CN103378620B - 一种用于发电的变频加热装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于发电的变频加热装置，该变频加热装置包括太阳能发电单元或风力发电单元，变频电源，变压器，控制器和加热器，变频电源分别与控制器和变压器连接，控制器用来实时控制调节变频电源，变压器再将变频后的电流引入加热器进而产生热量加热或预热流过的流体，变压器中的输出线圈可以采用合适的形式，如采用金属管绕制，金属管外表涂有绝缘材料，此外，加热器中的加热线圈或电阻丝根据其尺寸需求和功率需求实际而制成，最终实现对工作流体的加热或预热效果。

Description

一种用于发电的变频加热装置
技术领域
本发明涉及一种经过改进的太阳能发电***，特别是一种利用二次聚集太阳能进行发电的太阳能发电装置***。
背景技术
人类利用风能和太阳能已经有数千年的历史，在蒸汽机发明以前风能曾经作为重要的动力，用于人类生活的众多方面。风能和太阳能是没有公害的能源之一，而且它取之不尽，用之不竭，其是一种潜力很大的新能源，有人估计过，地球上可用来发电的仅风力资源约有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。因此，国内外都很重视利用风和太阳能来发电，开发新能源。
现有利用风能和太阳能的方式已经十分成熟，也有将其引入到现有发电技术中从而节省资源， 公知的事实是风能和太阳能利用，如把风能转变为电能是风能利用中最基本的一种方式。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能。发电机在风轮轴的带动下旋转发电。风轮是集风装置，它的作用是把流动空气具有的动能转变为风轮旋转的机械能。一般风力发电机的风轮由2个或3个叶片构成。在风力发电机中，已采用的发电机有3种，即直流发电机、同步交流发电机和异步交流发电机。 目前，风力不稳定，风向和风风力时常改变，能量无法集中。由于自然风的间歇性，实际发电能力是受制于风能无常行为的安装容量的0％～100％不等。太阳能发电***一般由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）等装置组成。如输出电源为交流220v，还需要配置逆变器。
现有发电技术中主要是利用汽轮机带动发电机发电，汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。又称蒸汽透平。主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。汽轮机的蒸汽来源主要是来自锅炉燃烧煤炭等不可再生资源，产生的热量加热水蒸汽，导入水蒸气到汽轮机中从而进行发电。而目前来看，将太阳能和风能引入到现有发电技术中是否可行，如何将其引入存在技术难题。
发明内容
本发明的主要目的是引入太阳能或风能来作为能量来源，实现能量的可再生，大大节约了煤炭等不可再生能源。具体是将太阳能或风能引入到水蒸汽的加热方面，具体为使用风能或太阳能的能量来导入一变频加热装置中来实现的，通过该变频加热装置对工作流体的加热，从而推动汽轮机发电，实现了对太阳能和风能的利用。
具体来看，本发明的技术方案为，
该变频加热装置包括太阳能发电单元，变频电源，变压器，控制器和加热器，所述太阳能发电单元包括太阳能电池板，和用于将太阳能集中反射到太阳能电池板上的多个反射板，以及蓄电池，用于储存电能或直接使用。蓄电池的输出端连接到变频电源上，变频电源分别与控制器和变压器连接，控制器用来实时控制调节变频电源，变压器再将变频后的电流引入加热器进而产生热量加热或预热流过的流体，变压器中的输出线圈可以采用合适的形式，如采用金属管绕制，金属管外表涂有绝缘材料，此外，加热器中的加热线圈或电阻丝根据其尺寸需求和功率需求实际而制成，最终实现对工作流体的加热或预热效果。
该变频加热装置的另一形式还可以为，其包括风能发电单元即风塔装置，变频电源，变压器，控制器和加热器，所述风能发电单元包括风轮，和用于将风轮旋转能量转换为电能的发电机以及蓄电池，其用于储存电能或直接使用。蓄电池的输出端连接到变频电源上，变频电源分别与控制器和变压器连接，控制器用来实时控制调节变频电源，变压器再将变频后的电流引入加热器进而产生热量加热或预热流过的流体，变压器中的输出线圈可以采用合适的形式，如采用金属管绕制，金属管外表涂有绝缘材料，此外，加热器中的加热线圈或电阻丝根据其尺寸需求和功率需求实际而制成，最终实现对工作流体的加热或预热效果。
本发明技术方案的技术效果在于，
1.节约有限的不可再生资源，最大程度利用太阳能和风能；
2.相比于传统技术，其将太阳能和风能引入到现有发电***中，成本较低，获得较好的应用效果；
3.太阳能聚集效果突出，产生电力稳定持续，并且能够全天候存储使用；
4.使用变频技术加热工作流体，大大增强了能量使用效率。
附图说明
接下来，通过优选的实施例并参照附图对本发明的技术方案加以说明。
图1表示出本发明的用于发电的变频加热装置一个实施例示意图；
图2表示出本发明的用于发电的变频加热装置另一个实施例示意图。
具体实施方式
实施方式一
在图1中，表示出本发明的用于发电的变频加热装置一个实施例示意图，该变频加热装置100包括太阳能发电单元200，变频电源300，变压器400，控制器500和加热器600，所述太阳能发电单元200包括太阳能电池板202，和用于将太阳能集中反射到太阳能电池板202上的多个反射板201，以及蓄电池203，用于储存电能或直接使用。蓄电池203的输出端连接到变频电源300上，变频电源300分别与控制器500和变压器400连接，控制器500用来实时控制调节变频电源300，变压器400再将变频后的电流引入加热器进而产生热量加热或预热流过的流体，变压器400中的输出线圈可以采用合适的形式，如采用金属管绕制，金属管外表涂有绝缘材料，此外，加热器600中的加热线圈或电阻丝根据其尺寸需求和功率需求实际而制成，最终实现对工作流体的加热或预热效果，实际加热功率可达30KW左右。
本发明实施方式一的工作过程为，太阳光直接照射到太阳能电池板202上，还有一部分太阳光照射到反射器201上，由反射器201反射到太阳能电池板上，实现了太阳能的聚集效果，将太阳能转化为电能存储在蓄电池203上，也可通过若干成排成组的太阳能电池板，最终聚集为可以用于储存或直接使用的能量更大的电能。通过电缆连接蓄电池203与变频电源300，其可以按照实际选择是直流或交流形式，然后经过变压器400处理后输送到加热器600实现最终的加热或预热工作流体的技术效果，这样通过该变频加热装置既利用了太阳能资源进入现有的发电装置中，既可以通过蓄电池实现太阳能全天候的使用，又实现了其发热效率高并能显著减少升温时间。
实施方式二
在图2中，表示出本发明的用于发电的变频加热装置另一个实施例示意图，该变频加热装置100包括风能发电单元700即风塔装置，变频电源300，变压器400，控制器500和加热器600，所述风能发电单元700包括风轮701，和用于将风轮701旋转能量转换为电能的发电机702以及蓄电池703，其用于储存电能或直接使用。蓄电池703的输出端连接到变频电源300上，变频电源300分别与控制器500和变压器400连接，控制器500用来实时控制调节变频电源300，变压器400再将变频后的电流引入加热器进而产生热量加热或预热流过的流体，变压器400中的输出线圈可以采用合适的形式，如采用金属管绕制，金属管外表涂有绝缘材料，此外，加热器600中的加热线圈或电阻丝根据其尺寸需求和功率需求实际而制成，最终实现对流体的加热或预热效果，实际加热功率可达30KW左右。
本发明实施方式二的工作过程为，风能带动风塔上的风轮701带动旋转，进而带动发电机702旋转发电，将风能转换为电能存储在蓄电池703上，从而实现了风能的利用和存储效果，也可通过若干成排成组的风塔装置，最终聚集为可以用于储存或直接使用的能量更大的电能。通过电缆连接蓄电池203与变频电源300，其可以按照实际选择是直流或交流形式，然后经过变压器400处理后输送到加热器600实现最终的加热或预热工作流体的技术效果，这样通过该变频加热装置既将风能资源引入现有的发电装置中，又实现了其发热效率高并能显著减少升温时间。
需要说明的是，通过本领域内那些熟练技术人员可以在不偏离发明的范围内作出合适的修改和元素替换。此外，在不偏离本发明教导的基本范围内，许多修改可以作出以适应特定情况或材料。因此，该发明不仅限于披露的具体实施例，但该发明将包括落在本发明应用范围内的所有实施例。

