一種太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)，包括：太陽能聚光裝置、熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)、聲波變換裝置、壓電發(fā)電裝置、電能變換裝置和儲(chǔ)能裝置。本實(shí)用新型有效解決了現(xiàn)有太陽能熱聲發(fā)電系統(tǒng)中采用電解質(zhì)-磁場耦合發(fā)電系統(tǒng)和直線振蕩發(fā)電系統(tǒng)中存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、工作頻率低、不能進(jìn)行大功率發(fā)電、且不能有效發(fā)揮熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)容易產(chǎn)生高頻壓力波的優(yōu)勢等問題。因此，本實(shí)用新型太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，安裝便利，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，整個(gè)系統(tǒng)發(fā)電效率高，同時(shí)本實(shí)用新型太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)?？筛鶕?jù)實(shí)際的需要而設(shè)定，建造靈活，整個(gè)系統(tǒng)的建造周期短，成本低。
【專利說明】—種太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于新能源【技術(shù)領(lǐng)域】，本實(shí)用新型涉及太陽能熱發(fā)電技術(shù)，尤其涉及一種太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中普遍采用蒸汽機(jī)以及斯特林外燃機(jī)等發(fā)電方式發(fā)電，現(xiàn)有的蒸汽機(jī)發(fā)電系統(tǒng)利用率和發(fā)電效率較差，熱利用率低，只能用建造系統(tǒng)規(guī)模足夠大來提高太陽能的利用率，因此導(dǎo)致其建造成本高，周期長；而現(xiàn)有的斯特林外燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)中，機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件較多，使得整個(gè)系統(tǒng)的制造和安裝工藝復(fù)雜，成本較高，且運(yùn)行的可靠性和實(shí)用性也較差，這在一定程度上限制了太陽能的推廣和應(yīng)用。熱聲發(fā)電是基于熱聲效應(yīng)，將熱能轉(zhuǎn)化為聲波，再將聲波轉(zhuǎn)化為電能，具有能源適應(yīng)性好、無運(yùn)動(dòng)部件、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因此太陽能熱聲發(fā)電成為研究熱點(diǎn)。目前在太陽能熱聲發(fā)電技術(shù)的領(lǐng)域中，主要采用電解質(zhì)-磁場耦合發(fā)電系統(tǒng)(如專利CN101344077A)、直線振蕩發(fā)電系統(tǒng)(如專利CN101629558A)，這些發(fā)電系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、工作頻率低、不能進(jìn)行大功率發(fā)電等缺點(diǎn)，且不能有效發(fā)揮熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)容易產(chǎn)生高頻壓力波的優(yōu)勢的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]要解決的技術(shù)問題
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型的目的在于提供一種太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、工作頻率低、不能進(jìn)行大功率發(fā)電、且不能有效發(fā)揮熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)容易產(chǎn)生高頻壓力波的優(yōu)勢等問題。
[0005]技術(shù)方案
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)，包括:1)太陽能聚光裝置，用于將太陽光聚焦在熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)上；2)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)，用于將太陽能聚光裝置聚焦后產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換成聲波；3)聲波變換裝置，用于將熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成的聲波轉(zhuǎn)換成振幅和壓力適合壓電發(fā)電裝置工作的機(jī)械振動(dòng)；4)壓電發(fā)電裝置，用于將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電能；5)電能變換裝置，用于將壓電發(fā)電裝置轉(zhuǎn)換的電能進(jìn)行調(diào)整和轉(zhuǎn)換；6)儲(chǔ)能裝置，用于儲(chǔ)存經(jīng)電能變換裝置調(diào)整和變換后的電能。
[0007]優(yōu)選地，所述的太陽能聚光裝置可以是碟式太陽能聚光裝置、塔式太陽能聚光裝置、槽式太陽能聚光裝置或前述二種或二種以上組合聚光裝置。
[0008]優(yōu)選地，所述的太陽能聚光裝置上還可設(shè)置太陽光線跟蹤系統(tǒng)，使得太陽能聚光裝置能夠隨著太陽光的入射方向而變化。由此聚光點(diǎn)也會(huì)發(fā)生變化，所以熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)要與太陽能聚光裝置發(fā)生關(guān)聯(lián)動(dòng)作，以保證聚焦后的光線能夠入射到熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)上。
