一种光热电站风力辅助发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能发电领域，尤其涉及一种光热电站风力辅助发电系统。
【背景技术】
[0002]太阳能发电技术包括光热发电和光伏发电，其中，太阳能光热发电是实现大功率发电、替代常规能源的最为经济的手段之一，其通过反射镜将太阳光汇聚到太阳能收集装置，利用太阳能加热收集装置内的传热介质(液体或气体)，再加热水形成蒸汽带动或直接带动发电机发电。
[0003]太阳能光热发电系统中的产生的一部分蒸汽供给汽轮机发电，一部分蒸汽储存于储热系统中，阴天或晚上再将储存的能量取出，以延长发电时间，但当处于连续阴雨天气时，储热系统中储存的能量难以满足荷载的用电需求。在大部分太阳能资源丰富的地区，其风能资源也较为丰富，为避免供电不足的情况出现，可借助风力发电系统作为光热电站的辅助发电系统，采取风光互补的方式进行能源的综合开发和利用，可降低发电系统单位功率的投资成本，使之接近甚至低于传统发电系统的单位功率投资比，促进太阳能短时间内的大规模应用。
【发明内容】
[0004]本发明目的为进一步降低太阳能发电成本，利用太阳能发电系统架构开发风能资源，欲提供一种光热电站风力辅助发电系统，包括倾斜布置的菲涅尔反射镜阵列结构和风力发电装置；其特征在于，在所述菲涅尔反射镜阵列结构的背部上部位置设置风力装置支撑结构，并在所述风力装置支撑结构上布置多个所述风力发电装置。
[0005]所述倾斜布置的菲涅尔反射镜阵列结构为东西轴线平行、南北方向向阳倾斜布置。
[0006]所述风力发电装置为水平轴风力发电装置或垂直轴风力发电装置；多个所述垂直轴风力发电装置同轴布置于所述风力装置支撑结构上，且所述垂直轴风力发电装置水平或垂直布置于所述风力装置支撑结构上。
[0007]所述水平轴风力发电装置根据风向统一连调。
[0008]水平布置于所述风力装置支撑结构的多个垂直轴风力发电装置的多组叶片输出功率合并，减少发电机的使用数量。
[0009]所述风力发电装置与光热发电系统并网连接，实现风力发电的稳定电力输出。所述光热电站的输出电力与所述风力发电装置的输出电力合并输出。
[0010]本发明提供的一种光热电站风力辅助发电系统具有以下特点及优点:1、利用现有的光热电站的场地、架构及并网设施，补充风力发电，共用能量输出系统，降低了光热发电系统单位功率的投资成本和风电投资成本，使之接近甚至低于传统发电系统的单位功率投资比。2、提高光热电站的输出功率的稳定平衡能力，补充夜间及光照不足时的输出电力，提高电能质量；3、调整汽轮机的发电量，将光热电站中反射镜镜场产生的热量更多的存储于储热系统中，补充光热电站输出电力不足时荷载所需的电力，实现风力发电的削峰填谷电力输出，促使光热电站无需依赖外部电网，实现脱网独立运行；4、分布式的风力发电装置输出的电力与光热电站输出的电力合并输出，可优先风电上网，确保电力输出稳定及最大化利用风力资源；5、风力发电装置处以反射镜阵列结构的上部，利用高速度的风力进行发电的同时，减少了反射镜阵列结构所受风力，降低风力对反射镜阵列的破坏，增加反射镜阵列的持久利用率；6、虽然风力发电的单位功率投资较低，但由于风力的不稳定，对电网干扰较大，目前存在限制上网问题，本发明通过风力发电和光热发电的相互调节，可以在稳定输出电力的情况下确保风电全额上网，解决目前风电上网的不稳定问题。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的结构示意图。
[0012]图2-1为本发明的第一实施例结构示意图。
[0013]图2-2为本发明的第二实施例结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的详细说明。
[0015]如图1所示，菲涅尔反射镜阵列结构包括菲涅尔反射镜阵列和菲涅尔反射镜阵列的支撑结构。由多个反射镜形成的菲涅尔反射镜阵列，如反射镜101，反射镜102等菲涅尔反射镜形成的菲涅尔反射镜阵列呈东西轴、南北方向倾斜布置，倾斜角度为15° ~50°，倾斜角度一般大于20°，便于菲涅尔反射镜阵列的安装且同时具有较好的截光能力。该菲涅尔反射镜阵列布置于菲涅尔反射镜阵列的支撑结构103上，该支撑结构在北半球呈南低北高倾斜布置，在南半球呈南高北低倾斜布置，本实施例中以北半球为例进行说明。在菲涅尔反射镜阵列结构的背部上部位置设置风力装置支撑结构，具体为在该菲涅尔反射镜阵列支撑结构103的背部上部位置设置风力装置支撑结构104，并在该风力装置支撑结构104上布置多个风力发电装置，如风力发电装置105。菲涅尔反射镜阵列支撑结构的抗风能力较强，但菲涅尔反射镜反射镜容易受到风力的破坏，利用风力发电装置进行风力发电，为光热发电系统提供辅助电力，并可降低风力，保护反射镜免受破环，增强反射镜阵列的持久利用率。
