[發(fā)明專(zhuān)利]一種太陽(yáng)能蓄熱系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711001926.2
• 申請(qǐng)日: 2017-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107965932A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅生偉;陳曉弢;宋潔;司楊;薛小代
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院;國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司信息通信分公司;青海大學(xué);清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F24S60/30
• 分類(lèi)號(hào): F24S60/30;F24S23/70
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11002
• 代理人: 王瑩,吳歡燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽(yáng)能光熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽(yáng)能集熱和儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

我國(guó)太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，取得了令人矚目的成就，形成了積極有序和持續(xù)發(fā)展的態(tài)勢(shì)。與光伏不同，光熱的發(fā)展鮮有光環(huán)也少有跌宕，有的只是堅(jiān)實(shí)的腳步。經(jīng)過(guò)近10年的高速發(fā)展，光熱的年產(chǎn)值已達(dá)千億元，太陽(yáng)能集熱器的年產(chǎn)量超過(guò)4200萬(wàn)平方米，占到全世界的70％以上，太陽(yáng)能的安裝保有量達(dá)1.45億平方米，占世界80％以上。與此同時(shí)，太陽(yáng)能光熱的產(chǎn)能95％是在國(guó)內(nèi)消化，節(jié)能貢獻(xiàn)率日益凸顯。但在全球經(jīng)濟(jì)疲軟的大環(huán)境下，太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)業(yè)也面臨著增速減緩的境遇。太陽(yáng)能光熱正在經(jīng)歷一場(chǎng)產(chǎn)業(yè)變革，標(biāo)志性的信號(hào)是傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)邊界正在被打破，太陽(yáng)能龍頭企業(yè)正在向熱能、熱電以及多能源復(fù)合供應(yīng)商轉(zhuǎn)型和拓界。“大光熱”是方向，在企業(yè)戰(zhàn)略層面，當(dāng)前任務(wù)是以太陽(yáng)能光熱為核心，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新及多能源技術(shù)的復(fù)合，從單一能源向復(fù)合能源轉(zhuǎn)型，從單一的熱水向熱能、熱電的中高溫領(lǐng)域拓展。同時(shí)，多能源復(fù)合應(yīng)用技術(shù)以及能源儲(chǔ)存技術(shù)是很重要的一步。

太陽(yáng)能集熱蓄熱是太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)的主要途徑，太陽(yáng)能集熱器吸收太陽(yáng)輻射的光，產(chǎn)生很大的熱能，從而提供源源不斷的動(dòng)力。傳統(tǒng)的太陽(yáng)能光熱系統(tǒng)所用的集熱蓄熱技術(shù)相似，一般采用集熱器進(jìn)行光熱集熱，加熱集熱器中的導(dǎo)熱工質(zhì)；低溫系統(tǒng)一般采用水作為導(dǎo)熱工質(zhì)，中溫系統(tǒng)一般采用導(dǎo)熱油，高溫系統(tǒng)則一般采用熔融鹽。中低溫系統(tǒng)的熱利用效率較低，且能量密度較低，不易大規(guī)模存儲(chǔ)應(yīng)用；而高溫系統(tǒng)則會(huì)面臨熔融鹽凝固堵塞管路等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明要的目的是提供一種太陽(yáng)能蓄熱系統(tǒng)及方法，解決現(xiàn)有太陽(yáng)能光熱集熱蓄熱時(shí)存在的光熱利用效率低、不宜存儲(chǔ)、熔融鹽凝固及應(yīng)用不便等問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)能蓄熱系統(tǒng)，至少包括聚光集熱系統(tǒng)和蓄熱循環(huán)系統(tǒng)。

其中所述聚光集熱系統(tǒng)包括塔架、多個(gè)聚光反射定日鏡以及多個(gè)平面反射鏡。

所述蓄熱循環(huán)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置、集熱換熱器、常溫工質(zhì)儲(chǔ)存裝置、高溫工質(zhì)儲(chǔ)存裝置和蓄熱工質(zhì)。

所述聚光集熱系統(tǒng)包括多臺(tái)聚光反射定日鏡，所述聚光反射定日鏡排列設(shè)置于支撐結(jié)構(gòu)上。

進(jìn)一步，所述聚光反射定日鏡均設(shè)有自動(dòng)追日控制裝置以及旋轉(zhuǎn)裝置。

進(jìn)一步，每臺(tái)所述聚光反射定日鏡包括多個(gè)凹面反射鏡，所述凹面反射鏡為鏡面弧度可調(diào)的凹面反射鏡。

所述聚光裝置包括多臺(tái)平面反射鏡，所述平面反射鏡吊裝設(shè)置在10～50米高的塔架下方。

進(jìn)一步，每臺(tái)所述平面反射鏡均通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置安裝在所述塔架上。

所述集熱換熱器中封裝有熔融鹽工質(zhì)，并具有供所屬蓄熱工質(zhì)通過(guò)和換熱的通道。

進(jìn)一步，所述熔融鹽優(yōu)選為KNO₃和NaNO₃的混合鹽。

進(jìn)一步，所述集熱換熱器安裝在所述平面反射鏡塔架正下方。

所述高溫工質(zhì)儲(chǔ)存裝置設(shè)置在所述集熱換熱器下游，高溫驅(qū)動(dòng)裝置上游；所述蓄熱工質(zhì)經(jīng)所述集熱換熱器加熱后進(jìn)入所述高溫工質(zhì)儲(chǔ)存裝置。

進(jìn)一步，所述高溫工質(zhì)儲(chǔ)存裝置的優(yōu)選工作參數(shù)為380℃至400℃，3MPa。

所述高溫驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在所述高溫工質(zhì)儲(chǔ)存裝置下游，系統(tǒng)外熱負(fù)載上游；所述高溫驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述高溫工質(zhì)儲(chǔ)存裝置中的所述蓄熱工質(zhì)對(duì)系統(tǒng)外熱負(fù)載供熱。

所述常溫工質(zhì)儲(chǔ)存裝置設(shè)置在系統(tǒng)外熱負(fù)載下游，所述常溫驅(qū)動(dòng)裝置上游；經(jīng)系統(tǒng)外熱負(fù)載吸熱降溫后的所述蓄熱工質(zhì)進(jìn)入常溫工質(zhì)儲(chǔ)存裝置。

進(jìn)一步，所述常溫工質(zhì)儲(chǔ)存裝置的優(yōu)選工作參數(shù)為20℃至80℃，3MPa。

所述蓄熱循環(huán)系統(tǒng)存在控制系統(tǒng)，控制所述蓄熱工質(zhì)經(jīng)所述集熱換熱器后的溫度平穩(wěn)。

所述一種太陽(yáng)能蓄熱系統(tǒng)，系統(tǒng)通過(guò)高溫的所述蓄熱工質(zhì)對(duì)系統(tǒng)外熱負(fù)載供熱；所述供熱形式可以是直接提供所述高溫蓄熱工質(zhì)流體，也可以采用所述高溫蓄熱工質(zhì)通過(guò)換熱器對(duì)系統(tǒng)外提供熱量。

進(jìn)一步，所述蓄熱工質(zhì)優(yōu)選為導(dǎo)熱油。

(三)有益效果

本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供的一種太陽(yáng)能蓄熱系統(tǒng)，采用聚光集熱系統(tǒng)、蓄熱循環(huán)系統(tǒng)組成太陽(yáng)能光熱系統(tǒng)，通過(guò)精確控溫和工藝流程，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能光熱從富集到存儲(chǔ)再到利用的高效光熱應(yīng)用途徑，有利于光熱技術(shù)的推廣應(yīng)用。