[發明專利]基于布雷頓循環的大型碟式太陽能熱發電系統

有效

• 申請號: 201610049166.1
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105626406B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 王軍;邴旖旎;劉婷婷;蔣川;周元興;黃秀勇
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

本發明公開了一種基于布雷頓循環的大型碟式太陽能熱發電系統，包括聚光集熱子系統和布雷頓循環發電系統；其中聚光集熱子系統包括碟式聚光鏡和接收器；布雷頓循環發電系統包括燃燒室、燃氣輪機、回熱器、壓氣機以及發電機；碟式聚光鏡聚焦太陽光到接收器上，接收器將光能轉化為熱能與回熱器和燃燒室相連接，燃氣輪機與燃燒室和回熱器連接，并與壓氣機和發電機同軸。所述碟式聚光鏡為旋轉拋物面，采用背部鍍銀的曲面玻璃制成，用于將太陽光聚焦到接收器上。本發明實現了布雷頓循環在碟式太陽能熱發電系統的應用，大大節省了用水量。

技術領域

本發明涉及一種太陽能系統，特別是基于布雷頓循環的大型碟式太陽能熱發電系統。

背景技術

太陽能熱發電主要包括槽式、塔式、碟式系統，碟式太陽能光熱發電系統的技術成熟度低于槽式和塔式。但由于其剛剛開始起步,因而其發展潛力也是遠遠大于槽式和塔式系統。而且碟式太陽能發電系統的效率與使用靈活性都要高于槽式系統和塔式系統，最高光電轉換效率可達29.4％，并且碟式聚光器可以通過標準化規模化生產大大降低成本。

碟式系統中一般采用布雷頓或斯特林循環。碟式斯特林系統將斯特林機安裝在碟式鏡的焦點附近，體積大重量大，運行風險高，修理比較困難。布雷頓循環結構簡單，以空氣為介質不發生相變，節省水資源，具有更高的可靠性。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種基于布雷頓循環的大型碟式太陽能熱發電系統。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種基于布雷頓循環的大型碟式太陽能熱發電系統，包括聚光集熱子系統和布雷頓循環發電系統；

其中聚光集熱子系統包括碟式聚光鏡和接收器；

布雷頓循環發電系統包括燃燒室、燃氣輪機、回熱器、壓氣機以及發電機；

碟式聚光鏡聚焦太陽光到接收器上，接收器將光能轉化為熱能與回熱器和燃燒室相連接，燃氣輪機與燃燒室和回熱器連接，并與壓氣機和發電機同軸。

所述碟式聚光鏡為旋轉拋物面，采用背部鍍銀的曲面玻璃制成，用于將太陽光聚焦到接收器上。

所述接收器始終處于聚光鏡的焦點處，接收器采用熱管式接收器，接收器出口導管為軟管。

所述碟式聚光鏡為大型碟式聚光鏡，大型碟式聚光鏡與接收器分離，對大型碟式聚光鏡進行追蹤，同時將接收器放置在活動支架上控制接收器移動，使接收器始終處于焦點處。

所述碟式聚光鏡包括一組小型碟式鏡和一個大型碟式聚光鏡，小型碟式鏡利用跟蹤裝置反射太陽光至固定的大型碟式聚光鏡上，大型碟式聚光鏡再匯聚光線至焦點處固定的接收器。

所述碟式聚光鏡包括一組小型碟式鏡和一個大型碟式聚光鏡，大型碟式聚光鏡跟蹤太陽反射太陽光至一組共焦的小型碟式鏡上，小型碟式鏡再匯聚光線至焦點處固定的接收器上。

所述布雷頓循環發電系統，空氣經壓氣機絕熱壓縮后直接進入回熱器被燃氣輪機的高溫排氣加熱，同時進入接收器再次加熱后高溫高壓工質進入燃氣輪機絕熱做功，帶動同軸的發電機發電，在沒有光照及陰雨天氣時，利用天然氣在燃燒室(3)燃燒加熱空氣后進入燃氣輪機。

本發明實現了連續穩定發電，降低成本，提高發電效率。本系統采用碟式太陽能為熱源，天然氣補燃，因此可以連續穩定發電，效率高于塔式槽式式系統。相對于塔式系統，其定日鏡占地面積大，焦距長，熱損失大，且無法標準化生產，從而增加了成本。定日鏡的投資大于整個投資的50％。碟式聚光器可以通過標準化規模化生產大大降低成本。

本發明實現了大型碟式鏡與接收器分離，減少了支撐結構強度要求，提高了系統平衡性和抗風性能。通常傳統的碟式發電系統接收器都與碟盤相連接，安裝在碟式聚光鏡的焦點處，由于此系統較大，會引起連接支架彎曲變形，使接收器很難保持在焦點處。因此，采用碟盤與接收器分離十分必要。