太阳能电气一体化能源系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种太阳能电气一体化能源系统，包括蒸汽发生系统、阀门、蒸汽发电机和采暖系统，所述蒸汽发生系统用于利用太阳光的热能产生蒸汽并将所述蒸汽输送至所述阀门，所述阀门用于分别控制通入所述蒸汽发电机和采暖系统的蒸汽量，所述蒸汽发电机用于利用通入所述蒸汽发电机的蒸汽发电，所述采暖系统用于利用通入所述采暖系统的蒸汽供暖。本发明的太阳能电气一体化能源系统降低了设备成本、减少了占地面积，并提高了太阳能的利用率。
【专利说明】太阳能电气一体化能源系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能发电领域，具体涉及太阳能电气一体化能源系统。
【背景技术】
[0002]能源危机是今后人类生存面对的一个相当大的问题，一味的燃烧化石能源，不仅仅造成不可再生能源的枯竭，还会产生大量的二氧化碳，导致气候变化，危及人类的可持续生存和发展。
[0003]太阳能是一种清洁的可再生能源，越来越受到人们的青睐，在人类的生活中有着广泛的应用。利用太阳能发电主要分为太阳能光伏发电和太阳能光热发电，太阳能光热发电比太阳能光伏发电的效率高，已经成为一个重要的研究领域。
[0004]图1是现有技术中的太阳能光热发电系统在太阳光充足时的工作状态示意图，图2是现有技术中的太阳能光热发电系统在太阳光不充足时的工作状态示意图，图1和图2中空心箭头表示蒸汽或水的流向，单实心箭头表示导热油的流向，双实心箭头表示熔盐的流向。在太阳光充足时，如图1所示，集热器11把太阳辐射产生的热能收集起来加热导热油使其温度升高，高温导热油的一部分流入热交换器15与高压水进行热交换，产生的高温蒸汽推动蒸汽发电机16发电。高温导热油的另一部分流入热交换设备12与冷盐罐14中的冷熔盐进行热交换，经过热交换后温度升高的热熔盐储存在热盐罐13中，热熔盐将多余的热能储存起来。当没有太阳光时，如图2所示，在热盐罐13中的热熔盐通过热交换器12流至冷盐罐14过程中，热熔盐通过热交换器12与导热油进行热交换，产生的高温导热油流经热交换器15，高温导热油通过热交换器15与高压水进行热交换，产生的高温蒸汽推动蒸汽发电机16发电，从而实现持续地发电。
[0005]太阳能光热发电系统已经成为可再生能源发电的一种重要形式，但是在我国的北方地区，为了在冬天给居民供暖，目前都是采用燃烧不可再生资源加热锅炉中的水产生水蒸气，通过暖气片给用户供暖。为了能够同时给居民供电和供暖，目前都是采用单独的发电系统和供暖系统，这样会需要大量的设备、厂房等硬件设施，造成供暖和供电的成本高，同时占地面积大。
【发明内容】
[0006]针对上述问题，本发明的一个实施例提供了一种太阳能电气一体化能源系统，包括蒸汽发生系统、阀门、蒸汽发电机和采暖系统，所述蒸汽发生系统用于利用太阳光的热能产生蒸汽并将所述蒸汽输送至所述阀门，所述阀门用于分别控制通入所述蒸汽发电机和采暖系统的蒸汽量，所述蒸汽发电机用于利用通入所述蒸汽发电机的蒸汽发电，所述采暖系统用于利用通入所述采暖系统的蒸汽供暖。
[0007]优选的，所述蒸汽发生系统包括集热器、第一储存装置、第二储存装置和热交换器，所述集热器包括储热介质，所述集热器用于汇聚太阳光加热所述储热介质，所述第一储存装置用于储存从所述集热器流出的一部分储热介质，所述热交换器用于在第一工作状态下使得从所述集热器流出的另一部分储热介质和水发生热交换产生蒸汽，以及在第二工作状态下使得从所述第一储存装置流出的储热介质和水发生热交换产生蒸汽，所述第二储存装置用于储存从所述第一储存装置流出的、且经过热交换的储热介质。
[0008]优选的，所述阀门为多通阀。
[0009]优选的，所述储热介质为熔盐或导热油。
[0010]本发明的太阳能电气一体化能源系统能够同时实现给居民供暖和供电，降低了供暖和供电成本，减少了设备以及设备的占地面积。另外本发明的太阳能电气一体化能源系统还提高了太阳能的利用率。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中:
[0012]图1是现有技术中的太阳能光热发电系统在太阳光充足时的工作状态示意图。
[0013]图2是现有技术中的太阳能光热发电系统在太阳光不充足时的工作状态示意图。
[0014]图3是根据本发明较佳实施例的太阳能电气一体化能源系统在太阳光充足时的工作状态示意图。
[0015]图4是图3所示的太阳能电气一体化能源系统在太阳光不充足时的工作状态示意图。
【具体实施方式】
