CN201289242Y - 一种太阳能发电装置 - Google Patents

Abstract

一种太阳能发电装置，由集热***、注油***和发电***组成；集热***由高反射抛物镜面、集热器、过滤器、分油缸、上行循环泵、下行循环泵、集油缸、油液上行管道、油液下行管道组成；过滤器、分油缸、上行循环泵串联在油液上行管道上，下行循环泵、集油缸串联在油液下行管道上；注油***与油液下行管道并联，注油***由注油泵、膨胀槽、热油泵、热油储槽构成，发电***由蒸发器、二次预热器、透平、发动机、一次预热器、冷凝器、工质循环泵组成，本装置采用双工质双循环***，利用太阳能加热集热器中的导热油，导热油再加热低沸点有机工质使之气化，推动透平做功，带动发电机产生电能，传热效率高、热负荷稳定、运行平稳、安全可靠。

Description

一种太阳能发电装置

技术领域

本实用新型涉及发电装置，特别涉及太阳能发电装置。

背景技术

太阳能资源丰富，可***，又无需运输，对环境无任何污染，是可再生能源，取之不尽，清洁安全。

现有的太阳能发电装置主要由太阳能光伏电池、控制器和逆变器三大部分组成，太阳能光伏电池，是一种将光能直接转换成电能的半导体器件。它的原料硅晶，目前世界上只有美国、日本、德国等只有不到10个国家掌握这项技术(并且核心技术也一直都掌握在几家公司手中，具有相当的垄断性)。而且由于硅材料严重短缺的制约，我国95％的高纯多晶硅材料依赖进口，因此太阳能电池价格高昂，使太阳能发电价格很难有所下降。另外，太阳能电池中组件成本占整套***的比例达到了70％。要降低太阳能发电的成本，就得不断提高光电转换率，而目前的光电转换率多在15％左右，短时间很难大有突破。太阳能光伏电池的主要原料和生产技术基本上被国外垄断，高额成本已经成为制约我国太阳能发电的最大瓶颈。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种太阳能发电装置，它采用双工质双循环***，利用低沸点有机工质在低温下即可气化的特点，吸收导热油的热量使之气化，推动透平做功，带动发电机产生电能，将太阳能转化为电能和热水。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种太阳能发电装置，由集热***、注油***和发电***组成；其特征是：集热***由高反射抛物镜面、集热器、过滤器、分油缸、上行循环泵、下行循环泵、集油缸、油液上行管道、油液下行管道组成；该集热器的出口与油液上行管道的入口连接，集热器的入口与油液下行管道的出口连接；所述过滤器、分油缸、上行循环泵串联在油液上行管道上，所述下行循环泵、集油缸串联在油液下行管道上；注油***与油液下行管道并联，注油***由注油泵、膨胀槽、热油泵、热油储槽构成，注油管道跨接在所述油液下行管道的入口和出口之间，注油泵、膨胀槽、热油泵、热油储槽依次串联在注油管道上；所述发电***由蒸发器、二次预热器、透平、发动机、一次预热器、冷凝器、工质循环泵组成，蒸发器的壳侧出口通过工质气相管道与透平的入口连通，透平的出口通过乏气输送管与一次预热器的壳侧入口连通，一次预热器的壳侧出口经过一号联接管与冷凝器连通，冷凝器的冷凝液出口经过工质液相管道与一次预热器的管侧入口连通，一次预热器的管侧出口经过回程管与二次预热器的壳侧入口连通，二次预热器的壳侧出口经过二号联接管与蒸发器的壳侧入口连通；蒸发器的管侧入口通过一号管接头与油液上行管道的出口连接，蒸发器的管侧出口通过三号联接管与二次预热器的管侧入口连接，二次预热器的管侧出口通过二号管接头与油液下行管道的入口连接；所述工质循环泵设置在工质液相管道上，所述油液下行管道、注油管道、工质气相管道上设置有控制阀门。

所述工质气相管道与乏气输送管之间跨接有旁通管道，该旁通管道上设置有控制阀门。

所述分油缸与集油缸之间设置有联通管，该联通管上设置有控制阀门。

所述冷凝器是空冷式冷凝器或水冷式冷凝器。

本实用新型有以下积极有益的效果：

本实用新型通过太阳能加热集热器中流动的导热油，导热油再加热低沸点有机工质，气化后的有机工质推动透平发电机组发电，属于双工质双循环***。导热油是一种良好的有机热载剂，具有较高的热容量和较低粘度。在常压下导热油的初馏点比水的蒸发温度要高出数倍。导热油在300℃的条件下仍不气化而保持常压，此时饱和压力的水蒸汽已高达8.5MPa。用导热油代替传统的水蒸汽热载剂，就能以低压管道***代替高压管道***。

导热油还具有传热均匀，热稳定性好以及优良的导热特性。例如在100℃时，饱和水蒸汽的导热系数为0.0237W/(m.℃)，而Mobiltherm 605#导热油在100℃时的导热系数为0.127W/(m.℃)，是水蒸汽的5.35倍，传输距离远、热损失小，能在多种不同温度下获得热量。

