太阳能发电系统的制作方法_4

文档序号:9920286阅读:来源:国知局
置200的控制仪表系统进行说明。
[0071]构成压缩机/高温涡轮机发电装置200的高温空气涡轮机输出控制装置133从对来自中央供电所的系统负荷指令148和发电机145的发电输出进行比较来计算偏差的偏差运算装置147输入偏差信号,读取该偏差信号、由温度传感器76检测出的高温空气涡轮机入口空气温度信号、由压力传感器75检测出的高温空气涡轮机入口空气压力信号、由温度传感器57检测出的高温空气涡轮机出口空气温度信号以及由压力传感器59检测出的高温空气涡轮机出口空气压力信号,来计算出高温空气涡轮机56的电输出以及导入到高温空气涡轮机56的高温高压空气的流量和压力。分别向高温空气涡轮机入口蝶阀55和高温空气涡轮机旁通蝶阀60输出阀开度指令信号,进行高温空气涡轮机56的输出控制,以便成为高温高压空气计算出的流量和压力。该装置启动/停止时也使用该高温空气涡轮机入口蝶阀55和高温空气涡轮机旁通蝶阀60。即在启动时,为了使高温空气涡轮机56的转速与系统的频率同步,控制导入到高温空气涡轮机56中而对该涡轮机进行加速升速的高温空气量和从高温空气涡轮机56旁通(by pass)的空气量,控制高温空气涡轮机56的转速,使与该涡轮机连接的高温空气涡轮机发动机145加速升速,使该发动机与系统同步,而并入系统。此外,在停止时,将流入到高温空气涡轮机56的高温空气量节流到无负荷为止,并对发电机进行解列,同时使高温空气涡轮机入口蝶阀55完全闭合,开放高温空气涡轮机旁通蝶阀60使流入到高温空气涡轮机56的高温空气旁通,而逃到大气中,同时停止高温空气涡轮机56。
[0072]此外,高温空气涡轮机输出控制装置133向太阳能集热量控制装置4输出计算出的高温空气涡轮机56的电输出信号。太阳能集热量控制装置4根据输入的高温空气涡轮机56的电输出信号,为了收集必要的太阳热能,从全体的定日镜2中向对应的多个定日镜2输出控制太阳光反射角度的指令。
[0073]高温空气涡轮机输出控制装置133根据上述的高温空气涡轮机入口空气温度信号和高温空气涡轮机出口空气温度信号计算出温度下降量,根据高温空气涡轮机入口空气压力信号和高温空气涡轮机出口空气压力信号计算出压力下降量。使用它们计算出高温空气涡轮机56中的发生动力。
[0074]此外,高温空气涡轮机输出控制装置133取入由温度传感器63检测出的高温二次热媒的再生器入口温度信号和由温度传感器67检测出的高温二次热媒的再生器出口温度信号,监视可靠地将高温二次热媒的热能使用于第I压缩机86的出口空气的加热。
[0075]接着,使用图2说明构成本发明的太阳能发电系统的第I实施方式的第I压缩机86的启动时间所对应的升压特性。图2是表示本发明的太阳能发电系统的第I实施方式中的与压缩机的启动时间对应的高温空气涡轮机入口压力的特性的特性概念图。
[0076]在图2中,横轴表示将第I压缩机86启动的时间设为O的启动时间,纵轴表示高温空气涡轮机入口空气压力(绝对压力)。在此,第I压缩机86选定压力比为6程度的压缩机。
[0077]第I压缩机86的入口压力通过图1所示的第I吸入空气入口过滤器73或空气干燥器168等,因此比大气压减少若干,但该压力下降量充分小而成为与大气压相同的约lbar-abs(绝对压力)。因此,在第I压缩机86启动前(横轴O),高温空气涡轮机入口空气压力(绝对压力)成为约lbar-abs (绝对压力)。
[0078]如图2所示,高温空气涡轮机入口空气压力(绝对压力)从第I压缩机86启动开始约20分钟后从lbar-abs(绝对压力)升压到6bar_abs(绝对压力)程度。从第I压缩机86的出口排出的空气通过再生器65或二次热媒加热器47时产生若干的压力下降,但在高温空气涡轮机56的入口成为6bar_abs (绝对压力)程度。
[0079]接着,使用图3说明本发明的太阳能发电系统的第I实施方式中的与一天的直达日射强度的变化对应的高温空气涡轮机发电机输出的变化等。图3是表示本发明的太阳能发电系统的第I实施方式中的与一天的直达日射强度的变化对应的高温空气涡轮机入口温度、高温空气涡轮机入口流量以及高温空气涡轮机发电机输出的特性的特性概念图。