[0016]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0017]图3是根据本发明较佳实施例的太阳能电气一体化能源系统在太阳光充足时的工作状态示意图，其中采用实心箭头表示储热介质的流向，空心箭头表示蒸汽的流向，双空心箭头表示水的流向。太阳能电气一体化能源系统200包括光热蒸汽发生系统20、蒸汽发电机26、多通阀28和采暖系统27，光热蒸汽发生系统20包括集热器21、热交换器22、热介质储存罐23、冷介质储存罐24。
[0018]如图3所示，当太阳能充足时，集热器21将太阳光汇聚在一起，汇聚的太阳光加热集热器21中的储热介质(图3未示出)，使得储热介质的温度升高成为高温储热介质，一部分高温储热介质流进热交换器22中，另一部分高温储热介质流进热介质储存罐23中，从而将多余的热能储存起来。流进热交换器22中的高温储热介质与流进热交换器22、经过增压的水进行能量交换产生高压高温蒸汽，从热交换器22流出的低温储热介质再流进集热器21中，从热交换器22流出的高温蒸汽流进多通阀28中，多通阀28可以分别控制通入蒸汽发电机26和采暖系统27中的蒸汽量，一部分高温蒸汽通入蒸汽发电机26用于发电，另一部分高温蒸汽通入采暖系统27中用于供暖。从蒸汽发电机26和采暖系统27流出的增压水再流进热交换器22中。
[0019]如图4所示，当夜晚或阴雨天时，热介质储存罐23中的高温储热介质经过热交换器22流进冷介质储存罐24的过程中，与流进热交换器22、经过增压的水进行能量交换产生高温蒸汽，从热交换器22流出的高温蒸汽通过多通阀28后，一部分高温蒸汽通入蒸汽发电机26用于发电，另一部分高温蒸汽通入采暖系统27中用于供暖。
[0020]本发明的太阳能电气一体化能源系统200采用一个蒸汽发生系统20即可实现同时发电和供暖。在夏天或气温较高时，可以将蒸汽发生系统20产生的高温蒸汽全部用来发电。在冬天或气温较低时，可以通过调节多通阀28，使得一部分高温蒸汽用来发电，另一部分高温蒸汽用来供暖，或将高温蒸汽全部用来供暖。本发明的太阳能电气一体化能源系统200减少了设备成本和占地面积。
[0021]在本发明的其他实施例中，还可以采用利用太阳光的热能产生高温蒸汽的其他蒸汽发生系统。该蒸汽发生系统可采用多种形式进行太阳光的汇聚，如槽式、菲涅尔式、塔式和碟式等。
[0022]蒸汽发生系统20与图1所示的太阳能光热发电系统相比:当太阳光充足时，多余的热能无需经过热交换器直接储存在热介质储存罐中的高温储热介质中，提高了太阳能的利用率。当太阳光不充足时，高温储热介质只需要与水进行一次热交换即可产生所需要的高温蒸汽，提高了太阳能的利用率。另外本发明的蒸汽发生系统20只有一个热交换器，还降低了设备成本。
[0023]本发明实施例中的储热介质具有吸热性强，导热性好，散热性差等特点，例如可以是熔盐或导热油。
[0024]为了清楚示出太阳能电气一体化能源系统的工作状态示意图，图中并未示出太阳能电气一体化能源系统200中的管道、泵、阀和水增压器等装置，本领域的技术人员应当知道如何根据上述的工作方法选择所需要的管道、泵、阀和水增压器等装置。
[0025]虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。
【权利要求】
1.一种太阳能电气一体化能源系统，其特征在于，包括蒸汽发生系统、阀门、蒸汽发电机和采暖系统，所述蒸汽发生系统用于利用太阳光的热能产生蒸汽并将所述蒸汽输送至所述阀门，所述阀门用于分别控制通入所述蒸汽发电机和采暖系统的蒸汽量，所述蒸汽发电机用于利用通入所述蒸汽发电机的蒸汽发电，所述采暖系统用于利用通入所述采暖系统的蒸汽供暖。
2.根据权利要求1所述的太阳能电气一体化能源系统，其特征在于，所述蒸汽发生系统包括集热器、第一储存装置、第二储存装置和热交换器，所述集热器包括储热介质，所述集热器用于汇聚太阳光加热所述储热介质，所述第一储存装置用于储存从所述集热器流出的一部分储热介质，所述热交换器用于在第一工作状态下使得从所述集热器流出的另一部分储热介质和水发生热交换产生蒸汽，以及在第二工作状态下使得从所述第一储存装置流出的储热介质和水发生热交换产生蒸汽，所述第二储存装置用于储存从所述第一储存装置流出的、且经过热交换的储热介质。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电气一体化能源系统，其特征在于，所述阀门为多通阀。
4.根据权利要求1或2所述的太阳能电气一体化能源系统，其特征在于，所述储热介质为熔盐或导热油。
【文档编号】F24J2/34GK104197552SQ201410386412
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2014年8月7日
【发明者】杨卫兵, 刘津金, 张艳霞 申请人:北京特瑞邦新能源技术有限公司