[實用新型]基于聚光太陽熱能的抽水儲能發電裝置

有效

• 申請號: 201320669825.3
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN203548083U
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 范多旺;王成龍;范多進;王云峰
• 申請（專利權）人: 蘭州大成科技股份有限公司;蘭州大成真空科技有限公司
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F24J2/06;F04B17/00
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 張真

技術領域

本實用新型屬發電領域，涉及抽水能儲能技術，特別涉及基于聚光太陽熱能的抽水儲能發電系統。

背景技術

太陽能具有以下的優點：（1）普遍：太陽光普照大地，沒有地域的限制無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發和利用，且無須開采和運輸。(2）無害：開發利用太陽能不會污染環境，它是最清潔能源之一，在環境污染越來越嚴重的今天，這一點是極其寶貴的。(3）巨大：每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當于130萬億噸煤，其總量屬現今世界上可以開發的最大能源。(4）長久：根據目前太陽產生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。但是太陽能作為清潔的可再生能源，在實際應用中也存在如下的缺點：（1）分散性：到達地球表面的太陽輻射的總量盡管很大，但是能流密度很低。因此，在利用太陽能時，想要得到一定的轉換功率，往往需要面積相當大的一套收集和轉換設備。(2）不穩定性：由于受到晝夜、季節、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機因素的影響，所以，到達某一地面的太陽輻照度既是間斷的，又是極不穩定的，這給太陽能的大規模應用增加了難度。為了使太陽能成為連續、穩定的能源，從而最終成為能夠與常規能源相競爭的替代能源，就必須很好地解決蓄能問題，即把晴朗白天的太陽輻射能盡量貯存起來，以供夜間或陰雨天使用，但目前蓄能也是太陽能利用中較為薄弱的環節之一。

對于太陽能不穩定及間歇性的缺點，解決的有效途徑之一就是通過儲能的方式。目前通過儲熱技術已經實現了太陽能光熱電站24小時連續發電運行。

短期儲熱裝置中相變儲熱是一種非常有效且具有潛力的方法。專利201220098353.6（申請日：2012.3.16）公開了一種用于太陽能熱發電的高溫儲熱換熱裝置。專利201010128656.3（申請日：2010.3.18）公開了一種應用于太陽能熱利用中的套管式高溫儲熱裝置，該裝置具有結構簡單、安全可靠且換熱效率高等特點。

但現有專利技術均是將太陽能以儲熱介質（常用的為熔融鹽）熱能的形式存儲，常用的儲熱介質為硝酸鹽的混合物，如Hitec鹽（KNO₃(53%)-NaNO₃(7%)-NaNO₂(40%)）或NaNO₃(60%)-KNO₃(40%)。由于熔融鹽的熱容相對較小，因此要儲存一定的熱能需要相當數量的熔鹽。如50MW太陽能熱發電站，7.5h儲熱，所需Hitec鹽21043噸。根據目前工業硝酸鹽的價格，儲熱投資將在整個項目投資中占近20%的比重。此外還因熔鹽熔點較高（＞140℃），對管道需要進行伴熱處理，使得系統復雜，增加系統運行成本。

發明內容

本實用新型針對現有技術不足，實用新型了一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發電裝置及其方法。已解決太陽能的儲熱問題。

為實現上述目的，本實用新型采取的技術方案為：一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發電裝置，其主要特點在于包括有：太陽能聚光集熱場集熱，將熱量通過導熱介質傳遞到蒸汽發生系統，蒸汽發生系統產生的蒸汽驅動蒸汽動力機，蒸汽動力機驅動水泵，水泵將低位的第二蓄水池的水抽取到高位的第一蓄水池；高位的第一蓄水池的水向設在下游的水輪發電機組沖擊，水輪發電機組發電。

所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發電裝置，所述的太陽能聚光集熱場中的聚光器為槽式聚光器或線性菲涅爾式太陽能聚光器或塔式聚光器中的一種或多種組合。

所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發電裝置，所述的蒸汽發生系統為油-水換熱器或鹽-水換熱器。

所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發電裝置，所述的蒸汽動力機為蒸汽輪機或螺桿動力機中的一種。

所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發電裝置，所述的低位蓄水池為人工蓄水池或河流。

所述的一種基于聚光太陽熱能的抽水儲能發電裝置，所述的水輪發電機組包括水輪機和水輪發電機。

本實用新型的有益效果是：本實用新型為太陽能的存儲提供了一種不同于傳統存儲技術的方法，投資小，系統設備簡單。使得太陽能的大容量存儲成為可能，使得太陽能的持續應用成為可能。

附圖說明

圖1：本實用新型測量原理示意圖；

圖中：1太陽能聚光集熱場；2蒸汽發生系統；3蒸汽動力機；4水泵；5抽水池；6水輪發電機組。

具體實施方式