[發(fā)明專利]一種光伏與光熱耦合發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011308887.2
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112554979B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝永慧;王鼎;孫磊;張荻
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F01K17/06;F01D15/10;F01K23/04;F03G6/04;F03G6/06;F04B35/04;F04B37/18;F04B39/06;H02S40/44
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發(fā)明公開了一種光伏與光熱耦合發(fā)電系統(tǒng)，包括：壓縮機的出口與第一換熱器的第一進口相連通；第一換熱器的第一出口與光伏電池子系統(tǒng)的進口相連通，光伏電池子系統(tǒng)的出口與第二換熱器的第一進口相連通；第二換熱器的第一出口與集熱器的進口相連通，集熱器的出口與二氧化碳透平的進口相連通；二氧化碳透平的出口與第二換熱器的第二進口相連通，第二換熱器的第二出口與第一換熱器的第二進口相連通，第一換熱器的第二出口與第三換熱器的第一進口相連通，第三換熱器的第一出口與壓縮機的進口相連通。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能光伏光熱耦合發(fā)電，可提升發(fā)電效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光伏與光熱耦合發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)能源日益匱乏、環(huán)保壓力日趨嚴重，新能源得到了更多的重視；其中，太陽能作為目前應(yīng)用最廣、技術(shù)成熟度較高的新能源之一，得到了廣泛關(guān)注。

現(xiàn)有的光伏和光熱發(fā)電技術(shù)相對獨立，但兩者的工作范圍與溫度等級存在差異，可以梯級利用。然而，傳統(tǒng)的光伏電池在工作過程中會產(chǎn)生大量的熱，如果不能及時降溫會影響其工作穩(wěn)定性；傳統(tǒng)的光伏電池結(jié)構(gòu)由于散熱的需求，所設(shè)計的結(jié)構(gòu)往往熱量散失快，難以利用這部分能量。

因此，亟需開發(fā)一種光伏與光熱耦合發(fā)電系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種光伏與光熱耦合發(fā)電系統(tǒng)，以解決上述存在的一個或多個技術(shù)問題。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能光伏光熱耦合發(fā)電，可提升發(fā)電效率。

為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的一種光伏與光熱耦合發(fā)電系統(tǒng)，包括：壓縮機、第一換熱器、光伏電池子系統(tǒng)、第二換熱器、集熱器、二氧化碳透平、第一發(fā)電機和第三換熱器；

其中，壓縮機的出口與第一換熱器的第一進口相連通；第一換熱器的第一出口與光伏電池子系統(tǒng)的進口相連通，光伏電池子系統(tǒng)的出口與第二換熱器的第一進口相連通；第二換熱器的第一出口與集熱器的進口相連通，集熱器的出口與二氧化碳透平的進口相連通；二氧化碳透平的出口與第二換熱器的第二進口相連通，第二換熱器的第二出口與第一換熱器的第二進口相連通，第一換熱器的第二出口與第三換熱器的第一進口相連通，第三換熱器的第一出口與壓縮機的進口相連通；其中，所述二氧化碳透平用于膨脹做功帶動發(fā)電機發(fā)電。

本發(fā)明的進一步改進在于，還包括：電動機，用于驅(qū)動壓縮機。

本發(fā)明的進一步改進在于，還包括：第一發(fā)電機；所述二氧化碳透平膨脹做功帶動第一發(fā)電機發(fā)電。

本發(fā)明的進一步改進在于，集熱器為太陽能塔式集熱器。

本發(fā)明的進一步改進在于，第三換熱器的冷卻方式為水冷或者空冷。

本發(fā)明的進一步改進在于，還包括：朗肯循環(huán)子系統(tǒng)；

所述朗肯循環(huán)子系統(tǒng)包括：有機工質(zhì)透平、冷卻器和壓縮泵；

第三換熱器的第二出口與有機工質(zhì)透平的進口相連通，有機工質(zhì)透平的出口經(jīng)冷卻器、壓縮泵與第三換熱器的第二進口相連通；其中，所述有機工質(zhì)透平用于帶動發(fā)電機發(fā)電。

本發(fā)明的進一步改進在于，還包括：第二發(fā)電機；所述有機工質(zhì)透平帶動第二發(fā)電機發(fā)電。

本發(fā)明的進一步改進在于，所述光伏電池子系統(tǒng)包括：拋物線型聚光器、圓形反射器、光伏電池、熱吸收器和換熱管；所述拋物線型聚光器設(shè)置有透光孔和拋物線型反射面；所述圓形反射器設(shè)置有球反射面；其中，所述圓形反射器的兩側(cè)對稱設(shè)置有所述拋物線型聚光器；圓形反射器、光伏電池、熱吸收器和換熱管采用倒置結(jié)構(gòu)；其中，所述透光孔用于使太陽光折射至拋物線型反射面的焦點處，再從焦點處反射到球反射面，最后反射至光伏電池的表面；熱吸收器用于吸收光伏電池工作過程中產(chǎn)生熱量并使其降溫；換熱管用于吸收熱吸收器的熱量并加熱二氧化碳工質(zhì)。