[實用新型]一種結合風力發電設備的塔式光熱電站集熱塔

有效

• 申請號: 202023163523.8
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN213953822U
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 張成軍;曹烜軍
• 申請（專利權）人: 北京聯合力控股集團有限公司
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F03D9/25;F03D9/37;F03D3/06;F03D7/06;F03D13/20;F03D17/00
• 代理公司: 北京申翔知識產權代理有限公司 11214
• 代理人: 艾晶

本實用新型一種結合風力發電設備的塔式光熱電站集熱塔，其包含集熱塔，定日鏡系統配合集熱塔設置，集熱塔頂部設置有吸熱器，吸熱器上方設置有上防護區域，吸熱器下方設置有下防護區域，在吸熱器的上防護區域設置有風機底座，風機底座連接垂直軸風力發電設備；垂直軸風力發電設備連接定日鏡系統。本實用新型利用塔式光熱電站中集熱塔的高度優勢，在吸熱器頂部設置垂直軸風力發電設備，所發電力給定日鏡系統進行供電，以部分或全部替代廠用電系統供電模式，增加光熱發電的上網部分電量，提高光熱電站的經濟效益。

技術領域

本實用新型涉及塔式光熱電站的集熱塔，特別是一種結合了風力發電設備的塔式光熱電站集熱塔。

背景技術

塔式太陽能發電系統也稱為集中式太陽能熱發電系統。它利用定日鏡將太陽光聚焦在中心集熱塔的吸熱器上，在那里將聚焦的輻射能轉變成熱能，然后將熱能傳遞給熱力循環的工質，再驅動汽輪機做功發電。

如圖1所示，塔式太陽能發電系統主要由定日鏡系統A、集熱塔8、吸熱器6、傳熱流體、換熱部件、儲熱系統、汽輪機和發電系統等部分組成。

吸熱器的功用是收集定日鏡反射來的陽光并傳遞能量給系統工質，是整個系統的關鍵設備，也是太陽能系統與熱電系統的轉換點。世界各大公司對吸熱器均有深入研究，設計方法和型式結構也大不相同。對于扇型布置的鏡場多采用單面布置吸熱器，比如內腔式吸熱器。對于環形布置的鏡場則需要采用外表面式吸熱器。

吸熱器能適應溫度的急劇變化，在晴天，當有云層飄過遮蔽陽光時，吸熱器的工作溫度可在1 min內，從565℃下降到287℃。所以，吸熱器的吸熱面不僅要選用很好的材料，結構強度也要能承受交變熱應力的沖擊。吸熱器是塔式太陽能熱發電的關鍵設備，直接影響到整個機組的效率和安全可靠性。

集熱塔的作用是將吸熱器的位置盡可能地抬高，以便最大限度地利用有限的土地，更密集地布置定日鏡數量。10 MW發電功率的機組，就需要塔高100 m左右。

太陽能熱發電技術屬于新能源發電領域，太陽能熱電站一般配置儲能系統，故與風力發電技術相比，其電能輸出更平穩，對電網的沖擊影響較小。由于太陽能熱發電站建設成本高，且整個電站的發電效率無法與火力發電相比，因此如何更好的降本提效成為太陽能熱電站亟待解決的問題。塔式太陽能熱電站鏡場規模龐大，定日鏡數量繁多，且每臺定日鏡在天氣晴好條件下，均需逐日逐時根據設定程序對太陽進行跟蹤。傳統塔式太陽能電站的定日鏡驅動一般采用步進電機實現，電機所需電力由廠用電系統提供，由于定日鏡的數量較多，增加了廠用電的占比。

實用新型內容

本實用新型所要解決的問題在于，提供一種結合風力發電設備的塔式光熱電站集熱塔結構，其利用集熱塔的高度優勢，結合風力發電設備，利用風力發電設備對定日鏡驅動系統進行供電，以全部或部分替代廠用電系統對其的供電，以增加光熱發電的上網部分電量，提高光熱電站的經濟效益。

本實用新型所采用的技術手段是：一種結合風力發電設備的塔式光熱電站集熱塔，其包含集熱塔，定日鏡系統配合集熱塔設置，集熱塔頂部設置有吸熱器，吸熱器上方設置有上防護區域，吸熱器下方設置有下防護區域，其特征在于，在吸熱器的上防護區域設置有風機底座，風機底座連接垂直軸風力發電設備；垂直軸風力發電設備連接定日鏡系統。

垂直軸風力發電設備底部中心設置發電機，發電機上方縱向設置風機主軸，與風機主軸平行縱向設置三條葉片軸，葉片軸轉動連接縱向設置的風機葉片，相鄰葉片軸之間通過連桿相連接，連桿在同一水平面呈等邊三角形，三個同一水平面的連桿形成三角框架，該三角框架為一組以上；葉片軸內設置有用于調整葉片角度的葉片調節電機。

葉片軸與風機主軸之間設置有支撐桿。

風機主軸頂部設置有測風儀。