一种带储热箱的太阳能双曲反射镜发电装置的制造方法

文档序号:10795591阅读:471来源:国知局
一种带储热箱的太阳能双曲反射镜发电装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种带储热箱的太阳能双曲反射镜发电装置,该装置明确了设置在基座上的支撑柱与配重柱和储热箱与斯特林机之间最佳的位置连接关系,解决了现有技术中的碟架头重脚轻的问题,亦即大大减轻了碟架的负荷;同时,将斯特林机设置在储热箱靠碟架的一侧可以很好地解决斯特林机的散热问题;并且将石墨层作为集热及导热的材料,将扩容增量的硫酸钠作为无机物相变蓄热材料,可以使斯特林机始终处于一种稳定的工作状态。
【专利说明】
一种带储热箱的太阳能双曲反射镜发电装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种能延长太阳能蝶式发电设备发电时间系统的制备方法,具体地说是一种带储热箱的太阳能双曲反射镜发电装置。
【背景技术】
[0002]低成本高性能的储热技术的应用是当前光热发电可以与光伏发电相竞争的最大优势。自光热发电开始实现规模化开发以来,储热就开始在其中扮演重要角色。数十年来,储热技术也在经历着演变,但至今,熔盐储热依旧是最具性价比和最成熟的储热技术。但我们还需看到的是,新兴的储热技术也在逐步获得发展。
[0003]较为古老的如Ruths储热技术,也称之为蒸汽储热,对高压过热水蒸汽进行存储。这种技术已经在PSlO和PS20两座塔式光热电站中进行了应用,实践证明其成本高昂,推广价值较低。
[0004]熔盐储热是唯一实现商业化大规模应用的储热技术。但熔盐储热也拥有自身的缺点和局限性,如不能实现超过550摄氏度以上的运行温度,高于此温度将气化;熔点较高,约在250摄氏度左右,容易出现冻堵事故等。
[0005]目前来看,比较有潜力的新兴储热技术当推石墨储热,澳大利亚的Graphi te能源公司和西班牙Sener公司都在对这项技术进行研发。Graphite能源公司和澳大利亚的Solastor公司合作利用石墨作为塔式光热电站的吸热和储热介质,并已经建成了一个3MW的Lake Cargelligo示范性项目。其将吸热系统与储热系统集成在了一起,在集热塔上,热量接收器的内部即为石墨材料,其承担着吸收部分热能后与水换热产生蒸汽,另一部分热能同时进行储热的双向任务。整个热量接收和储热系统内部充入氩气以防止氧化。Graphite能源公司总经理Nick Bain表示,“我们的首要目标是设法增加储热温度”。
[0006]SENER正在研究高效经济的固态石墨储热解决方案。据Sunshot网站对该项目的介绍信息:这种储热技术理论上可在超过800摄氏度、甚至高达1650摄氏度的温度下稳定应用,无寄生性能源消耗,预期寿命可达30年。
[0007]瑞士Air light能源公司利用空气作为传热介质,利用娃石进行储热。其宣称可实现的储热温度约达650摄氏度。该公司的研发总监Gianluca Ambrosetti表示,“最大的优势是这项技术相对简单并可以实现较高的温度。”
[0008]中国专利文献CN103256737A公布了体重太阳能热水器储热式水箱,其主要技术方案是,该水箱内部装有发热体和储热体,储热体内部密封有可选的硫酸钠相变储热材料。
[0009]中国专利文献CN013525373A公布了一种复合定形相变储热材料及制备方法,其主要技术方案是,该复合材料以多孔材料为支撑材料,无机水合盐为相变材料,通过多孔材料的毛细吸附作用及表面活性剂的自组装将无积水合盐吸附入支撑材料的多孔结构中制备
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[0010]然而,如何使得太阳能热发电尽快能够达到:平价上网、变补充能源为替代能源。这是目前太阳能热发电行业尤为关注的问题。经过鄂尔多斯2012年的十台并网型的示范工程证明了斯特林热机的稳定,同时也证明了采用斯特林热机作为太阳能发电系统的配置是事宜的,从整体设备及它产生的技术效果看,太阳能碟架系统的制备工艺及设置在碟架上的储热装置其位置的设定是关键的因素。
[0011 ]例如,在野外不受控环境下,在仅有5米左右聚焦的条件下,保证碟架及反射镜的不变形,仍然是个巨大的挑战;
[0012]又例如,太阳的辐射本身就是一个不断在变化的变量,加上大气本身质量的变化和影响,这就使得系统能否得到稳定的热量来源是较为困难的并随之带来的温度波动也一定会产生的,如此,这就很难、或者说不可能给斯特林发动机提供稳定的工作环境。这样也加大了对斯特林机调整的挑战。
[0013]目前采用的碟架系统需要综合考虑发动机的振动与碟架本身的谐振的问题;需要考虑风载荷;需要支撑斯特林机及发电机的负荷;需要足够的稳定精度保证热量的采集;还需要足够的低成本保证项目的经济性。

