一种基于斯普林发动机的太阳能发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种基于斯普林发动机的太阳能发电系统。
【背景技术】
[0002]太阳能是最为丰富的可再生能源，利用太阳热能发电目前已经成为全球科学研究以及产业化的前沿工作。目前采用的方式是通过聚光装置把太阳光线聚集在装有某种液体的管道或者容器，借助太阳热能，液体被加热到一定温度，产生蒸汽然后驱动涡轮机发电，热能转化为电能。目前的发动机效率较低，导致发电成本过高。而且聚光装置都是放在室外运行，要承受风雨的侵蚀，其机械支撑转动部分必须十分坚固，造价十分昂贵。另外太阳能光热发电还存在一个现实的问题一一连续稳定性，太阳能作为一次能源输入，不能满足一天24小时的连续供应。连续性问题可以通过两种方法来解决，一是储能方法，二是混合能源(光气互补)方法。相比尚未成熟的蓄能技术而言，以具有燃料选择多样性的斯特林热机为能源转换基础的光气互补混合能源技术则在目前的技术水平上更可行。
【发明内容】
[0003]针对上述【背景技术】存在的缺陷，本发明提供一种基于斯普林发动机的太阳能发电系统。
[0004]为实现上述节能目的，本发明采用的技术方案是:其包括风机、回热器、太阳能集热器、燃烧室、斯特林发动机以及控制阀、旁路阀、燃气调节阀；
[0005]所述太阳能集热器包括反射镜和全自动跟踪机构，所述全自动跟踪机构的输入端与电脑无线电连接，所述反射镜通过支架固定在地面，所述反射镜为8块镜面拼接而成，直径为4米，所述太阳能集热器还包括通过热能收集器支架安装在反射镜中心上部的热能收集器，全自动跟踪机构的输出端连接热能收集器；
[0006]其中，风机与回热器的冷侧通过管路相连，通过驱动风机将新鲜空气引入回热器中进行预热，回热器通过管路依次连接太阳能集热器与燃烧室，燃烧室通过管路与斯特林发动机的热端相连，上述预热后的空气的供给通过控制阀、旁路阀进行控制，控制阀安装在太阳能集热器进气端管路上，旁路阀通过管路与太阳能集热器并联，形成预热空气供给旁路，而燃气调节阀用来控制燃气的进气量，安装在燃烧室进气管路上，斯特林发动机的热端出口通过管路连接回热器的热侧，使斯特林发动机热端出口的高温排气在回热器与其冷侧进入的新鲜空气进行热交换。
[0007]进一步的，所述太阳能集热器的热能收集器外设置有防护罩。
[0008]进一步的，当太阳能充足的情况下，太阳能集热器工作，而燃烧室不工作，通过太阳能集热器对预热空气加热；
[0009]当不存在太阳辐射或太阳辐射过弱的情况下，此时，燃烧室工作，而太阳能集热器不工作，通过高温燃气对预热空气加热；
[0010]当太阳能充足，但太阳能集热器对预热空气的加热不能满足额定的斯特林发动机热端要求的情况下，太阳能集热器与燃烧室均工作，依次对预热空气加热。
[0011]本发明具有以下有益效果:本发明突破了以往通过转动反射镜来跟踪太阳光线的传统技术路线，将庞大而笨重的反射镜固定在地面上保持不动，因此不会为风雨所损坏，同时用电脑远程控制全自动跟踪机构，使得聚光倍数大幅度提高，反射镜中心的温度可以达到2400度，具有轻便、反射率高、耐磨损、易维护和保养等特性，成本低，使用寿命长。实现了光(太阳能)、气(天然气、沼气以及其他低热值气体)互补的连续性发电，使其较单一的太阳能或风能等新能源发电更有利于系统实现并网运行，从而减少对电网的冲击，在分布式能源利用中具有应用前景。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0013]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0015]如图1所示，本发明包括风机3、回热器2、太阳能集热器1、燃烧室4、斯特林发动机5以及控制阀7、旁路阀8、燃气调节阀9。其中，风机3与回热器2的冷侧通过管路相连，通过驱动风机3将新鲜空气引入回热器2中进行预热。回热器2通过管路依次连接碟式的太阳能集热器1与燃烧室4，燃烧室4通过管路与斯特林发动机5的热端相连。上述预热后的空气的供给通过控制阀7、旁路阀8进行控制，控制阀7安装在太阳能集热器1进气端管路上，旁路阀8通过管路与太阳能集热器1并联，形成预热空气供给旁路。而燃气调节阀用来控制高温燃气的进气量，安装在燃烧室进气管路上。
[0016]本发明的太阳能集热器1包括反射镜11、全自动跟踪机构、支架12、热能收集器支架14和热能收集器13。反射镜11为8块镜面拼接而成，直径为4米，镜面为银色，不含金属成分，反射镜11通过支架12直接固定在地面。全自动跟踪机构的输入端与电脑无线电连接，通过电脑实现远程自动控制，全自动跟踪机构的输出端连接热能收集器13。热能收集器13通过热能收集器支架14安装在反射镜11中心上部，热能收集器13外设置有防护罩。
[0017]通过太阳能集热器1与燃烧室4对预热空气加热至额定的温度，分为三种工作方式，分别为:
