塔式太阳能温差发电站的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能发电的技术领域，特别是涉及太阳能温差发动机(参见专利申请号201410060776.2)、线性菲涅尔太阳能温差发电机(参见专利申请号201410679560.4)。也涉及一种程控开关式温差发动机(参见专利申请号201410058639.5)、一种多缸式温差发动机(参见专利申请号201410712134.6)，还可能涉及一种转子式温差发动机(参见专利申请号201410679583.5)。
【背景技术】
[0002]太阳能发电最常见的是光伏发电、光热发电、斯特林发动机发电，斯特林发动机已经获得了最高的太阳能转换效率，但价格昂贵不能普及。
[0003]太阳能温差发电机(参见专利申请号201410060776.2)和线性菲涅尔太阳能温差发电机(参见专利申请号201410679560.4)被提出，这两项发明的目的就是要降低太阳能发电成本。但这两种太阳能发电方式受制于聚光面积，单机功率都不大，这就影响了这两种太阳能发电机的应用范围。另外这两种太阳能发电机都采用了程控开关式温差发动机来产生动力进而带动发电机生产电力输出，但由于单机功率不大，因此如果是大规模的太阳能发电，就需要配备很多台程控开关式温差发动机，这样成本的下降空间就是有限度的，要达到太阳能发电与火力发电相近的成本，还需要更有效率的太阳能发电方式才行。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明提出了一种塔式太阳能温差发电站的技术方案。很显然，温差发动机的单机功率越大，单位功率的价格就越低。比如一台功率为IMW的温差发动机，其价格并不是一台功率为1KW的温差发动机的100倍，最多只有几倍的价格差距。因此为了达到最大限度降低成本的目的，就需要把单机功率尽量做大大。为了达到这样的目标，塔式太阳能温差发电站显然就是首选，是所有太阳能温差发电方案中性价比最高的那个方案。
[0005]本发明的技术方案是:一种塔式太阳能温差发电站，包括塔架、反射镜场、吸热器、发电机。还包括程控开关式温差发动机。所述的程控开关式温差发动机安装在塔架上。
[0006]所述的吸热器安置在反射镜聚光焦点处，所述的程控开关式温差发动机的加热器与吸热器通过导热材料紧密相连。
[0007]所述的程控开关式温差发动机的加热器与地面垂直放置；所述的程控开关式温差发动机的冷却器安置在温差发动机的另一侧，与加热器平行。
[0008]所述的程控开关式温差发动机为多缸式温差发动机。
[0009]所述的发电机为交流发电机。
[0010]所述的反射镜场安装在地面上，聚光到所述的吸热器上。
[0011]所述的反射镜安装在塔架的一侧。
[0012]所述的程控开关式温差发动机的加热器的表面部分涂装有隔热材料。
[0013]所述的加热器和冷却器，可以由多个单管组成。
[0014]本发明的有益效果
[0015]本发明提出的塔式太阳能温差发电站，与太阳能温差发电机和线性菲涅尔太阳能温差发电机一样，也是温差发动机在太阳能领域的一项应用。与前两种温差发电机相比，塔式太阳能温差发电站使用的温差发动机单机功率最大，因此单位功率的成本也最低。该发明可以在前两种太阳能温差发电机的基础上进一步降低太阳能发电的单位成本，以便于太阳能发电的普及。本发明不需要用水做工质，非常适合应用在缺水的干旱沙漠地带。本方案尤其适合于大规模的太阳能发电领域，并在未来的发展中有望把价格降低到接近以煤为燃料的火电生产成本，为经济发展提供清洁廉价的电力，减少煤电的份额，对节能减排、保护环境将作出贡献，为绿色工业文明的发展提供坚实的基础。
【附图说明】
[0016]图1为该太阳能温差发电装置示意图的俯视图；
[0017]图中1.反射镜场、2.塔架、3.温差发动机缸体、4、吸热器、5.温差发动机的加热器、6.温差发动机的冷却器、7.发电机、8.配电站、9、电网。
[0018]实施方式
[0019]实施例一:参见图1，一种塔式太阳能温差发电站，包括塔架、反射镜场、吸热器、发电机。还包括程控开关式温差发动机。所述的程控开关式温差发动机安装在塔架上。
[0020]所述的吸热器安置在反射镜聚光焦点处，所述的程控开关式温差发动机的加热器与吸热器通过导热材料紧密相连。
[0021]所述的程控开关式温差发动机的加热器与地面垂直放置；所述的程控开关式温差发动机的冷却器安置在温差发动机的另一侧，与加热器平行。
[0022]所述的程控开关式温差发动机为多缸式温差发动机。
[0023]所述的发电机为交流发电机。
[0024]所述的反射镜场安装在地面上，聚光到所述的吸热器上。
[0025]所述的反射镜安装在塔架的一侧。
[0026]所述的程控开关式温差发动机的加热器的表面部分涂装有隔热材料。
[0027]所述的加热器和冷却器，可以由多个单管组成。
