[發明專利]基于蒸汽儲能的太陽能發電系統

無效

• 申請號: 201310542261.1
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN103546093A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 連志剛;高葉軍
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: H02S10/20
• 分類號: H02S10/20
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及新能源領域，尤其涉及太陽能發電廠的設計與建設。?

背景技術

人口持續增長與能源日益短缺的矛盾一直都是現代社會面臨的一大難題，這一問題在人口眾多、人均資源嚴重不足的中國尤為突出。眾所周知，中國經濟高速發展，成就令世界矚目，而能源卻成了制約經濟發展的瓶頸。同時也揭示了目前中國在能源開發與利用上所暴露出來的問題。?

中國是國際上能源消耗的大國，而且，在未來20年，能源的需求也將保持強勁增長，能源問題已經成為關系到整個國民經濟、國家安全的重大社會問題。資源的緊缺和能源成本的持續增長使得眾多發達國家將注意的目光轉向了新能源，其中太陽能的應用備受重視。?

能源專家認為，在可再生能源中，太陽能取之不盡，清潔安全，是理想的可再生能源選擇。不管從資源的數量、分布的普遍性，還是從清潔性、技術的可靠性來看，太陽能都比其它可再生能源更具有優越性。但是在新能源中，太陽能發電的成本較高，一臺能滿足家庭日常電器需要的200W的光伏系統，市場價為15000元，如果燃煤發電成本為1，則光伏發電大約是煤電的11～18倍，生物質發電（沼氣發電）的7～12倍，風能發電的6～10倍。因此，我國目前太陽能發電的應用基本在集中供電成本過高的邊遠地區。另外太陽能發電受晝夜、晴雨、季節的影響，這也是制約太陽能發電的重要因素。?

然而，由于太陽光具有不可控的因素，使得太陽能發電的調度難以解決，不得不在太陽能發電的建設選址上考慮較多，使之不能靠近負荷區，降低了太陽能發電的經濟效益。由于太陽光受四季，天氣影響較大，例如在下雨天（白天）用電負荷處于高峰時段，太陽能幾乎不能夠發出電，此時電網負荷負載較高，不利于電網安全穩定性的運營。電網給用戶供電時需要提供高質量，穩定?的電能，即使電網出現較大故障時，需電網依舊能提供不間斷的電能。?

由此，業界需要一種太陽能發電系統，其能彌補太陽能在故障狀態下、陰雨天時不能發電的波谷電力系統穩定問題，更好利用太陽能。?

發明內容

為了達成上述目的，本發明旨在提供一種新型的太陽能發電廠建設，增加了蒸汽儲能裝置，使太陽能在電力系統的調度中更加可控，在一定的程度上解決了由于氣候等問題引起的太陽能發電不穩定性問題。增加的蒸汽儲能很好的解決了太陽能發電的功率調節，例如當用戶或負載處于低負荷的情況下，可以依舊通過太陽能發電繼續運行使其開始進行制熱，通過蒸汽灌進行儲能。而當負載處于峰值時，則可以通過蒸汽灌儲存的蒸汽用汽輪機發電。太陽能發電設備發出電經變壓器將多余的電能通過電熱爐加熱，變成水蒸氣，儲存在蒸汽罐。而后再根據電網所需功率將蒸汽罐里的蒸汽通過汽輪機發電供給電網。?

為此，本發明提供了一種基于蒸汽儲能的太陽能發電系統，包括：太陽能發電裝置，其利用光電效應，將太陽輻射能直接轉換成電能；及蒸汽儲能裝置，其中若所述太陽能發電裝置發出功率大于預定的電網所需功率，則將多余電能通過所述蒸汽儲能存儲所述多余電能，若所述太陽能發電裝置發出的功率低于所述電網所需功率，則可利用所述蒸汽儲能裝置使得所述太陽能發電裝置進行發電。?

一些實施例中，若所述太陽能發電裝置發出功率大于預定的電網所需功率，使得所述太陽能發電裝置繼續運行使其進行制熱而通過所述蒸汽儲能裝置進行儲能，所述太陽能發電裝置發出的功率低于所述電網所需功率，則通過所述蒸汽儲能裝置儲存的蒸汽利用所述太陽能發電裝置的汽輪機發電。?

一些實施例中，所述蒸汽儲能裝置包括：蒸汽管道，電熱爐，電熱蒸汽發生器，輸水管道，控制開關和蒸汽罐，其中所述輸水管道將水輸入所述電熱蒸汽發生器中，所述電熱爐加熱所述電熱蒸汽發生器以使其中的水變成蒸汽，從而根據所述控制開關的控制通過所述蒸汽管道將所述蒸汽存放于所述蒸汽罐中。?

一些實施例中，所述多余電能通過所述電熱爐在所述電熱蒸汽發生器里發?生反應，并且通過所述輸水管道的水泵將水箱中的水泵入所述蒸汽發生器，由此通過所述電熱蒸汽發生器產生蒸汽。?

一些實施例中，所述蒸汽通過所述蒸汽管道，打開所述控制開關，而將所述蒸汽儲存在所述蒸汽罐中，這樣便將太陽能轉化為電能后再次通過電能轉化為蒸汽能儲存下來。?

一些實施例中，所述蒸汽儲能裝置包括壓力安全裝置，其中供汽過程中蒸汽壓力升至0.4Mpa時，壓力控制器自動斷開所述電熱爐的電源停止加熱，當蒸汽壓力下降至約0.3Mpa時，所述電熱爐的電源再度被接通，蒸汽壓力再度升高，如此可連續獲得蒸汽源。?