[0016]本发明的第一实施例结构示意图如图2-1所示，多个菲涅尔反射镜形成菲涅尔反射镜阵列，如菲涅尔反射镜201、菲涅尔反射镜202等形成的菲涅尔反射镜阵列，如菲涅尔反射镜203、菲涅尔反射镜204形成的菲涅尔反射镜阵列，由此形成多个菲涅尔反射镜阵列。多个菲涅耳反射镜阵列分别布置于菲涅尔反射镜阵列支撑结构上，如支撑结构205，并分别在支撑结构的背部上部位置布置风力装置支撑结构，如风力装置支撑结构206，并在风力装置支撑结构上布置多个风力发电装置，该风力发电装置可为水平轴风力发电装置或垂直轴风力发电装置，如图2所示的水平轴风力发电装置布置于风力装置支撑结构206上，如水平轴风力发电装置207、水平轴风力发电装置208和水平轴风力发电装置209。水平轴风力发电装置的风轮的旋转轴与气流的方向平行，该水平轴风力发电装置省去塔杆，将风轮直接布置于风力装置支撑结构206上，多个水平轴风力发电装置分布于风力装置支撑结构上，可根据风向统一连调，使水平轴风力发电装置随风向改变而转动，提高风力发电效率。例如，位于北半球的水平轴风力发电装置在正负60°水平方向上或正负45°水平方向上根据风向统一连调；位于南半球的水平轴风力发电装置在120° ~240°水平方向上或135° ~225°水平方向上根据风向统一连调。
[0017]本发明的第二实施例结构示意图如图2-2所示，在该结构图中，在风力装置支撑结构206上布置多个垂直轴风力发电装置，垂直轴风力发电装置的风轮旋转轴垂直于气流的方向，如垂直轴风力发电装置207、垂直轴风力发电装置208 ;多个垂直轴风力发电装置同轴联动，且多个垂直轴风力发电装置水平安装于风力装置支撑结构上，即垂直轴风力发电装置的转轴与风力装置支撑结构平行，促使垂直轴风力发电装置机的定子和转子反向旋转，实现两倍转速，提高垂直轴风力发电装置的发电效率；且将水平安装的多个垂直轴风力发电装置的多组叶片输出功率合并，共用一个发电机，降低风力发电系统的成本。此外，垂直轴风力发电装置还可垂直布置于风力装置支撑结构上，即垂直轴风力发电装置的转轴垂直于风力装置支撑结构的平面。
[0018]光热电站中的多个风力发电装置与光热发电系统并网连接，为光热发电系统提供辅助电力，并可调节光热发电系统的输出电力，促使光热电站无需依赖外部电网，实现脱网独立运行；分布式的风力发电装置输出的电力与光热电站输出的电力合并输出，可优先风电上网，确保输出稳定及最大化利用风力资源。此外，通过在风力装置支撑结构上布置风力发电装置，降低了风速，减小风力对反射镜的破环，增强反射镜阵列的持久利用率。
[0019]显而易见，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下，在此描述的本发明可以有许多变化。因此，所有对于本领域技术人员来说显而易见的改变，都应包括在本权利要求书所涵盖的范围之内。本发明所要求保护的范围仅由所述的权利要求书进行限定。
【主权项】
1.一种光热电站风力辅助发电系统，包括倾斜布置的菲涅尔反射镜阵列结构和风力发电装置；其特征在于，在所述菲涅尔反射镜阵列结构的背部上部位置设置风力装置支撑结构，并在所述风力装置支撑结构上布置多个所述风力发电装置。2.根据权利要求1所述的一种光热电站风力辅助发电系统，其特征在于，所述倾斜布置的菲涅尔反射镜阵列结构为东西轴线平行、南北方向向阳倾斜布置。3.根据权利要求1所述的一种光热电站风力辅助发电系统，其特征在于，所述风力发电装置为水平轴风力发电装置或垂直轴风力发电装置。4.根据权利要求3所述的一种光热电站风力辅助发电系统，其特征在于，多个所述垂直轴风力发电装置同轴布置于所述风力装置支撑结构上，且所述垂直轴风力发电装置水平或垂直布置于所述风力装置支撑结构上。5.根据权利要求3所述的一种光热电站风力辅助发电系统，其特征在于，所述水平轴风力发电装置根据风向统一连调。6.根据权利要求4所述的一种光热电站风力辅助发电系统，其特征在于，水平布置于所述风力装置支撑结构的多个垂直轴风力发电装置的多组叶片输出功率合并，减少发电机的使用数量。7.根据权利要求1或2所述的一种光热电站风力辅助发电系统，其特征在于，所述风力发电装置与光热发电系统并网连接，实现风力发电的稳定电力输出。8.根据权利要求1或2所述的一种光热电站风力辅助发电系统，其特征在于，光热发电系统的输出电力与所述风力发电装置的输出电力合并输出。
【专利摘要】本发明提供了一种光热电站风力辅助发电系统，包括倾斜布置的菲涅尔反射镜阵列结构和风力发电装置；其中，在该菲涅尔反射镜阵列结构的背部上部位置设置风力装置支撑结构，并在该风力装置支撑结构上布置多个风力发电装置。利用本发明的光热电站风力辅助发电系统可提高光热电站的输出功率的稳定平衡能力，补充夜间及光照不足时的输出电力，提高电能质量；调整汽轮机的发电量，将反射镜镜场产生的热量更多的存储于储热系统中，补充光热电站输出电力不足时荷载所需的电力；并可降低风力对反射镜阵列的破坏，增加反射镜阵列的持久利用率。
【IPC分类】F03D13/20, F03G6/00, F03D9/25
【公开号】CN105221348
【申请号】CN201410263980
【发明人】刘辉, 刘映华
【申请人】刘辉, 刘映华
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年6月13日