[發明專利]太陽能中低溫發電系統及發電方法

在審

• 申請號: 201710693110.4
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107288693A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 顧運輝;顧明東;姚其林;顧運同;邵玉玲
• 申請（專利權）人: 合肥耀世同輝科技有限公司
• 主分類號: F01K11/02
• 分類號: F01K11/02;F01K3/00;F01K25/08
• 代理公司: 六安眾信知識產權代理事務所(普通合伙)34123
• 代理人: 熊偉

技術領域

本發明涉及太陽能光熱中低溫發電領域，具體涉及太陽能中低溫發電系統及發電方法。

背景技術

太陽能是當今可再生能源中發展速度居第二位的能源，也是各國競相發展的重點。太陽能的光熱利用特別是太陽能熱水系統的利用，由于成本低、使用方便、安全可靠，而率先得到了發展。近年來，太陽電池價格的不斷下降和光伏系統技術的發展,世界光伏市場發展迅速，最近十年的光伏產業的平均增長率為22％，最近五年的平均增長率為35％，尤其是2001年和2002年以后年增長超過40％以上，是能源技術領域發展速度最快的行業，甚至超越IT行業的發展速度。其中，太陽能獨立發電系統已成為光伏技術重要的應用領域之一；

經濟波動問題，由于光伏行業飛速發展國內光伏產品生產企業大幅度擴大生產能力，不少投資企業轉型光伏行業，導致我國的光伏行業產能嚴重過剩，最終在國外開展針對我國光伏的反傾銷調查，導致國內諸多光伏企業紛紛破產，進而帶動傳統光熱領域企業面臨生存危機，因此多地政府不得不出面干預和拯救光伏行業，導致經濟的動蕩和政府資源不平等分配以及因此導致的其他行業的投資和支持力度減少；

對傳統光熱產業破壞，由于城市建筑空間的有限，一般家庭在安裝光伏系統后就沒有可以安裝光熱系統的空間，導致人們日常洗漱都要靠電能或者燃氣進行二次轉換，大大降低能源利用效率并且排擠了光熱產品的生存空間。

發明內容

為解決背景技術中所述技術問題，本發明采用以下技術方案：太陽能中低溫發電系統，它包括有中低溫收集器，所述的中低溫收集器上設有儲熱裝置，所述的儲熱裝置上安裝有冷凝器與有機工質汽輪機，所述的冷凝器上通過設有水泵與儲熱裝置連接。

優選地，所述的儲熱裝置采用雙層超導熱管，所述的儲熱裝置包括有蒸發區和濃縮區，在蒸發區吸收迅速熱量將介質變成蒸汽，在濃縮區實現熱交換后在超導熱管外層實現液體回流。

優選地，所述的有機工質汽輪機選取臨界溫度低的有機工質，所述的有機工質選用有機物工質丙烷，摩爾質量44.10g/mol、臨界溫度96.67℃、臨界壓力42.50bar。

優選地，太陽能中低溫發電系統的發電方法為：

1)通過中低溫收集器收集熱能，將熱能儲存在儲熱裝置內，本系統具有高度適應性可以對接廢氣余熱收集器、光熱集熱器，主要選取太陽能熱水系統的儲水箱作為熱源；

2)由儲熱裝置提供熱源，經過超導熱管熱能傳輸給有機工質推動汽輪機，帶動發電機進行發電；

3)有機工質經過冷凝器將蒸汽轉化成液體多余的能量傳輸給儲熱器后，通過水泵運轉后再次進入儲熱裝置的熱交換器中進行下一輪循環。

本發明的有益效果如下：熱交換器利用了超導熱技術，超導熱管，采用雙層管設計，在蒸發區吸收迅速熱量將介質變成蒸汽，在濃縮區實現熱交換后在超導熱管外層實現液體回流，雙層設計實現不沖突，不逆流，導熱效率高；

推動汽輪機采用有機工質，由于本系統設計原理是不僅使用大型太陽能發電電廠同時也為能在廣大家庭中得到推廣，只能采用中低溫方式，選取其他的臨界溫度較低的有機工質；

低損耗儲熱技術，由于本系統儲熱量大，發電實現全天候不間斷，因此對儲熱裝置要求比較嚴格，目前本技術采用傳統太陽能熱水器鎖熱墻技術。高效集熱技術，本系統采用傳統真空管太陽能熱水器全效微波集熱技術，實現光熱高效吸收，進而提高系統整體效率。

具體實施方式

實施例一

太陽能中低溫發電系統，它包括有中低溫收集器，所述的中低溫收集器上設有儲熱裝置，所述的儲熱裝置上安裝有冷凝器與有機工質汽輪機，所述的冷凝器上通過設有水泵與儲熱裝置連接。

優選地，所述的儲熱裝置采用雙層超導熱管，所述的儲熱裝置包括有蒸發區和濃縮區，在蒸發區吸收迅速熱量將介質變成蒸汽，在濃縮區實現熱交換后在超導熱管外層實現液體回流。

優選地，所述的有機工質汽輪機選取臨界溫度低的有機工質，所述的有機工質選用有機物工質丙烷，摩爾質量44.10g/mol、臨界溫度96.67℃、臨界壓力42.50bar。

優選地，太陽能中低溫發電系統的發電方法為：

1)通過中低溫收集器收集熱能，將熱能儲存在儲熱裝置內，本系統具有高度適應性可以對接廢氣余熱收集器、光熱集熱器，主要選取太陽能熱水系統的儲水箱作為熱源；

2)由儲熱裝置提供熱源，經過超導熱管熱能傳輸給有機工質推動汽輪機，帶動發電機進行發電；

3)有機工質經過冷凝器將蒸汽轉化成液體多余的能量傳輸給儲熱器后，通過水泵運轉后再次進入儲熱裝置的熱交換器中進行下一輪循環。