[發明專利]太陽熱空氣發電裝置

無效

• 申請號: 200810067923.3
• 申請日: 2008-06-19
• 公開（公告）號: CN101392728A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 劉根亮
• 申請（專利權）人: 劉根亮
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00
• 代理公司: 深圳市中聯專利代理有限公司
• 代理人: 朱以智

技術領域

本發明涉及一種發電裝置，尤指一種太陽熱空氣發電裝置。

背景技術

能源的緊缺和環境的污染，已經將人類的目光引向了核能和可再生清潔能源。核能由于其獨特性，其安全、穩定一直讓人類擔心。再生清潔能源-----生物替代能源、風能、水能、地熱能、太陽能等等，已經有大量的人員研究，并且大部分已經投入使用。特別是太陽能的研究，其產品已經走進了我們的生活。但是就目前而言，真正的由太陽能發電，大規模的應用于生產和生活，還是有一定的難度。雖然從上個世紀70年代開始，許多國家開始加強太陽能利用的研究工作，在太陽能光伏發電系統和太陽能熱發電系統方面，都作了大量的探索，并取得了不錯的成果。太陽能光伏發電系統在小型電站和小型設備上已經廣泛應用，太陽能熱發電系統在美國、德國等發達國家已經使用，但由于太陽能密度低、電站建造成本高、發電成本高等原因，很難大面積的推廣應用。

圖1為傳統太陽能熱發電系統原理圖，其是利用太陽光收集裝置將太陽能傳到集熱器1＇，對傳熱介質加熱，傳熱介質再將熱能帶到蓄熱器或熱交換器2＇，在熱交換器2＇中產生蒸汽，蒸汽推動蒸汽輪發電機3＇發電，不飽和蒸汽通過冷凝器凝4＇結成水，再循環使用。該傳統太陽能熱發電系統仍然沿用了傳統的發電模式，即熱能轉化為蒸汽，蒸汽再推動汽輪發電機發電。整個過程中有四次能量轉換：太陽能到熱能，熱能到汽能，汽能到機械能，機械能到電能；同時還有剩余熱能的冷卻。因此整個過程中能量的利用率不是很高，其最高熱效率只有30％∽40％。而且，采用這種系統，相當于在傳統火力發電站的基礎上，增加了太陽能集熱群和蓄熱裝置，建造成本也會比傳統發電站高出幾倍。同時維修的成本也會大大增加，最終造成傳統太陽能熱發電系統發電成本遠遠高于其他發電系統。

發明內容

本發明提供了一種太陽熱空氣發電裝置，能夠克服現有缺陷，而且很大程度提高太陽能利用度；同時電站建造成本較低，基本接近建造同樣規模的水力發電站；發電成本接近煤電的太陽能熱發電系統。

為了實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案為：

一種太陽熱空氣發電裝置，主要由太陽熱能收集裝置、太陽熱能存貯器和發電塔三部分組成。太陽熱能收集裝置，包括太陽散射熱能收集裝置和太陽聚焦熱能收集裝置。太陽散射熱能收集裝置直接與發電塔相連，收集到的太陽熱能將空氣加熱，送入發電塔；太陽聚焦熱能收集裝置，收集分散的太陽熱能，轉換成高溫的熱介質，存貯在太陽熱能存貯器中，太陽熱能存貯器通過熱介質管道將熱介質傳送到發電塔發電。

上述的發電塔，其從下向上分為一級發電平臺、高溫加熱區、高溫發電平臺、次高溫體積增大區、低溫發電平臺。

即其將太陽能發電塔由下向上分成四個功能區：低溫氣體匯集區、加熱區、次高溫區和低溫發電機保護區。

上述的發電塔的低溫氣體匯集區、加熱區、次高溫區和低溫發電機保護區截面形式均為正八邊形。

在發電塔的低溫氣體匯集區、加熱區和次高溫區，從外到內結構形式上均為鋼筋混凝土持力層、保溫層和防護層。

上述的太陽能發電塔的加熱區和次高溫區，其可設計成單筒式或多筒式。

在太陽能發電塔的加熱區和次高溫區，根據電站功率的不同，可設計成單筒式或多筒式。多筒式是指，加熱區和次高溫區設置中間隔離墻，將發電塔加熱區和次高溫區分割成4若干個相對獨立的氣體通道，每個筒體為各自氣體通道的加熱區發電機和次高溫發電機提供動力，推動葉輪發電機發電。目的是方便日常維護。

上述隔離墻從內到外結構形式上均為鋼筋混凝土持力層、保溫層和防護層。

太陽熱空氣發電裝置是根據太陽能的特點和熱力學定律，采用太陽能聚焦收集方式，將空氣通過低溫加熱、高溫加熱、次高溫體積增大和次高溫到大氣排放四個過程，形成三節不同的速度、壓力氣流，分別推動對應的葉輪機或渦輪機轉動，帶動發電機發電。

上述的太陽熱空氣發電裝置，其還進一步包括太陽能散射熱能收集裝置，太陽能散射熱能收集裝置與發電塔相連。

在使用時，上述發電裝置可同時通過太陽能聚焦收集方式，貯存足夠的太陽熱能，保證發電系統能連續運行發電。