[0018]方式一:当太阳能充足的情况下，太阳能集热器1工作，而燃烧室4不工作，由此通过太阳能集热器1实现预热空气的加热，具体为:控制阀7打开，旁路阀8以及燃气调节阀9均关闭；太阳能集热器1对太阳能(太阳辐射能量)进行聚集，此时太阳能集热器1通过对流的方式接收太阳能提供的热量，最终实现预热空气的加热，加热后的空气随管路通过燃烧室4进入到斯特林发动机5。
[0019]方式二:不存在太阳辐射(夜间)或太阳辐射过弱(阴雨天气)的情况下，此时，燃烧室4工作，而太阳能集热器1不工作，此时预热空气不经过太阳能集热器1而是通过预热空气供给旁路进入燃烧室4实现对预热空气进行加热；具体为:控制阀7关闭，旁路阀8以及燃气调节阀9均打开；燃烧室4通过进气管引入燃气进行燃烧，通过高温燃气实现预热空气的加热，加热后的空气随管路进入到斯特林发动机5。
[0020]方式三:太阳能较充足，但太阳能集热器1对预热空气的加热仍不能满足额定的斯特林发动机5热端要求时，则可同时启动燃烧室4进一步对空气进行加热，此时控制阀7及燃气调节阀9均打开，旁路阀8关闭，使太阳能集热器1与燃烧室4 二者处于并行的工作状态，由此通过太阳能集热器1加热后未能满足斯特林发动机热端温度要求或者额定发电功率要求的空气，将进入到燃烧室4中，通过燃烧室4内高温燃气进行补燃加热，达到要求的空气温度。
[0021]进入斯特林发动机5热端的热空气与斯特林发动机5的热端加热管进行热量交换，并将热能转换为机械能，驱动与斯特林发动机相连的发电机6输出电能。
[0022]本发明中将斯特林发动机5的热端出口通过管路连接回热器2的热侧，斯特林发动机5热端出口的高温排气在回热器2与其冷侧进入的新鲜空气进行热交换，不仅使得进入的新鲜空气得到预热，也使得高温排气(800°C左右)降低到较低温度(50°C左右)再排出系统，从而实现余热回收而不至于因为高温排气对系统造成大量的热损失，有利于提高系统热效率。
[0023]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于斯普林发动机的太阳能发电系统，其特征在于:包括风机、回热器、太阳能集热器、燃烧室、斯特林发动机以及控制阀、旁路阀、燃气调节阀； 所述太阳能集热器包括反射镜和全自动跟踪机构，所述全自动跟踪机构的输入端与电脑无线电连接，所述反射镜通过支架固定在地面，所述反射镜为8块镜面拼接而成，直径为4米，所述太阳能集热器还包括通过热能收集器支架安装在反射镜中心上部的热能收集器，全自动跟踪机构的输出端连接热能收集器； 其中，风机与回热器的冷侧通过管路相连，通过驱动风机将新鲜空气引入回热器中进行预热，回热器通过管路依次连接太阳能集热器与燃烧室，燃烧室通过管路与斯特林发动机的热端相连，上述预热后的空气的供给通过控制阀、旁路阀进行控制，控制阀安装在太阳能集热器进气端管路上，旁路阀通过管路与太阳能集热器并联，形成预热空气供给旁路，而燃气调节阀用来控制燃气的进气量，安装在燃烧室进气管路上，斯特林发动机的热端出口通过管路连接回热器的热侧，使斯特林发动机热端出口的高温排气在回热器与其冷侧进入的新鲜空气进行热交换。2.根据权利要求1所述的基于斯普林发动机的太阳能发电系统，其特征在于:所述太阳能集热器的热能收集器外设置有防护罩。3.根据权利要求1所述的基于斯普林发动机的太阳能发电系统，其特征在于:当太阳能充足的情况下，太阳能集热器工作，而燃烧室不工作，通过太阳能集热器对预热空气加执.， 当不存在太阳辐射或太阳辐射过弱的情况下，此时，燃烧室工作，而太阳能集热器不工作，通过高温燃气对预热空气加热； 当太阳能充足，但太阳能集热器对预热空气的加热不能满足额定的斯特林发动机热端要求的情况下，太阳能集热器与燃烧室均工作，依次对预热空气加热。
【专利摘要】本发明公开了一种基于斯普林发动机的太阳能发电系统，其包括风机、回热器、太阳能集热器、燃烧室、斯特林发动机以及控制阀门；通过风机将空气引入回热器进行预热，根据外界光照情况通过控制阀门控制太阳能集热器与燃烧室一同或单独对预热空气进行加热，高温空气进入斯特林机热端与其进行热交换驱动斯特林发动机做功，从而驱动发电机发电。且离开斯特林机热端后的高温空气可进入回热器进行余热回收和空气预热使其温度降低后再排出系统。本发明可实现光气互补的连续性发电，使其较单一的太阳能或风能等新能源发电更有利于系统实现并网运行，从而减少对电网的冲击，在分布式能源利用中具有应用前景。
【IPC分类】F03G6/06, F02G1/043, F24J2/38, F24J2/10
【公开号】CN105298768
【申请号】CN201510726770
【发明人】莫君, 谭海健, 卓庆, 何乃庚
【申请人】广西盛业建筑节能技术股份有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月29日