[發(fā)明專利]一種分布式太陽能梯級(jí)利用系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010166783.2
• 申請(qǐng)日: 2010-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN101825073A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 舒水明;丁國忠;吳一梅;胡興華;張曉青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F03G6/06
• 分類號(hào): F03G6/06;F01K27/02;F01K25/10;F01D15/10;F25B29/00;F22B1/00;F24D15/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能利用領(lǐng)域，涉及能產(chǎn)出多種形式能源的能源利用系統(tǒng)。

背景技術(shù)

我國能源資源總量比較豐富，但人口眾多，擁有較多山區(qū)、沙漠和草原，人均能源資源擁有量在世界上處于較低水平。能源結(jié)構(gòu)不合理，主要以煤炭為主。能源利用率低下，是世界單位能耗最高的國家之一。在這樣的前提下，可再生能源獲得了全球范圍內(nèi)的關(guān)注，其中資源最為豐富的太陽能首先得到了較大較快的發(fā)展。對(duì)于山區(qū)、沙漠和草原如果能夠應(yīng)用分布式能源梯級(jí)利用系統(tǒng)，則可以省去大量的電力投資及維護(hù)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)集中能源供應(yīng)和分布能源供應(yīng)的結(jié)合，才是能源應(yīng)用的合理趨勢。

目前的太陽能利用技術(shù)，如太陽能光伏發(fā)電存在效率不高，并且前期制造存在污染，并非完全意義上的清潔能源。而太陽能熱水器或多或少的存在功能不全面，熱能利用不充分的缺陷。因而通過太陽能熱發(fā)電進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光熱復(fù)合利用則存在合理的選擇。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在利用太陽能實(shí)現(xiàn)冷熱電三聯(lián)供，供給居民生活所需的基本的能源需求，特別是偏遠(yuǎn)地區(qū)諸如山區(qū)、沙漠及草原等。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案如下所述：

一種分布式太陽能梯級(jí)利用系統(tǒng)，包括主發(fā)電系統(tǒng)I和余熱利用系統(tǒng)II，兩者之間連接有第一換熱器，其中，

所述主發(fā)電系統(tǒng)I包括高溫集熱器，汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)和循環(huán)泵，所述高溫集熱器將聚集的太陽能轉(zhuǎn)化成熱能后加熱水，產(chǎn)生的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，利用后的蒸汽在第一換熱器中放熱后經(jīng)循環(huán)泵泵入上述高溫集熱器進(jìn)入下一輪循環(huán)；

所述余熱利用系統(tǒng)II包括熱水系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)，采暖系統(tǒng)，循環(huán)泵以及補(bǔ)水泵，水在上述第一換熱器中被放出的熱量加熱后送入熱水系統(tǒng)的儲(chǔ)水箱中，直接作為生活用水使用，或者進(jìn)入制冷系統(tǒng)作為高溫?zé)嵩矗蛘哌M(jìn)入采暖系統(tǒng)進(jìn)行供暖，或者直接由循環(huán)泵泵入第一換熱器中參與下一輪循環(huán)。

本發(fā)明所述的主發(fā)電系統(tǒng)I和余熱利用系統(tǒng)II之間可不連接所述第一換熱器，所述利用后的蒸汽直接進(jìn)入所述熱水系統(tǒng)的儲(chǔ)水箱中，作為生活用水使用，或者進(jìn)入制冷系統(tǒng)作為高溫?zé)嵩矗蛘哌M(jìn)入采暖系統(tǒng)進(jìn)行供暖，或者直接由循環(huán)泵泵入高溫集熱器中進(jìn)行下一輪循環(huán)。

本發(fā)明在所述主發(fā)電系統(tǒng)I和余熱利用系統(tǒng)II之間可加有次級(jí)發(fā)電系統(tǒng)III，所述次級(jí)發(fā)電系統(tǒng)III與所述主發(fā)電系統(tǒng)I連接有第二換熱器，與所述余熱利用系統(tǒng)II連接有第三換熱器，其中，所述次級(jí)發(fā)電系統(tǒng)III包括汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)和循環(huán)泵，低沸點(diǎn)工質(zhì)在第二換熱器中吸收熱量后變成蒸汽，推動(dòng)所述次級(jí)發(fā)電系統(tǒng)III中的汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，利用后的蒸汽在所述第三換熱器中放熱后，經(jīng)循環(huán)泵泵入第二換熱器進(jìn)行下一輪循環(huán)。

本發(fā)明所述的低沸點(diǎn)工質(zhì)為水、碳?xì)浠衔锘虬薄?/p>

本發(fā)明所述的高溫集熱器為一個(gè)或多個(gè)。

本發(fā)明所述的發(fā)電機(jī)所發(fā)電量可貯存于蓄電裝置中。

本發(fā)明所述的各汽輪機(jī)可由膨脹機(jī)替代。

本發(fā)明所述的制冷系統(tǒng)采用利用熱源的吸收式制冷系統(tǒng)或者吸附式制冷系統(tǒng)，其特點(diǎn)是可利用頂棚輻射供冷。

本發(fā)明所述的采暖系統(tǒng)采用地板輻射采暖或者帶有蓄熱填料的熱管采暖。

本發(fā)明所述的高溫集熱器出來的蒸汽可不經(jīng)過汽輪機(jī)而直接進(jìn)入制冷系統(tǒng)或者采暖系統(tǒng)中進(jìn)行熱交換。

太陽能梯級(jí)利用系統(tǒng)有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1、實(shí)現(xiàn)能源綜合梯級(jí)利用，能源利用率高，具有非常好的節(jié)能效應(yīng)。常規(guī)的集中供能方式相對(duì)單一，當(dāng)用戶不僅僅需要電力，還需要其它形式的能量供應(yīng)，如供熱，尤其是供冷和生活熱水時(shí)，僅通過電力來滿足上述需要時(shí)難以實(shí)現(xiàn)能量的綜合梯級(jí)利用。而分布式能源系統(tǒng)以其規(guī)模小、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)，通過不同循環(huán)的有機(jī)整合，可以在滿足用戶需求的同時(shí)，克服了冷、熱無法遠(yuǎn)距離傳輸?shù)睦щy，實(shí)現(xiàn)能量的優(yōu)化綜合梯級(jí)利用。

2、彌補(bǔ)大電網(wǎng)安全穩(wěn)定性方面的不足，裝置容量小、占地面積小，初投資少，降低了遠(yuǎn)距離輸送損失和相應(yīng)的輸配系統(tǒng)投資，可以滿足特殊場合的需求，環(huán)境友好，為可再生能源利用開辟了新方向。

附圖說明

圖1是太陽能梯級(jí)利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

圖2是不采用換熱器時(shí)的太陽能梯級(jí)利用簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖3是采用次級(jí)發(fā)電系統(tǒng)III時(shí)的太陽能梯級(jí)利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

由圖1所示，本發(fā)明的分布式太陽能梯級(jí)利用系統(tǒng)，包括主發(fā)電系統(tǒng)I和余熱利用系統(tǒng)II。

連接主發(fā)電系統(tǒng)I和余熱利用系統(tǒng)II的是第一換熱器5。