Claims (3)

1.一种用于发电的变频加热装置，该变频加热装置包括太阳能发电单元，变频电源，变压器，控制器和加热器，所述太阳能发电单元包括太阳能电池板，和用于将太阳能集中反射到太阳能电池板上的多个反射板，其中，太阳光直接照射到太阳能电池板上和/或一部分太阳光照射到反射板上，再反射到太阳能电池板上，以及蓄电池，其用于储存电能或直接使用，蓄电池的输出端连接到变频电源上，变频电源分别与控制器和变压器连接，控制器用来实时控制调节变频电源，变压器再将变频后的电流引入加热器进而产生热量加热或预热流过的流体，通过该变频加热装置对工作流体的加热，从而推动汽轮机发电，所述加热器中的加热线圈或电阻丝根据其尺寸需求和功率需求实际而制成，最终实现对工作流体的加热或预热效果，变压器中的输出线圈采用金属管绕制，所述金属管外表涂有绝缘材料，所述太阳能电池板为若干成排成组的太阳能电池板，所述反射板能够设置为两个或多个，圆形地包围所述太阳能电池板。
2.一种用于发电的变频加热装置，该变频加热装置包括风能发电单元，变频电源，变压器，控制器和加热器，所述风能发电单元为风塔装置，其包括风轮，和用于将风轮旋转能量转换为电能的发电机以及蓄电池，其用于储存电能或直接使用，蓄电池的输出端连接到变频电源上，变频电源分别与控制器和变压器连接，控制器用来实时控制调节变频电源，变压器再将变频后的电流引入加热器进而产生热量加热或预热流过的流体，通过该变频加热装置对工作流体的加热，从而推动汽轮机发电，所述加热器中的加热线圈或电阻丝根据其尺寸需求和功率需求实际而制成，最终实现对工作流体的加热或预热效果，变压器中的输出线圈采用金属管绕制，所述金属管外表涂有绝缘材料。
3.如权利要求2所述的用于发电的变频加热装置，其特征在于：所述风能发电单元，并能够成排或成组设置。
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