[發明專利]一種光熱光伏聯合發電系統及方法

在審

• 申請號: 201810368749.X
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108626084A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 雷莫言;王恢奇
• 申請（專利權）人: EDF（中國）投資有限公司
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;H02S40/40
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 朱親林

本發明公開了一種光熱光伏聯合發電系統及方法，系統包括：吸熱工質存儲單元，包括第一儲存件、第二存儲件及第三存儲件，用于存儲不同溫度階段的吸熱工質；聚光加熱單元，用于將第一儲存件中的吸熱工質通過聚光加熱后輸送到第二存儲件中；輔助電加熱單元，用于將第二存儲件中的吸熱工質通過電加熱后輸送到第三存儲件中；光伏發電單元，用于進行光伏發電并且為輔助電加熱單元提供電源；換熱單元，用于將吸熱工質與發電工質進行換熱處理，并將吸熱工質輸送到第一儲存件中，將發電工質輸送到發電單元中；發電單元，用于通過發電工質進行發電。本申請能夠避免光熱集熱器高溫熱損高的問題，同時提高后續工況溫度，進而提高發電系統的整體發電效率。

技術領域

本發明涉及太陽能光熱發電相關技術領域，特別是指一種光熱光伏聯合發電系統及方法。

背景技術

太陽能是一種清潔的可再生能源，而我國又是一個太陽能儲量較豐富的國家，尤其是西北地區，地勢平坦，光照充足，日照時間長，氣候干燥，有利于建設光熱發電站。目前二代光熱項目多為使用熔鹽作為吸熱工質，用來吸收太陽能所轉化的熱能，之后用于加熱水蒸氣、超臨界二氧化碳等工質用于發電使用。但是當前這一類系統的發電循環效率還是有待提高。常見提高發電循環效率最直接的方法就是提高運行參數，例如壓力和溫度參數，如果采用目前應用較廣泛的二元熔融鹽作為吸熱介質，一般熔鹽光熱電站熔鹽工作溫度為500℃～600℃。如果未來采用新型熔融鹽，可使吸熱器溫度達到700℃，但材料選型及設計等問題一方面會增加吸熱器的制造成本。另一方面，光熱集熱器運行溫度越高，熱損失越大。例如：在550℃工況下光熱集熱器的熱損失率可達到10％左右，當工況達到700℃時熱損失可達到20％。因此當前使用吸熱介質的熱損導致能量利用率不高。

此外，由于太陽能發電還受自然條件限制，不能長期穩定運行，而目前大部分解決辦法為儲熱和電池儲電兩種形式。由于電池儲電價格高、經濟性差、儲熱系統受儲熱介質影響，因此對運行溫度限制較大。

因此，在實現本申請的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：一方面對于光熱集熱器來說溫度越高則熱損越高，另一方面吸熱工質最終的溫度越高則發電效率越高且能量利用率也越高，而在現有光熱發電中這兩者存在的矛盾目前還沒有有效的解決方案。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種光熱光伏聯合發電系統及方法，能夠避免光熱集熱器在高溫條件下的熱損高的問題，同時提高后續發電循環過程的工況溫度，進而提高發電系統的整體發電效率。

基于上述目的本發明提供的光熱光伏聯合發電系統，包括：

吸熱工質存儲單元，包括第一儲存件、第二存儲件以及第三存儲件；所述第一儲存件、所述第二存儲件以及所述第三存儲件分別用于存儲不同溫度階段的吸熱工質并且輸送到換熱單元中；

聚光加熱單元，設置于所述第一儲存件和所述第二存儲件之間，用于將所述第一儲存件中的吸熱工質通過聚光加熱后輸送到所述第二存儲件中；

輔助電加熱單元，設置于所述第二存儲件和所述第三存儲件之間，用于將所述第二存儲件中的吸熱工質通過電加熱后輸送到所述第三存儲件中；

光伏發電單元，與所述輔助電加熱單元連接，用于進行光伏發電并且為所述輔助電加熱單元提供電源；

換熱單元，設置于所述第三存儲件與發電單元之間，用于將所述第三存儲件中的吸熱工質與發電單元中的發電工質進行換熱處理，并且將換熱后的吸熱工質輸送到第一儲存件中，將換熱后的發電工質輸送到發電單元中；

發電單元，用于通過所述換熱單元輸出的發電工質進行發電。

可選的，所述聚光加熱單元包括定日鏡場和光熱集熱器；所述定日鏡場中設置有多個定日鏡，且通過所述定日鏡將太陽光線聚集到光熱集熱器中，所述光熱集熱器用于對吸熱工質進行加熱。