專利1002;317.9，雖然造價低廉，但由于其熱工質(zhì)不能循環(huán)利用，致使熱工質(zhì) 余熱不能再利用，因此效率較低，難以大規(guī)模集中使用。后者如中國專利CN85101373中 所述的太陽能電池裝置，這種裝置的主要缺點是容量小，效率低，且價格昂貴。
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種太陽能發(fā)電裝置，成本低，轉(zhuǎn)換效率高，可大面積推廣使用， 以解決當前能源危機。
本發(fā)明所設(shè)計的一種太陽能發(fā)電裝置，包括一個或多個聚光器，用于將入射的太陽光線 聚焦成一條焦線； 一個或多個定向器，用于調(diào)整所述聚光器的焦線的位置；傳熱介質(zhì)，用于 臨時存儲熱能并可循環(huán)使用的氣體或液體； 一個或多個集熱器，用于將所述聚光器聚焦的光 能轉(zhuǎn)變?yōu)樗鰝鳠峤橘|(zhì)的熱能； 一個蒸汽發(fā)生器，用于將存儲于所述傳熱介質(zhì)中的能量轉(zhuǎn)換 到高溫高壓蒸汽中； 一個汽輪發(fā)電機，由所述蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽推動，將高溫高壓蒸汽 中儲存的能量轉(zhuǎn)換為電能； 一個或多個冷凝器，用于將經(jīng)過所述發(fā)電機后的蒸汽冷卻為液態(tài)； 一個或多個傳熱介質(zhì)存儲器，用于存儲傳熱介質(zhì)，同時平衡由于熱脹冷縮產(chǎn)生的壓力；第一 循環(huán)系統(tǒng)，連接于所述集熱器、蒸汽發(fā)生器及傳熱介質(zhì)存儲器之間，將集熱器中已吸熱的高 溫所述傳熱介質(zhì)輸送到蒸汽發(fā)生器中，并將蒸汽發(fā)生器中冷卻后的傳熱介質(zhì)送回集熱器；第 二循環(huán)系統(tǒng)，連接于所述蒸汽發(fā)生器、冷凝器和汽輪發(fā)電機之間，將蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的高溫 高壓蒸汽輸送到汽輪發(fā)電機中，以便推動汽輪發(fā)電機發(fā)電，之后將低溫、低壓的蒸汽輸送到 冷凝器中，并將冷凝器產(chǎn)生的液體送回蒸汽發(fā)生器中。
上述太陽能發(fā)電裝置還可以包括一個或多個儲熱器，其內(nèi)部含有儲熱介質(zhì)，用于儲存所 述傳熱介質(zhì)傳來的熱能，儲熱介質(zhì)可以是沙石或混凝土等具有較高熱容量且價格低廉的固態(tài) 或液態(tài)物質(zhì)；
上述太陽能發(fā)電裝置還可以包括第三循環(huán)系統(tǒng)，連接于所述第一循環(huán)系統(tǒng)、儲熱器，將 集熱器中已吸熱的高溫所述傳熱介質(zhì)輸送到儲熱器中，并將儲熱器中冷卻后的傳熱介質(zhì)經(jīng)由 第一循環(huán)系統(tǒng)送回集熱器；
上述太陽能發(fā)電裝置還可以包括第四循環(huán)系統(tǒng)，連接于所述儲熱器、蒸汽發(fā)生器、傳熱 介質(zhì)儲存器，將流經(jīng)儲熱器中已吸熱的高溫所述傳熱介質(zhì)輸送到蒸汽發(fā)生器中，并將蒸汽發(fā) 生器中冷卻后的傳熱介質(zhì)送回儲熱器；
上述聚光器中可以是包含一個或多個線聚焦透射式菲涅爾聚光鏡，或， 一個或多個反射 式凹面聚光鏡，所述聚光鏡可將入射光線匯聚于一條線上。
上述定向器可以是一個電動或液壓執(zhí)行機構(gòu)，其可根據(jù)太陽的位置相應(yīng)調(diào)整所述聚光器 的朝向角度，當所述冷凝器流出的液體溫度低于某一設(shè)定值時，使焦線正對于所述集熱器上， 反之則偏轉(zhuǎn)一個角度，使冷凝液體溫度低于所述設(shè)定值。
