一种气轮机式太阳能发电装置及其方法与流程

本发明涉及新能源发电技术领域，特别是一种对太阳能进行吸收并转化为电能再利用的气轮机式太阳能发电装置及其方法。

背景技术：

目前，市场上热水器品种繁多，有电热水器、燃气热水器、空气源热水器等，随着城市化进程加快，世界能源危机告急，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能的热潮，太阳能作为一种绿色、可再生的清洁能源，被充分运用到家庭热水、取暖领域，太阳能热水器无疑成为热水器行业的一个新星；与电热水器和燃气热水器相比，太阳能热水器有很多优点。太阳能是可再生能源，与常规能源相比，具有取之不尽、用之不竭等特点；只要有阳光，太阳能热水器就可进行光热转换，太阳能热水器一年四季均可运行。一次投资而长期受益是太阳能热水器的显著特点。一般情况下，太阳能热水器主要部件使用寿命可达十五年以上，家庭采用太阳能热水器供热，可节省日常用于加热水的电费、气费90％，减少家庭开支，可在1～4年内全部收回投资。使用太阳能不存在中毒和触电的隐患，十分安全。

而汽轮机是一种以蒸汽为动力,并将蒸汽的热能转化为机械功的旋转机械，是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机，汽轮机具有单机功率大、效率高、寿命长等优点。将二者结合起来用于发电，不会排放任何对环境有害的物质，具有使用寿命长，成本回收周期短，能够显著提高对太阳能的利用率。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题提供一种能够高效地吸收、转化太阳能的装置，产生电能的同时不会向环境中排放任何有害物质的气轮机式太阳能发电装置及其方法。

本发明的技术方案是：一种气轮机式太阳能发电装置，包括太阳能热水器、蓄能器、汽轮机、冷凝片、集液箱和液泵；

所述太阳能热水器包括集热器、蒸发室和保温水箱，所述蒸发室与保温水箱之间不相通；蒸发室的一端设有出气口，另一端设有进液口；

所述太阳能热水器的出气口连接汽轮机，蓄能器并联在太阳能热水器与汽轮机之间；汽轮机连接冷凝片的一端，冷凝片的另一端连接集液箱；所述集液箱内装有工质；液泵连接于集液箱与太阳能热水器的进液口。

上述方案中，所述工质为低沸点溶剂戊烷、乙醚、石油醚、二甲胺、二氯甲烷、二硫化碳、丙酮、甲醇中的任意一种。

上述方案中，所述工质为戊烷。

上述方案中，所述太阳能热水器为平板型或管型中。

上述方案中，还包括溢流阀；所述溢流阀绕过液泵并联在太阳能与集液箱之间。

一种根据所述气轮机式太阳能发电装置的方法，包括以下步骤：

所述在太阳能热水器稳定工作之后，液泵从集液箱中抽取工质戊烷经过连接管道输送至太阳能热水器的蒸发室，戊烷汽化为高压戊烷蒸汽，高压戊烷蒸汽推动汽轮机发电，从汽轮机出来的戊烷蒸汽为低压戊烷蒸汽，经过冷凝片被液化为戊烷液体存入集液箱中，如果太阳能热水器内的压力高于汽轮机的额定工作压力，一部分戊烷蒸汽的气压能储存在蓄能器之中，当太阳能热水器内压力低于汽轮机额定工作压力时蓄能器向管道释放储存的戊烷蒸汽继续推动汽轮机发电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明采用以上技术方案，能够高效的将太阳能转化为电能，同时不向环境中排放任何有害物质。

2.本发明采用的太阳能热水器与汽轮机组合式发电，使用寿命超过15年，在成本回收之后有很长的增值期。

3.本发明中太阳能热水器将太阳能转化为热能可以延长发电时间，弥补了太阳能电池在夜间无光照的条件下无法发电的不足。

4.本发电方案可以在交通环境闭塞难以通电的山区使用，应用范围广阔。

5.本发明方案利用低沸点的戊烷作为能量传递工质，能够大大提高热能转化为电能的效。

附图说明

图1：是本发明一实施方式的整体结构布置图；

图2：是本发明一实施方式的太阳能热水器机构示意图；

图3：是土2的a-a剖视图。

图中，1、太阳能热水器；101、集热器；102、出气口；103、进液口；104、蒸发室；105、保温水箱；2、蓄能器；3、汽轮机；4、冷凝片；5、集液箱；6、液泵；7、溢流阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。

图1所示为本发明所述气轮机式太阳能发电装置的一种实施方式，所述气轮机式太阳能发电装置，包括太阳能热水器1、蓄能器2、汽轮机3、冷凝片4、集液箱5、液泵6、溢流阀7和工质。

如图2和3所示，所述太阳能热水器1包括集热器101、蒸发室104和保温水箱105，所述蒸发室104与保温水箱105之间不相通；蒸发室104的一端设有出气口102，另一端设有进液口103；

所述太阳能热水器1的出气口102连接汽轮机3，蓄能器2并联在太阳能热水器1与汽轮机3之间；汽轮机3连接冷凝片4的一端，冷凝片4的另一端连接集液箱5；所述集液箱5内装有工质；液泵6连接于集液箱5与太阳能热水器1的进液口103；所述溢流阀7绕过液泵6并联在太阳能1与集液箱5之间。

所述工质为低沸点溶剂戊烷、乙醚、石油醚、二甲胺、二氯甲烷、二硫化碳、丙酮、甲醇中的任意一种。

优选的，所述工质为戊烷。

本发明所述发电装置建设在流动水域附近，利用流动的冷水将戊烷蒸汽在冷凝片4内液化。所述冷凝片4的冷却媒介为流动水域的冷水，所述流动水域为江水、河水、溪水、泉水或海水。

所述太阳能热水器1为平板型或管型中。此实施例中，所述太阳能热水器1为平板型，所述集热器101为平台集热器。

一种根据所述气轮机式太阳能发电装置的方法，包括以下步骤：

所述在太阳能热水器1稳定工作之后，液泵6从集液箱5中抽取工质戊烷经过连接管道输送至太阳能热水器1的蒸发室104，戊烷汽化为高压戊烷蒸汽，高压戊烷蒸汽推动汽轮机3发电，从汽轮机3出来的戊烷蒸汽为低压戊烷蒸汽，经过冷凝片4被液化为戊烷液体存入集液箱5中，如果太阳能热水器1内的压力高于汽轮机3的额定工作压力，一部分戊烷蒸汽的气压能储存在蓄能器2之中，当太阳能热水器1内压力低于汽轮机3额定工作压力时蓄能器2向管道释放储存的戊烷蒸汽继续推动汽轮机3发电。如果太阳能热水器1内压力大于设定的安全压力上限时，一部分戊烷可以从溢流阀7回流至集液箱5中，通过这一套装置达到高效利用太阳能发电的效益。

本发明装置将太阳能热水器1能够高效地吸收太阳能并以热能形式储存，和戊烷低沸点，常温常压下36.1℃，的特点相结合，利用太阳能热水器1中热水将戊烷汽化形成高压戊烷蒸汽去推动汽轮机3发电，该发电装置能够弥补太阳能电池不能在夜间发电的不足，结构及连接方式简单，成本低，热能利用率高。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。