[0080]在图3中,横轴表示时间,纵轴分别表示(a)直达日射强度信号[kW/m2],(b)高温空气涡轮机入口温度信号[°C],(C)高温空气涡轮机入口流量信号[kg/s],(d)高温空气涡轮机发电机输出信号[kWe]。
[0081]从图3(a)所示的直达日射强度信号中可知从下午6点左右开始能够进行直达日射的聚光,如图3(b)和图3(c)所示高温空气涡轮机入口温度和高温空气涡轮机入口流量开始上升。并且,如图4(d)所示与高温空气涡轮机连接的发电机145发电输出在上午12点左右成为最大输出(额定输出)。
[0082]之后,图3(a)所示的直达日射强度信号在下午3点左右急速减少。这是因为例如云通过上空等而太阳光暂时被中断而产生的。在本实施方式中,即使产生这样的直达日射强度,如图3(b)和图3(c)所示高温空气涡轮机入口空气温度、高温空气涡轮机入口流量也不会急速减少,因此成为高温空气涡轮机发电机输出稳定的运转。这是因为构成本实施方式的一次高温热媒罐(高温罐)25的热容量大且热惯性大。
[0083]接着,使用图4说明本发明的太阳能发电系统的第I实施方式中的一天的太阳热能的运用结构。图4是表示本发明的太阳能发电系统的第I实施方式中的一天的太阳热能的运用结构的特性概念图。
[0084]在图4中,横轴表示时间,纵走表示太阳热能。图4表示一天中的蓄热能量、发电能量以及散热能量的概要时间变化。具体而言,在从上午6点到下午6点得到日照时间的时间段,对太阳能进行集热并积蓄该集热而得的能量的约一半作为蓄热能量,而将剩余的一半用作日间的发电能量。
[0085]在夜间,将图4的虚线上侧的蓄热能量用作散热能量,产生出高温空气,驱动高温空气涡轮机56来驱动发电机145,由此进行发电。图4的虚线下侧的发电能量和放电能量表示发电时所使用的太阳热能。
[0086]根据上述的本发明的太阳能发电系统的第I实施方式,能够简化太阳能发电装置中的系统来提供一种降低了建设成本和发电成本的太阳能发电系统。
[0087]此外,根据上述的本发明的太阳能发电系统的一实施方式,能够吸收由太阳的直达日射强度的急剧变化引起的热能量的变化,因此能够进行稳定的太阳能发电,能够使建设单价和发电成本价与太阳光发电设备相同或在其以下。其结果,能够提供一种可供给经济且稳定的电力的太阳能发电系统。
[0088]【实施例2】
[0089]以下,使用附图对本发明的太阳能发电系统的第2实施方式进行说明。图5是表示本发明的太阳能发电系统的第2实施方式的结构的概念图,图6是表示本发明的太阳能发电系统的第2实施方式中的与压缩机的启动时间对应的高温空气涡轮机入口压力的特性的特性概念图。在图5和图6中,与图1至图4所示的符号相同的符号表示同一部分,因此省略其详细的说明。
[0090]在本发明的太阳能发电系统的第2实施方式中,太阳能发电系统的结构大致与第I实施方式相同,不同点在于,如图5所示,在压缩机/高温涡轮机发电装置200中,空气压缩机由2台构成,具备从大气压升压至预定的压力比的第I压缩机86、冷却从第I压缩机86排出的压缩空气的第I中间冷却器90以及吸入在第I中间冷却器90中冷却的压缩空气并使其升压至预定的压力比的第2压缩机94。
[0091]使用图6说明构成本发明的太阳能发电系统的第2实施方式的压缩机的启动时间所对应的升压特性。在图6中,横轴表示将第I压缩机86启动的时间设为O的启动时间,纵轴表示高温空气涡轮机入口空气压力(绝对压力)。在此,第I压缩机86选定压力比为2程度的压缩机,第2压缩机94选定压力比为3程度的压缩机。
[0092]第I压缩机86的入口压力通过图5所示的第I吸入空气入口过滤器73、空气干燥器168等,因此比大气压减少若干,但该压力下降量十分小而成为与大气压相同的约lbar-abs(绝对压力)。因此,在第I压缩机86的启动前(横轴O),高温空气涡轮机入口空气压力(绝对压力)成为约lbar-abs (绝对压力)。
[0093]如图6所示,高温空气涡轮机入口空气压力(绝对压力)从第I压缩机86启动开始约10分钟后从lbar-abs
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