上述冷凝器凝器支撐所述聚光器，可隨所述定向器而轉(zhuǎn)動，并形成一個閉合的腔體，所 述集熱器置于腔體內(nèi)部。
上述集熱器有兩個或多個端口，分別與在所述第一循環(huán)系統(tǒng)相接，所述傳熱介質(zhì)可以從 第一循環(huán)系統(tǒng)流入吸熱管，經(jīng)太陽光加熱后，流出至第一循環(huán)系統(tǒng)。
上述第一循環(huán)系統(tǒng)、第二循環(huán)系統(tǒng)或第三循環(huán)系統(tǒng)，可以是包括由金屬或其他材料制成 的單層或多層隔熱管網(wǎng)，以及一個或多個與所述隔熱管網(wǎng)連通的循環(huán)泵及閥門。
上述蒸汽發(fā)生器可以是一個蒸汽鍋爐，由所述傳熱介質(zhì)加熱蒸汽鍋爐，產(chǎn)生水蒸汽，用 于推動所述汽輪發(fā)電機。
上述傳熱介質(zhì)可以是空氣或者二氧化碳，或其他非易燃易爆的氣體或液體；
本發(fā)明所設(shè)計的一種太陽能發(fā)電裝置，成本低，轉(zhuǎn)換效率高，工作可靠，壽命長，易于 維護，適合于大面積推廣使用。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的聚光器、集熱器、冷凝器結(jié)構(gòu)圖。 下面結(jié)合附圖，詳細介紹本發(fā)明設(shè)計裝置的實施例及工作過程。
圖1是本發(fā)明設(shè)計的裝置實施例結(jié)構(gòu)圖，其中傳熱介質(zhì)采用空氣或二氧化碳，蒸汽發(fā)生 器采用水作為循環(huán)介質(zhì)，儲熱介質(zhì)采用在我國分布廣泛的沙子、混凝土或巖石，與傳熱介質(zhì)
一樣，較大的熱容量可提高介質(zhì)的利用率。圖中入射光線經(jīng)由聚光器l聚焦為焦線，投射到 集熱器2上，集熱器2內(nèi)部的傳熱介質(zhì)因此被加熱。定向器4可根據(jù)太陽光入射的角度，調(diào) 節(jié)聚光器l的朝向，將焦線定位于集熱器2上，當冷凝器3凝結(jié)液體的溫度過高時，可使焦 線偏轉(zhuǎn)一個角度，使集熱器2收集的光能減小，從而使冷凝器3凝結(jié)液體的溫度恢復(fù)正常。
集熱器2內(nèi)部的高溫傳熱介質(zhì)經(jīng)過第一循環(huán)系9統(tǒng)送至水蒸汽發(fā)生器6中，通過熱交換， 加熱其中的液體水，產(chǎn)生高溫高壓水蒸汽，冷卻后的傳熱介質(zhì)通過第一循環(huán)系統(tǒng)9回送至集 熱器2，完成傳熱循環(huán)。
蒸汽發(fā)生器6產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過第二循環(huán)系統(tǒng)10，送至汽輪發(fā)電機7，推動發(fā)電機發(fā)電， 冷卻并降壓后的蒸汽經(jīng)過第二循環(huán)系統(tǒng)10送至冷凝器3，經(jīng)冷凝器3變?yōu)橐簯B(tài)水后，回送至 蒸汽發(fā)生器6，從而完成做功循環(huán)。
圖中傳熱介質(zhì)儲存器5用于補充裝置運行過程中損失的傳熱介質(zhì)，同時可平衡傳熱介質(zhì) 由于熱脹冷縮產(chǎn)生的壓力變化。
當需要儲存太陽能量時，可開啟第三循環(huán)系統(tǒng)11，使部分或全部傳熱介質(zhì)經(jīng)第三循環(huán)系 統(tǒng)11送至儲熱器8中，通過熱交換，將熱能儲存在儲熱介質(zhì)中，冷卻后的傳熱介質(zhì)被回送至 集熱器2，循環(huán)往復(fù)。