[0028]本发明也是程控开关式温差发动机的一项应用，该方案采用塔式太阳能聚光，用于加热程控开关式温差发动机的加热器(以下简称加热器)，而程控开关式温差发动机的冷却器(以下简称冷却器)则以常温空气对其进行冷却。本方案利用聚光产生高温，使温差发动机的加热器和冷却器之间产生较大的温差，而温差发动机则可以利用由温差造成的气压差，经由温差发动机的组件一气功马达将气压差转化为动力输出，进而带动发电机产生电力输出。
[0029]显然，温差发动机的单机功率越大，单位功率的价格就越低。比如一台功率为IMW的温差发动机，其价格并不是一台功率为1KW的温差发动机的100倍。为了让温差发动机有足够大的功率，采用的温差发动机必须是多缸式的，通过增加气缸数量，来获得更大的单机功率。在本方案中，温差发动机的功率至少应该是MW级别的。如果将来技术上更为成熟，能够做出单机功率更大的温差发动机，那么可以采用1MW级别甚至更高单机功率级别的温差发动机，这样的话单位功率的成本将更低，太阳能发电的单位成本也更低，其效果也将更为理想。
[0030]本方案通过聚光阵列进行聚光，聚光到吸热器上，吸热器和温差发动机的加热器通过导热材料紧密相连。必要时，可以把吸热器和温差发动机的加热器设计为一体，以达到最高的热传导效率。在本方案中，对冷却器的冷却由空气完成，这样的成本最低。考虑到塔架顶部离地面有一定高度，会有比较高的风速，空气冷却的方案应该可以满足要求。
[0031]考虑到多缸式温差发动机的特点，是多个气缸一字型排开，两侧分别安置加热器和冷却器，因此反射镜安置在一个方向上，以扇形分布，聚光到一个平面上。在实际应用中，可以在塔架顶端安置多个温差发动机组，比如安排4个组成一个正方形，这样就需要在塔架的周围布置一个圆形的反射镜阵列。
[0032]加热器和冷却器应该是平板状，分布在温差发动机的两侧，加热器的平面和冷却器的平面是平行的，与地面垂直。加热器放置在面向反射镜的方向，与吸热器的位置非常接近，甚至可以为一体。如果在一个塔架的几个方向都安装温差发动机，那么冷却器的散热问题需要重点考虑，专门设计。
[0033]本方案中温差发动机产生的动力通过带动发电机产生电力输出，所用的发电机为交流发电机。交流发电机发出的电力质量较高，与传统的发电方式发出的电力接近，可以直接并入电网。
[0034]本发明延续太阳能温差发电机(参见专利申请号201410060776.2)和线性菲涅尔太阳能温差发电机(参见专利申请号201410679560.4)的思路，意图通过降低太阳能发电的单位成本，来促进太阳能发电的普及。本方案采用具有更大功率的温差发动机，以降低单位功率的成本。相对于前两种同样利用温差发动机发电的技术方案来说，在大规模的太阳能发电站建设中具有成本优势。本方案的在整个太阳能发电过程中都没有用到水，也可以大幅度减低运营成本，更适合在太阳能充足但缺水的地区使用(太阳能充足的地方一般都缺水)。从长期看，把太阳能发电的成本降低到与以煤炭为燃料的火电的发电成本相当的水平，是可以做到的。
【主权项】
1.一种塔式太阳能温差发电站，包括塔架、反射镜场、吸热器、发电机。其特征是:还包括程控开关式温差发动机。所述的程控开关式温差发动机安装在塔架上。
2.根据权利要求1所述的塔式太阳能温差发电站，其特征是:所述的吸热器安置在反射镜聚光焦点处，所述的程控开关式温差发动机的加热器与吸热器通过导热材料紧密相连。
3.根据权利要求2所述的塔式太阳能温差发电站，其特征是:所述的程控开关式温差发动机的加热器与地面垂直放置；所述的程控开关式温差发动机的冷却器安置在温差发动机的另一侧，与加热器平行。
4.根据权利要求1所述的塔式太阳能温差发电站，其特征是:所述的程控开关式温差发动机为多缸式温差发动机。
5.根据权利要求1所述的塔式太阳能温差发电站，其特征是:所述的发电机为交流发电机。
6.根据权利要求1所述的塔式太阳能温差发电站，其特征是:所述的反射镜场安装在地面上，聚光到所述的吸热器上。
7.根据权利要求6所述的塔式太阳能温差发电站，其特征是:所述的反射镜安装在塔架的一侧。
8.根据权利要求6所述的塔式太阳能温差发电站，其特征是:所述的程控开关式温差发动机的加热器的表面部分涂装有隔热材料。
【专利摘要】一种塔式太阳能温差发电站，包括塔架、反射镜场、吸热器、发电机。还包括程控开关式温差发动机。所述的程控开关式温差发动机安装在塔架上。所述的吸热器安置在反射镜聚光焦点处，所述的程控开关式温差发动机的加热器与吸热器通过导热材料紧密相连。所述的程控开关式温差发动机的加热器与地面垂直放置；所述的程控开关式温差发动机的冷却器安置在温差发动机的另一侧，与加热器平行。本发明提出了一种塔式太阳能温差发电站，其通过聚光对温差发动机的加热器进行加温，利用温差产生动力，进而带动电动机产生电力输出，本发明可望大幅度降低太阳能发电成本，促进太阳能发电的普及。
【IPC分类】F03G6-00
【公开号】CN104612914
【申请号】CN201410771206
【发明人】虞一扬
【申请人】上海领势新能源科技有限公司, 虞一扬
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月15日