[發明專利]一種基于晝夜溫差的光熱發電系統及方法

有效

• 申請號: 202110450529.3
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113217311B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 翟融融;劉林桐
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F03G7/04;F01D15/10
• 代理公司: 北京中巡通大知識產權代理有限公司 11703
• 代理人: 張曉凱

本發明公開了一種基于晝夜溫差的光熱發電系統及方法，光熱發電系統包括集熱系統、熱傳輸系統、儲熱與熱交換系統、發電系統和溫差發電裝置；所述集熱系統、熱傳輸系統、儲熱與熱交換系統、發電系統依次連接，用于將所述集熱系統收集的熱量經過熱傳輸系統輸送給儲熱與熱交換系統，所述發電系統利用收集的熱量進行日間發電；所述溫差發電裝置與所述儲熱與熱交換系統連接，用于利用所述儲熱與熱交換系統儲存的熱量夜間發電。在儲熱與熱交換系統外集成了溫差發電裝置，能夠利用晝夜溫差發電，減少夜晚的不必要的熱量散失，提高對太陽能高效利用的能力。

技術領域

本發明屬于太陽能與熱電材料集成光熱發電技術，具體涉及一種基于晝夜溫差的光熱發電系統及方法。

背景技術

一次能源的大量消耗不僅造成了諸如霧霾等環境污染，同時產生大量溫室氣體。面對環境污染以及溫室效應等全球性環境問題，各國在制定能源發展路線時，均將可再生能源作為發展重點。太陽能作為清潔、可持續的可再生資源，得到各國充分的重視。太陽能發電方式分為光伏發電和光熱發電，其中從技術難度和造價角度出發，光熱發電方式具有顯著的發展優勢。

但是目前的光熱發電技術還不成熟，蓄熱裝置在白天蓄熱后，夜晚會發生熱量散失的問題，影響能源的利用效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于晝夜溫差的光熱發電系統及方法，將光熱電站集熱技術與溫差發電技術結合，白天利用設計的蓄熱裝置將部分收集到的熱量儲存起來，夜間利用晝夜溫差通過以熱電材料為主體的制成的溫差發電裝置，完成熱電轉換。能達到減少夜晚儲熱罐的熱量散失，整個系統可實現太陽能日間發電、夜間溫差發電的平衡互補功能，最終實現全天候聯合互補平衡發電。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于晝夜溫差的光熱發電系統，包括集熱系統、熱傳輸系統、儲熱與熱交換系統、發電系統和溫差發電裝置；

所述集熱系統、熱傳輸系統、儲熱與熱交換系統、發電系統依次連接，用于將所述集熱系統收集的熱量經過熱傳輸系統輸送給儲熱與熱交換系統，所述發電系統利用收集的熱量進行日間發電；

所述溫差發電裝置與所述儲熱與熱交換系統連接，用于利用所述儲熱與熱交換系統儲存的熱量夜間發電。

進一步的，所述集熱系統包括定日鏡和吸熱器，所述定日鏡用于將太陽光反射到所述吸熱器上。

進一步的，所述熱傳輸系統包括集熱塔和熱量運輸通道，所述熱量運輸通道送熱側連接所述吸熱器的出口，所述熱量運輸通道回冷側連接所述吸熱器的進口。

進一步的，所述吸熱器安裝在所述集熱塔的頂部。

進一步的，所述發電系統包括蒸汽發生器、汽輪機和冷凝器；所述蒸汽發生器的蒸汽出口連接所述汽輪機的進氣口，所述汽輪機的乏汽出口經過冷凝器后連接所述蒸汽發生器。

進一步的，所述儲熱與熱交換系統包括熱鹽罐和冷鹽罐；所述熱量運輸通道在熱鹽罐處換熱，將部分熱量儲存于熱鹽罐中；隨后接入蒸汽發生器中換熱，蒸汽發生器吸熱產生蒸汽；所述熱量運輸通道經過蒸汽發生器中換熱后接入冷鹽罐換熱，將低溫熱量存儲于冷鹽罐中，所述熱量運輸通道經過冷鹽罐換熱后連接至所述吸熱器的進口。

進一步的，所述汽輪機的輸電端連接電網。

進一步的，所述溫差發電裝置的主體由熱電材料制成，集成在熱鹽罐的外側。

進一步的，多個所述定日鏡布置在吸熱器的周圍。

本發明提供的另一個技術方案是：

一種利用所述基于晝夜溫差的光熱發電系統的方法，包括如下步驟：