當需要使用儲熱器8中儲存的熱量發(fā)電時，可開啟第四循環(huán)系統(tǒng)12，將經(jīng)儲熱器8加熱 的傳熱介質(zhì)送至蒸汽發(fā)生器6中，通過熱交換，加熱其中的液體，產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，用于 汽輪發(fā)電機7發(fā)電，冷卻后的傳熱介質(zhì)通過第四循環(huán)系統(tǒng)12回送至儲熱器8，進行加熱。
四個循環(huán)系統(tǒng)包括金屬或其他材料制成的管線及一些水泵、閥門，管線可采用保溫措施， 以減少傳輸過程中的熱能損失，循環(huán)回路也可并行走線，達到同樣的目的。
圖2是本發(fā)明設(shè)計的聚光器1、集熱器2、冷凝器結(jié)構(gòu)圖3，其中聚光器l采用菲涅爾線 聚焦式透鏡。集熱器2為一金屬吸熱管，內(nèi)部可流過傳熱介質(zhì)，當線照射在金屬管上，流過 內(nèi)部的傳熱介質(zhì)便被加熱，實現(xiàn)熱交換。圖中冷凝器3與聚光器1形成閉合的腔體，可保持 腔體內(nèi)的清潔，同時冷凝器3內(nèi)部蒸汽的余熱可使腔體內(nèi)保持一個較高的溫度，以提高熱效 率，冷凝器3位于聚光器1背光面還可避免陽光直射，有利于蒸汽的凝結(jié)，同時一體化的結(jié) 構(gòu)，可減少裝置的占地面積。多個一體化的聚光器l、集熱器2、冷凝器3可以通過第一循環(huán) 系統(tǒng)的管線串聯(lián)或并聯(lián)連接，實現(xiàn)大規(guī)模太陽能發(fā)電。
權(quán)利要求
1、一種太陽能發(fā)電裝置，其特征在于其包括一個或多個聚光器，用于將入射的太陽光線聚焦成一條焦線；一個或多個定向器，用于調(diào)整所述聚光器的焦線的位置；傳熱介質(zhì)，用于臨時存儲熱能并可循環(huán)使用的氣體或液體；一個或多個集熱器，用于將所述聚光器聚焦的光能轉(zhuǎn)變?yōu)樗鰝鳠峤橘|(zhì)的熱能；一個蒸汽發(fā)生器，用于將存儲于所述傳熱介質(zhì)中的能量轉(zhuǎn)換到高溫高壓蒸汽中；一個汽輪發(fā)電機，由所述蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽推動，將高溫高壓蒸汽中儲存的能量轉(zhuǎn)換為電能；一個或多個冷凝器，用于將經(jīng)過所述發(fā)電機后的蒸汽冷卻為液態(tài)；一個或多個傳熱介質(zhì)存儲器，用于存儲傳熱介質(zhì)，同時平衡由于熱脹冷縮產(chǎn)生的壓力；第一循環(huán)系統(tǒng)，連接于所述集熱器、蒸汽發(fā)生器及傳熱介質(zhì)存儲器之間，將集熱器中已吸熱的高溫所述傳熱介質(zhì)輸送到蒸汽發(fā)生器中，并將經(jīng)過蒸汽發(fā)生器中冷卻后的傳熱介質(zhì)送回集熱器；第二循環(huán)系統(tǒng)，連接于所述蒸汽發(fā)生器、冷凝器和汽輪發(fā)電機之間，將蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽輸送到汽輪發(fā)電機中，以便推動汽輪發(fā)電機發(fā)電，之后將低溫、低壓的蒸汽輸送到冷凝器中，并將冷凝器產(chǎn)生的液體送回蒸汽發(fā)生器中。
2、 按照權(quán)利要求l所述的太陽能發(fā)電裝置，其特征是還包括 一個或多個儲熱器，內(nèi)部含有儲熱介質(zhì)，用于儲存所述傳熱介質(zhì)傳來的熱能，所述儲熱介質(zhì)可以是沙石或混凝土等具有較高熱容量的固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)； 第三循環(huán)系統(tǒng)，連接于所述第一循環(huán)系統(tǒng)、儲熱器，將集熱器中已吸熱的高溫所述傳熱介 質(zhì)輸送到儲熱器中，并將經(jīng)過儲熱器后冷卻的傳熱介質(zhì)經(jīng)由第一循環(huán)系統(tǒng)送回集熱 器。