导热油适用于流动加热别的用热设备。导热油冷却速度低，温度波动变化小，传热效率高，可以作为稳定的加热热源。

导热油不含芳烃，是一种液体石蜡，外观淡黄无味，加热后逐渐变成褐色。导热油对普通的碳钢设备和管道基本上无腐蚀作用，不需要采用类似蒸汽***的给水脱盐、除氧等复杂的处理过程，因此具有***简单输送方便等优点。

导热油采用液相方式换热，相对于汽相方式换热，液相换热***的优点是不会泄漏，运行操作简单稳定。

本实用新型充分利用导热油循环压力低、加热过程只有温度升高而不发生气化、导热油温度稳定的特点，可以达到流动加热，获得波动范围小、稳定的热负荷，蒸发器由流动的导热油加热、效率高体积小，太阳能发电装置可以有效控制、稳定运行，发出的电量稳定。

利用低沸点有机工质在低温下即可气化的特点，吸收导热油的热量使之气化，进入透平做功，带动发电机产生电能，并可获得热水等副产品。

冷凝器可以是空气(风)冷却的，也可以是水冷却的。空冷适合缺水地区使用。

在工质循环回路上设有一次预热器和二次预热器。两次预热液态低沸点有机工质，使循环过程的余热可以被充分回收利用，提高了太阳能发电装置效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的结构示意图

图2是本实用新型实施例二的结构示意图

具体实施方式

图中标号

1高反射抛物镜面           2过滤器             3分油缸

4上行循环泵               5下行循环泵         6集油缸         7注油泵

8膨胀槽                   9热油泵             10热油储槽      11注油管道

12油液上行管道            13油液下行管道               14蒸发器

15二次预热器              16透平                       17一次预热器

18空冷式冷凝器            19工质循环泵                 20工质气相管道

21乏气输送管              22一号联接管                 23工质液相管道

24回程管                  25二号联接管                 26控制阀门

27一号管接头              28二号管接头                 29控制阀门

30控制阀门                31旁通管道                   32控制阀门

33控制阀门                34风机                       35发电机

36联通管                  37控制阀门                   38水冷式冷凝器

39循环水管道              40联轴器                     41集热器

42循环水泵                43三号联接管

实施例一

请参照图1，本实用新型是一种太阳能发电装置，由集热***、注油***和发电***组成；集热***由高反射抛物镜面1、集热器41、过滤器2、分油缸3、上行循环泵4、下行循环泵5、集油缸6、油液上行管道12、油液下行管道13组成；

该集热器41的出口与油液上行管道12的入口连接，集热器41的入口与油液下行管道13的出口连接；

过滤器2、分油缸3、上行循环泵4串联在油液上行管道12上，所述下行循环泵5、集油缸6串联在油液下行管道13上；

注油***并联在油液下行管道13上，注油***由注油泵7、膨胀槽6、热油泵9、热油储槽10构成，注油管道11跨接在油液下行管道13的入口和出口之间，注油泵7、膨胀槽8、热油泵9、热油储槽10依次串联在注油管道11上；

发电***由蒸发器14、二次预热器15、透平16、一次预热器17、空冷式冷凝器18、工质循环泵19组成，蒸发器14的壳侧出口通过工质气相管道20与透平16的入口连通，透平16的出口通过乏气输送管21与一次预热器17的壳侧入口连通，一次预热器17的壳侧出口经过一号联接管22与空冷式冷凝器18连通，空冷式冷凝器18的冷凝液出口经过工质液相管道23与一次预热器17的管侧入口连通，一次预热器17的管侧出口经过回程管24与二次预热器15的壳侧入口连通，二次预热器15的壳侧出口经过二号联接管25与蒸发器14的壳侧入口连通；

蒸发器14的管侧入口通过一号管接头27与油液上行管道12的出口连接，蒸发器14的管侧出口通过三号联接管43与二次预热器15的管侧入口连接，二次预热器15的管侧出口通过二号管接头28与油液下行管道13的入口连接，工质循环泵19设置在工质液相管道23上；油液下行管道13上设置有控制阀门26；注油管道11的两端设置有控制阀门29、30；工质气相管道20上设置有控制阀门32。

工质气相管道20与乏气输送管21之间跨接有旁通管道31，该旁通管道31上设置有控制阀门33。

分油缸3与集油缸6之间设置有联通管36，该联通管36上设置有控制阀门37。

本实用新型的发电***采用低沸点有机工质，可以是正戊烷、异戊烷、环戊烷、氯乙烷、正己烷、正丁烷、异丁烷、氟利昂-11、氟利昂-12、二氯甲烷等。

下面详述本装置的工作原理：

利用高反射抛物镜面1聚集起来的太阳能加热集热器41中的导热油，使其温度达到一定值。当阀门26开启，阀门29、30关闭，在上行循环泵4、下行循环泵5的驱动下，导热油从集热器41的出口流出，依次流经过滤器2、分油缸3送往各蒸发器14、然后经过二次预热器15、集油缸6返回集热器41的入口，上述过程周而复始，形成循环，在这个过程中，导热油所携带的热量传递给了低沸点有机工质。