[0009]優(yōu)選地，所述的熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)是駐波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)或行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)或串級(jí)混合型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0010]優(yōu)選地，所述的壓電發(fā)電裝置由振動(dòng)膜片和壓電材料疊放在一起構(gòu)成，振動(dòng)膜片將機(jī)械振動(dòng)的壓力轉(zhuǎn)化為振動(dòng)膜片的振動(dòng)，振動(dòng)膜片的振動(dòng)對壓電材料進(jìn)行擠壓，從而產(chǎn)生電能。較優(yōu)地，所述的振動(dòng)膜片為合金振動(dòng)膜片。所述的壓電材料由壓電陶瓷、壓電鐵電性材料、壓電聚合物、壓電復(fù)合材料之一或其組合制成。
[0011]優(yōu)選地，所述的電能變換裝置包括控制模塊、整流模塊和逆變模塊。控制模塊和整流模塊之間，控制模塊和逆變模塊之間都通過線路相連?？刂颇K發(fā)出控制指令對整流模塊和逆變模塊進(jìn)行控制；整流模塊由變壓器、整流主電路和濾波器等組成，整流模塊將壓電發(fā)電裝置內(nèi)壓電材料產(chǎn)生的交流電整流為直流電存儲(chǔ)在儲(chǔ)能裝置中；逆變模塊由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成，逆變模塊將儲(chǔ)能裝置中的低壓直流逆變?yōu)楹线m的交流電以供使用。
[0012]優(yōu)選地，所述的儲(chǔ)能裝置是鎳鎘電池或鎳氫電池或鋰電池或鋰聚合物電池或鉛酸電池。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0014]本實(shí)用新型有效解決了現(xiàn)有太陽能熱聲發(fā)電系統(tǒng)中采用電解質(zhì)-磁場耦合發(fā)電系統(tǒng)和直線振蕩發(fā)電系統(tǒng)中存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、工作頻率低、不能進(jìn)行大功率發(fā)電、且不能有效發(fā)揮熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)容易產(chǎn)生高頻壓力波的優(yōu)勢等問題。因此，本實(shí)用新型太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，安裝便利，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，整個(gè)系統(tǒng)發(fā)電效率高，同時(shí)本實(shí)用新型太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)?？筛鶕?jù)實(shí)際的需要而設(shè)定，建造靈活，整個(gè)系統(tǒng)的建造周期短，成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電程序框圖示意圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中所示標(biāo)記如下:太陽能聚光裝置1，熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)2，聲波變換裝置3，壓電發(fā)電裝置4，電能變換裝置5，儲(chǔ)能裝置6。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖具體說明該實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0019]實(shí)施例1:
[0020]如圖2所示，本實(shí)施例的太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)，包括:太陽能聚光裝置1，熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)2，聲波變換裝置3，壓電發(fā)電裝置4，電能變換裝置5，儲(chǔ)能裝置6。太陽能聚光裝置I通過反射鏡以聚焦的方式將太陽能直射光聚焦起來，聚焦焦點(diǎn)位于熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)2上。熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)2將焦點(diǎn)的熱能通過轉(zhuǎn)換為聲波，熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)2轉(zhuǎn)換成的聲波通過聲波變換裝置3轉(zhuǎn)換成振幅和壓力適合壓電發(fā)電裝置4所需的機(jī)械振動(dòng)，并傳遞給壓電發(fā)電裝置4，壓電發(fā)電裝置4將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電能，壓電發(fā)電裝置4轉(zhuǎn)換的電能通過電能變換裝置5變換為直流電儲(chǔ)存于儲(chǔ)能裝置6中，儲(chǔ)能裝置6中的電能通過電能變換裝置5變換為合適的交流電供以使用。
[0021]其中太陽能聚光裝置I為碟式太陽能發(fā)電聚光裝置，熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)2為駐波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)，壓電發(fā)電裝置4中的壓電材料為壓電陶瓷，儲(chǔ)能裝置6為鎳鎘電池。電能變換裝置5包括控制模塊、整流模塊和逆變模塊?？刂颇K發(fā)出控制指令對整流模塊和逆變模塊進(jìn)行控制，整流模塊將壓電發(fā)電裝置4內(nèi)壓電材料產(chǎn)生的交流電整流為直流電存儲(chǔ)在儲(chǔ)能裝置6中；逆變模塊由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成，逆變模塊將儲(chǔ)能裝置6中的低壓直流逆變?yōu)楹线m的交流電以供使用。
[0022]如圖1所示，本實(shí)施例的太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電程序，具體如下:
[0023]I)太陽能聚光裝置將太陽光聚焦在熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)上產(chǎn)生熱能；
[0024]2)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)將太陽能聚光裝置聚焦后產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換成聲波；