3、 按照權(quán)利要求2所述的太陽能發(fā)電裝置，其特征是還包括第四循環(huán)系統(tǒng)，連接于所述儲熱器、蒸汽發(fā)生器、傳熱介質(zhì)儲存器，將流經(jīng)儲熱器中已吸 熱的高溫所述傳熱介質(zhì)輸送到蒸汽發(fā)生器中，并將經(jīng)過蒸汽發(fā)生器冷卻后的傳熱介 質(zhì)送回儲熱器。
4、 按照權(quán)利要求1、 2、 3所述的太陽能發(fā)電裝置，其特征是所述聚光器中包含一個或多 個線聚焦透射式菲涅爾聚光鏡，或， 一個或多個反射式凹面聚光鏡，所述聚光鏡可將入射 光線匯聚于一條線上。
5、 按照權(quán)利要求1、 2、 3所述的太陽能發(fā)電裝置，其特征是所述定向器是一個電動或液壓執(zhí)行機構(gòu)，其可根據(jù)太陽的位置相應(yīng)調(diào)整所述聚光器的朝向角度，當所述冷凝器流出的液體溫度低于某一設(shè)定值時，使焦線正對于所述集熱器上，反之則偏轉(zhuǎn)一個角度，後冷凝 液體溫度低于所述設(shè)定值。
6、 按照權(quán)利要求l、 2、 3所述的太陽能發(fā)電裝置，其特征是所述冷凝器支撐所述聚光器,可隨所述定向器而轉(zhuǎn)動，并與聚光器形成一個閉合的腔體，所述集熱器置于腔體內(nèi)部。
7、 按照權(quán)利要求1、 2、 3所述的太陽能發(fā)電裝置，其特征是所述集熱器有兩個或多個端口，分別與在所述第一循環(huán)系統(tǒng)相接，所述傳熱介質(zhì)可以從-第一循環(huán)系統(tǒng)流入集熱器， 經(jīng)太陽光加熱后，流出至第一循環(huán)系統(tǒng)。
8、 按照權(quán)利要求1、 2、 3所述的太陽能發(fā)電裝置，其特征是所述第一循環(huán)系統(tǒng)、第二循環(huán)系統(tǒng)、第三循環(huán)系統(tǒng)或第四循環(huán)系統(tǒng)，包括由金屬或其他材料制成的單層或多層隔熱管 網(wǎng)，以及多個與所述隔熱管網(wǎng)連通的循環(huán)泵及闊門。
9、 按照權(quán)利要求1、 2、 3所述的太陽能發(fā)電裝置，其特征是所述蒸汽發(fā)生器是一個蒸汽鍋爐，由所述傳熱介質(zhì)加熱蒸汽鍋爐，產(chǎn)生水蒸汽，用于推動所述汽輪發(fā)電機。
10、 按照權(quán)利要求l、 2、 3所述的太陽能發(fā)電裝置，其特征是所述傳熱介質(zhì)可以是空氣或者二氧化碳。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能發(fā)電裝置。本發(fā)明的特點是采用一個或多個聚光器，將太陽光進行線形聚焦，并照射到一個或多個集熱器上，集熱器內(nèi)部的傳熱介質(zhì)吸收太陽光熱量后，通過循環(huán)系統(tǒng)，輸送至蒸汽發(fā)生器，產(chǎn)生的蒸汽推動發(fā)電機發(fā)電；當需要存儲太陽能時，可將傳熱介質(zhì)傳輸?shù)絻崞?，加熱儲熱介質(zhì)，達到存儲太陽能的目的；當需要用儲存的能量發(fā)電時，可將傳熱介質(zhì)傳輸?shù)絻崞?，利用儲熱介質(zhì)加熱傳熱介質(zhì)，然后輸送到蒸汽發(fā)生器中，產(chǎn)生蒸汽，用于推動發(fā)電機發(fā)電。
文檔編號H02N6/00GK101388626SQ200710145408
公開日2009年3月18日 申請日期2007年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月11日
發(fā)明者張東勝 申請人:張東勝