【发明内容】

[0014]本实用新型所要解决技术问题是提供一种带储热箱的太阳能双曲反射镜发电装置,该装置是基于现有技术中的太阳能双曲镜面发电装置的改进。通过重新设计系统的结构布局,以期解决减少碟架的承重、提高碟架双轴追踪效率、储热蓄能稳定、延长系统发电时间的问题。
[0015]为此,本实用新型解决所述问题的技术方案是一种储热箱的太阳能双曲反射镜发电装置,所述装置由基座、储热箱、斯特林机、支撑柱、配重柱、集热器、碟架构成,其中,所述基座与所述支撑柱相连接,在所述支撑柱的顶端设置配重柱,在配重柱上依次连接储热箱、斯特林机、碟架,所述的集热器设置在配重柱的另一端。
[0016]优选的,所述储热箱由石墨层、无机物相变蓄热材料层、箱体构成;
[0017]优选的,所述储热箱、斯特林机、碟架同设于所述配重柱与支撑柱相连接处的一侧;
[0018]优选的,所述斯特林机设置于所述碟架与储热箱之间;
[0019]优选的,所述石墨层是筒形结构的石墨层;
[0020]优选的,无机物相变蓄热材料层所具有的工作参数是:954°C/小时、失重0.056mg/hr、蒸气压4.74*10—4 torr。
[0021 ]优选的,所述的无机物相变蓄热材料层是Na2S〇4,。
[0022]相比现有技术,本实用新型产生的积极效果是:由于本实用新型的技术方案给出了设置在基座上的支撑柱与配重柱和储热箱与斯特林机之间最佳的位置连接关系,解决了现有技术中的碟架头重脚轻的问题,亦即大大减轻了碟架的负荷;同时,将斯特林机设置在储热箱靠碟架的一侧可以很好地解决斯特林机的散热问题;并且将石墨层作为集热及导热的材料,将扩容增量的硫酸钠作为无机物相变蓄热材料,可以使斯特林机始终处于一种稳定的工作状态。
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型涉及的装置的结构示意图;
[0024]图2关于图1中储热箱的结构示意图。
[0025]图中:1-(内含旋转机构的)基座,2-储热箱,21-箱体,22-提手,23-石墨层,24-无机物相变蓄热材料层,25-热导条,26-箱体柱面,27-箱体安装座,3-斯特林机,4-配重柱,5-集热器,6-碟架,7-配重柱。
【具体实施方式】
[0026]正是由于现有运行的太阳能蝶式发电设备在动态工作时常常出现集热效率不高、斯特林机热机后散热率低下、碟架易变形的问题。如若能解决,则打开了太阳能发电行业正式迈进并网的大门。基于此、究其因,实际上在蝶式太阳能发电设备的设计、制造、生产领域,现有的技术态势已趋于成熟。但为何设备运行时尤其是运行一段时间后总是出现发电效率不高的问题呢。细分析并经过反复的验证,原来问题的结症出在设备安装的程序不合理、设备中各部件的相互位置及连接关系稳定性差、储热方式不佳。
[0027]针对现况,实施例了一种储热箱的太阳能双曲反射镜发电装置,所述装置是由基座1、储热箱2、斯特林机3、支撑柱7、配重柱4、集热器5、碟架6构成,其中,所述基座I与所述支撑柱7相连接,在所述支撑柱7的顶端设置配重柱4,在配重柱4上依次连接储热箱2、斯特林机3、碟架6;并且,集热器5设置在配重柱4的另一端。本例中的储热箱是由箱体21,提手22,石墨层23,无机物相变蓄热材料层24,热导条25,箱体柱面26,箱体安装座27构成;其中无机物相变蓄热材料按堆积的层次放在石墨桶内。本例将石墨作为集热和导热的材料,将其加工成具有层次结构的圆筒,再将满足工作参数954°C/小时、失重0.056 mg/hr、蒸气压4.74*10—4 torr的硫酸钠Na2SO4,作为优选的无机物相变储热材料填充入圆筒内,如此这样从装置的动态反应上可以使反射镜的聚热温度处于1000°01300°C的范围内。而在这个温度区间内,石墨的性质是稳定的,且与太阳辐射在镜片上产生的温度区间相适应。同时,此温度区间的储热材料硫酸钠的融化温度是也是稳定的;故此,只要选择适量的相变材料就可以保证储热箱的温度恒定,从而直接为斯特林热机的稳定工作条件提供了良好的热源供给环境。
[0028]本例中刻意将碟架、斯特林机储热箱、集热器按顺序统统设置在配重柱上构成一个相对支撑柱而独立单元,是从系统的稳定性来考虑的。基座I上的支撑柱7与装配在支撑柱上的配重柱4,两者之间并非十字交接,而是相对支撑柱的轴线两柱交接点的位置,让配重柱4的大部分是外延,这个外延部分的重量加之设置在配重柱顶端集热器5的重量,可以与设置在支撑柱7上的储热箱2、斯特林机3、碟架6的重量总和相匹配,由此产生的积极效果是,直接彻底克服了现有技术中太阳能蝶式发电系统的头重脚轻、静动态工作不稳定的缺点。
【主权项】
1.一种带储热箱的太阳能双曲反射镜发电装置,其特征是,所述装置由基座、储热箱、斯特林机、支撑柱、配重柱、集热器、碟架构成,其中,所述基座与所述支撑柱相连接,在所述支撑柱的顶端设置配重柱,在配重柱上依次连接储热箱、斯特林机、碟架,所述的集热器设置在配重柱的另一端。2.根据权利要求1所述的储热箱的太阳能双曲反射镜发电装置,其特征是,所述储热箱由石墨层、无机物相变蓄热材料层、箱体构成。3.根据权利要求1所述的储热箱的太阳能双曲反射镜发电装置,其特征是,所述储热箱、斯特林机、碟架同设于所述配重柱与支撑柱相连接处的一侧。4.根据权利要求1所述的储热箱的太阳能双曲反射镜发电装置,其特征是,所述斯特林机设置于所述碟架与储热箱之间。5.根据权利要求2所述的储热箱的太阳能双曲反射镜发电装置,其特征是,所述石墨层是筒形结构的石墨层。6.根据权利要求2所述的储热箱的太阳能双曲反射镜发电装置,其特征是,无机物相变蓄热材料层所具有的工作参数是:954°C/小时、失重0.056 mg/hr、蒸气压4.74*10—4 torr。
【文档编号】F02G1/047GK205478134SQ201620003309
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月5日
【发明人】王旭, 宋家正
【申请人】王旭, 宋家正
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