[發明專利]耦合的化學-熱太陽能發電系統及其方法

在審

• 申請號: 201380053970.1
• 申請日: 2013-10-10
• 公開（公告）號: CN104884874A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 盧克·埃里克森;拉塞爾·穆倫
• 申請（專利權）人: 阿文戈亞太陽能有限責任公司
• 主分類號: F24J2/04
• 分類號: F24J2/04;F24J1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;顧晉偉

1.一種聚光太陽能發電系統，包括：

太陽能接收器，其被配置成接收聚集的太陽能通量；

傳熱流體，其與所述太陽能接收器熱連通使得聚集的太陽能通量對一定量的所述傳熱流體進行加熱；

熱交換器，其與所述傳熱流體熱連通，所述熱交換器設置為用于所述傳熱流體與動力循環的工作流體之間的熱交換；

傳熱流體管道，其設置為用于傳熱流體在所述太陽能接收器與所述熱交換器之間的流動或傳輸；

化學儲能材料，其與所述太陽能接收器連通使得聚集的太陽能通量使一定量的所述化學儲能材料還原；

氧化器，其與所述化學儲能材料連通，所述氧化器設置為用于氧化所述化學儲能材料并且還用于在所述化學儲能材料與所述動力循環的所述工作流體之間的熱交換；以及

化學儲能材料管道，其設置為用于化學儲能材料在所述太陽能接收器與所述氧化器之間的流動或傳輸。

2.根據權利要求1所述的聚光太陽能發電系統，還包括與所述傳熱流體管道可操作地關聯的熱能存儲系統。

3.根據權利要求2所述的聚光太陽能發電系統，還包括：

熱的熱能存儲系統，其接收來自所述太陽能接收器的經加熱的傳熱流體；以及

冷的熱能存儲系統，其接收來自所述熱交換器的經冷卻的傳熱流體。

4.根據權利要求1所述的聚光太陽能發電系統，還包括：

經還原的化學儲能材料的存儲系統，其與所述化學儲能材料管道可操作地關聯并且接收來自所述太陽能接收器的經還原的化學儲能材料；以及

經氧化的化學儲能材料的存儲系統，其與所述化學儲能材料管道可操作地關聯并且接收來自所述氧化器的經氧化的化學儲能材料。

5.根據權利要求1所述的聚光太陽能發電系統，其中所述傳熱流體包括水、固態鹽、熔融鹽、固態金屬、熔融金屬和油中的一種或更多種。

6.根據權利要求1所述的聚光太陽能發電系統，其中所述傳熱流體包括鋁硅相變材料。

7.根據權利要求1所述的聚光太陽能發電系統，還包括：

支承所述太陽能接收器的塔；以及

定日鏡場，其具有被定位成將太陽光聚焦在所述接收器上的定日鏡。

8.根據權利要求1所述的聚光太陽能發電系統，其中所述動力循環包括：

開放式空氣布雷頓上部動力循環；以及

蒸氣蘭金底部循環。

9.根據權利要求1所述的聚光太陽能發電系統，其中所述動力循環的所述工作流體包含氧化劑。

10.一種發電方法，包括：

提供配置成接收聚集的太陽能通量的太陽能接收器；

利用所述聚集的太陽能通量對與所述太陽能接收器熱連通的傳熱流體進行加熱；

使所述傳熱流體在傳熱流體管道中在所述太陽能接收器與熱交換器之間流動或傳輸；

在所述熱交換器內使經加熱的傳熱流體與動力循環的工作流體之間進行熱交換；

通過用聚集的太陽能通量輻照化學儲能材料來還原與所述太陽能接收器連通的所述化學儲能材料；

使經還原的化學儲能材料在化學儲能材料管道中在所述太陽能接收器與氧化器之間流動或傳輸；

使經還原的化學儲能材料在氧化器中氧化，所述氧化器還用于所述化學儲能材料與所述動力循環的所述工作流體之間的熱交換；以及

利用所述動力循環的所述工作流體進行發電。

11.根據權利要求11所述的方法，還包括將傳熱流體存儲在與所述傳熱流體管道可操作地關聯的熱能存儲系統中。

12.根據權利要求11所述的方法，還包括：

將從所述太陽能接收器接收的經加熱的傳熱流體存儲在熱的熱能存儲系統中；以及

將從所述熱交換器接收的經冷卻的傳熱流體存儲在冷的熱能存儲系統中。

13.根據權利要求11所述的方法，還包括：

將從所述接收器接收的經還原的化學儲能材料存儲在經還原的化學儲能材料的存儲系統中；以及

將從所述氧化器接收的經氧化的化學儲能材料存儲在經氧化的化學儲能材料的存儲系統中。

14.根據權利要求11所述的方法，其中所述傳熱流體包括水、固態鹽、熔融鹽、固態金屬、熔融金屬和油中的一種或更多種。