[0025]3)聲波變換裝置將聲波轉(zhuǎn)換成振幅和壓力適合壓電發(fā)電裝置工作的機(jī)械振動(dòng)；
[0026]4)壓電發(fā)電裝置將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電能；
[0027]5)電能變換裝置的整流模塊將壓電發(fā)電裝置轉(zhuǎn)換的交流電進(jìn)行調(diào)整和轉(zhuǎn)換成直流電；
[0028]6)儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)存經(jīng)電能變換裝置調(diào)整和變換后的電能；
[0029]7)逆變模塊將儲(chǔ)能裝置6中的低壓直流逆變?yōu)楹线m的交流電以供使用。
[0030]上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行了說明，但本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例，還要以根據(jù)發(fā)明創(chuàng)造的目的作出多種變化。根據(jù)本實(shí)用新型方法的精神實(shí)質(zhì)和原理做的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在此實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍內(nèi)。例如，太陽能聚光裝置還可采用塔式太陽能聚光裝置、槽式太陽能聚光裝置或前述二種或二種以上組合聚光裝置。熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)還可替換為駐波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)或行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)或串級(jí)混合型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)。儲(chǔ)能裝置還可選擇鎳氫電池或鋰電池或鋰聚合物電池或鉛酸電池等。此外，把太陽能熱發(fā)聲壓電發(fā)電系統(tǒng)都應(yīng)用于住宅、廠房等建筑物或其他領(lǐng)域，亦在此實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:該發(fā)電系統(tǒng)包括:1)太陽能聚光裝置，用于將太陽光聚焦在熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)上；2)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)，用于將太陽能聚光裝置聚焦后產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換成聲波；3)聲波變換裝置，用于將熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成的聲波轉(zhuǎn)換成振幅和壓力適合壓電發(fā)電裝置工作的機(jī)械振動(dòng)；4)壓電發(fā)電裝置，用于將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電能；5)電能變換裝置，用于將壓電發(fā)電裝置轉(zhuǎn)換的電能進(jìn)行調(diào)整和轉(zhuǎn)換；6)儲(chǔ)能裝置，用于儲(chǔ)存經(jīng)電能變換裝置調(diào)整和變換后的電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述的太陽能聚光裝置是碟式太陽能聚光裝置、塔式太陽能聚光裝置、槽式太陽能聚光裝置或前述二種或二種以上組合聚光裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述的太陽能聚光裝置上設(shè)置太陽光線跟蹤系統(tǒng)，并且所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)與太陽能聚光裝置發(fā)生關(guān)聯(lián)動(dòng)作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述的熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)是駐波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)或行波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)或串級(jí)混合型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述的壓電發(fā)電裝置由振動(dòng)膜片和壓電材料疊放在一起構(gòu)成，振動(dòng)膜片將機(jī)械振動(dòng)的壓力轉(zhuǎn)化為振動(dòng)膜片的振動(dòng)，振動(dòng)膜片的振動(dòng)對壓電材料進(jìn)行擠壓，從而產(chǎn)生電能。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述的振動(dòng)膜片為合金振動(dòng)膜片；所述的壓電材料由壓電陶瓷、壓電鐵電性材料、壓電聚合物、壓電復(fù)合材料之一或其組合制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述的電能變換裝置包括控制模塊、整流模塊和逆變模塊；控制模塊和整流模塊之間、控制模塊和逆變模塊之間都通過線路相連；控制模塊發(fā)出控制指令對整流模塊和逆變模塊進(jìn)行控制；整流模塊將壓電發(fā)電裝置產(chǎn)生的交流電整流為直流電存儲(chǔ)在儲(chǔ)能裝置中；逆變模塊將儲(chǔ)能裝置中的低壓直流逆變?yōu)榻涣麟娨怨┦褂谩?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能熱聲壓電發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述的儲(chǔ)能裝置是鎳鎘電池或鎳氫電池或鋰電池或鋰聚合物電池或鉛酸電池。
【文檔編號(hào)】H02N2/18GK203660924SQ201320490050
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月5日
【發(fā)明者】嚴(yán)科飛, 任偉華 申請人:內(nèi)蒙古金崗重工有限公司