过滤器2的作用是过滤导热油。分油缸3的作用是将热油进行分配，输送给多个蒸发器14，实现一台集热器41带动多个发电***。集油缸6的作用是将各用热设备的回油集中起来。

蒸发器14的作用是用蒸发器14管侧流动的导热油加热在蒸发器14壳侧流动的低沸点有机工质，使其气化。

热油储槽10的作用是贮存热油。膨胀槽8的作用是接受导热油膨胀溢流，导热油经膨胀槽8、注油管道11注入集热器41。

当太阳能发电装置停运时，导热油回到热油储槽10和膨胀槽8内。保证太阳能发电装置的安全性和维修性。

二次预热器15的作用是第二次预加热在二次预热器15壳侧流动的低沸点有机工质，使其获得一定的温度，以回收导热油显热，提高装置循环效率。透平16与发电机35通过联轴器40连接。

透平16的作用是将气化后的低沸点有机工质所携带的能量转化为机械能，并带动发电机35转动。发电机35的作用是产生电能。

一次预热器17的作用是第一次预热被空冷式冷凝器18液化的低沸点有机工质，以回收乏气显热，提高装置循环效率。

空冷式冷凝器18的作用是将低沸点有机工质乏气液化。空冷适合缺水地区使用。工质循环泵19推动液态低沸点有机工质流动。

风机34是空冷式冷凝器18的冷源。

当阀门32打开，阀门33关断，在蒸发器14内被导热油加热气化为一定压力和温度的低沸点有机工质气进入透平16入口，膨胀做功，将热能转化成机械能，透平16带动发电机35发电，将机械能转化成电能。

从透平16出口排出的乏气依次进入一次预热器17壳侧预加热液化后的低沸点有机工质、然后再进入空冷式冷凝器18的管侧进行液化。液化后的低沸点有机工质在工质循环泵19的推动下进入一次预热器17管侧被第一次预加热、再进入二次预热器15壳侧被第二次预加热，然后进入蒸发器14的壳侧，完成循环。

实施例二

请参照图2，本实施例与上述实施例的结构和工作原理基本相同，不同之处在于，本实施例采用水冷式冷凝器38，循环水泵42、循环水管道39是水冷式冷凝器38的辅助设备。

水冷式冷凝器38还可以产生60-80℃的热水。热水还可以作为其它工业装置的动力源或用于生活用水。

当阀门32关闭，阀门33打开，在蒸发器14内被导热油加热气化为一定压力和温度的低沸点有机工质气体不经过透平16做功发电。水冷式冷凝器38可以产生热水。

实施时，可将由几个集热***和注油***组成的模块与若干个发电***互相组合。

Claims (4)

1.一种太阳能发电装置，由集热***、注油***和发电***组成；其特征是：集热***由高反射抛物镜面、集热器、过滤器、分油缸、上行循环泵、下行循环泵、集油缸、油液上行管道、油液下行管道组成；该集热器的出口与油液上行管道的入口连接，集热器的入口与油液下行管道的出口连接；所述过滤器、分油缸、上行循环泵串联在油液上行管道上，所述下行循环泵、集油缸串联在油液下行管道上；注油***与油液下行管道并联，注油***由注油泵、膨胀槽、热油泵、热油储槽构成，注油管道跨接在所述油液下行管道的入口和出口之间，注油泵、膨胀槽、热油泵、热油储槽依次串联在注油管道上；所述发电***由蒸发器、二次预热器、透平、发动机、一次预热器、冷凝器、工质循环泵组成，蒸发器的壳侧出口通过工质气相管道与透平的入口连通，透平的出口通过乏气输送管与一次预热器的壳侧入口连通，一次预热器的壳侧出口经过一号联接管与冷凝器连通，冷凝器的冷凝液出口经过工质液相管道与一次预热器的管侧入口连通，一次预热器的管侧出口经过回程管与二次预热器的壳侧入口连通，二次预热器的壳侧出口经过二号联接管与蒸发器的壳侧入口连通；蒸发器的管侧入口通过一号管接头与油液上行管道的出口连接，蒸发器的管侧出口通过三号联接管与二次预热器的管侧入口连接，二次预热器的管侧出口通过二号管接头与油液下行管道的入口连接；所述工质循环泵设置在工质液相管道上，所述油液下行管道、注油管道、工质气相管道上设置有控制阀门。

2.如权利要求1所述的一种太阳能发电装置，其特征是：所述工质气相管道与乏气输送管之间跨接有旁通管道，该旁通管道上设置有控制阀门。

3.如权利要求1所述的一种太阳能发电装置，其特征是：所述分油缸与集油缸之间设置有联通管，该联通管上设置有控制阀门。

4.如权利要求1所述的一种太阳能发电装置，其特征是：所述冷凝器是空冷式冷凝器或水冷式冷凝器。

Images