专利名称：一种太阳能热发电设备及其太阳能发电方法
技术领域：
本发明涉及一种发电方法及发电设备，特别是一种太阳能热发电设备及其太阳能发电方法。
背景技术：
随着科学水平的发展和进步，不可再生资源的消耗速度也越来越快，人们开始寻求对可再生资源的使用方法。太阳能是取之不尽用之不竭的可再生能源，在化石燃料逐年减少、国际能源形势日趋严峻的今天，开发利用太阳能是实现能源供应多元化、保证能源安全的重要途径之一。目前科学家已经研制出一种利用太阳能发电的设备，这种设备包括聚光反射镜、反射镜支架、逐日装置和集热器，通过弧形的聚光反射镜将太阳光反射到位于反射镜聚焦线上的集热器上，集热器吸收太阳光的热量，然后将集热器中的导热油不断加热，被加热的导热油再被输送到发电设备用于发电。这种发电设备太阳能的利用率较低，设备建造成本非常高，而且占地面积非常大。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种太阳能热发电设备及其太阳能发电方法，它具有太阳能的利用率高、损耗少和设备造价成本相对较低的优点。本发明的技术方案一种太阳能热发电设备，包括镜场、二次聚光器、聚光塔和发电设备，聚光塔设于镜场的中心位置，聚光塔的顶部通过二次聚光器固定架与二次聚光器连接，聚光塔底部设有吸热器，吸热器与发电设备连接；二次聚光器为平面镜拼接而成的双曲线下凸镜。 前述的太阳能热发电设备中，二次聚光器的中心设有一个通孔，二次聚光器的厚度从中心到边缘逐渐减小。前述的太阳能热发电设备中，平面镜的分布方式为网格状均匀分布。前述的太阳能热发电设备中，镜场由I个以上的聚光反射装置组成，聚光反射装置呈环形分布。前述的太阳能热发电设备中，聚光反射装置包括聚光反射镜支架、聚光反射镜和逐日装置，聚光反射镜设于聚光反射镜支架的顶端，逐日装置设于聚光反射镜支架和聚光反射镜之间。前述的太阳能热发电设备中，发电设备包括低温蓄热器、高温蓄热器和汽轮机，吸热器与低温蓄热器和高温蓄热器连接，低温蓄热器和高温蓄热器与蒸汽发生器连接，蒸汽发生器与汽轮机连接，汽轮机与发电机组连接；吸热器和低温蓄热器之间设有冷盐泵，高温蓄热器和蒸汽发生器之间设有热盐泵，蒸汽发生器和汽轮机之间设有给水泵。一种使用前述的太阳能热发电设备发电的方法，太阳光照射在镜场的聚光反射装置上，聚光反射装置把光线反射到设于聚光塔顶部的二次聚光器上，二次聚光器再把光线反射汇聚到设于地面上的吸热器中，吸热器再将光线转换成发电可利用的能量，然后将能量传递给发电设备进行发电。前述的太阳能发电方法中，二次聚光器是由平面镜拼接而成的双曲线下凸镜。前述的太阳能发电方法中，吸热器设于二次聚光器的正下方。与现有技术相比，由于太阳能属于可再生资源，本发明利用太阳能发电可以有效减少不可再生资源的消耗，并且能够解决传统火电厂对空气污染 严重的问题。由于本设备中的二次聚光器采用平面镜拼接而成的双曲线下凸镜，反射到地面的光线比较均匀，不会出现局部光强的现象，能够充分利用太阳能。而且本发明由于结构简单，解决了现有技术中太阳能发电设备建造成本高，占地面积大的缺点。由于本发明将吸热器设于聚光塔的底部，不但能够提高吸热器的光热转化效率，而且还能够降低聚光装置以及吸热装置的安装成本。
图I是本发明的整体结构示意图；图2是二次聚光器及聚光塔的结构示意图；图3是二次聚光器的结构示意图；图4是聚光反射装置的结构示意图；图5是发电设备的结构示意图。附图中的标记为1-镜场，2-二次聚光器，3-聚光塔，4-发电设备，5-吸热器，6- 二次聚光器固定架，7-聚光反射装置，8-平面镜，9-通孔，10-低温蓄热器，11-高温蓄热器，12-蒸汽发生器，13-热盐泵，14-汽轮机，15-冷盐泵，16-给水泵，17-发电机组，18-聚光反射镜支架，19-聚光反射镜，20-逐日装置。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
具体实施例方式如图I和图2所示，一种太阳能热发电设备，包括镜场I、二次聚光器2、聚光塔3和发电设备4，聚光塔3设于镜场I的中心位置，聚光塔3的顶部通过二次聚光器固定架6与二次聚光器2连接,聚光塔3底部设有吸热器5,吸热器5与发电设备4连接；二次聚光器2为平面镜8拼接而成的双曲线下凸镜。如图3所示，二次聚光器2的中心设有一个通孔9，二次聚光器2的厚度从中心到边缘逐渐减小。平面镜8的分布方式为网格状均匀分布。镜场I由I个以上的聚光反射装置7组成，聚光反射装置7呈环形分布。如图4所示，聚光反射装置7包括聚光反射镜支架18、聚光反射镜19和逐日装置
20,聚光反射镜19设于聚光反射镜支架18的顶端,逐日装置20设于聚光反射镜支架18和聚光反射镜19之间。如图5所示，发电设备4包括低温蓄热器10、高温蓄热器11和汽轮机14，吸热器5与低温蓄热器10和高温蓄热器11连接，低温蓄热器10和高温蓄热器11与蒸汽发生器12连接，蒸汽发生器12与汽轮机14连接，汽轮机14与发电机组17连接；吸热器5和低温蓄热器10之间设有冷盐泵15，高温蓄热器11和蒸汽发生器12之间设有热盐泵13，蒸汽发生器12和汽轮机14之间设有给水泵16。一种利用前述太阳能热发电设备发电的方法，太阳光照射在镜场的聚光反射装置上，聚光反射装置把光线反射到设于聚光塔顶部的二次聚光器上，二次聚光器再把光线反射汇聚到设于地面上的吸热器中，吸热器再将光线转换成发电可利用的能量，然后将能量传递给发电设备进行发电。本发明的工作原理阳光照射在镜场I内，镜场I内的聚光反射装置7将太阳光反射到二次聚光器2的反射面上，阳光经二次聚光器2反射汇聚到聚光塔3底部的吸热器5中，在吸热器5中形成发电可利用能量，低温载热介质从低温蓄热器10中经冷盐泵15进入到吸热器5中，吸收太阳能变成高温载热介质，进入到高温蓄热器11中；高温载热介质从高温蓄热器11中经热盐泵13进入到蒸汽发蒸汽12中，放出能量变为低温载热介质，低温载热介质又返回到低温蓄热器10中。汽轮机14尾部排出的乏汽的凝水经给水泵16进入到蒸汽发蒸汽12中，冷凝水在蒸汽发生器12中吸收热量变为发电可用蒸汽，进入到发电机组 17中，完成发电过程。
权利要求
1.一种太阳能热发电设备，其特征在于包括镜场(I)、二次聚光器(2)、聚光塔(3)和发电设备(4)，聚光塔(3)设于镜场(I)的中心位置，聚光塔(3)的顶部通过二次聚光器固定架￠)与二次聚光器(2)连接，聚光塔(3)底部设有吸热器(5)，吸热器(5)与发电设备(4)连接；二次聚光器(2)为平面镜(8)拼接而成的双曲线下凸镜。
2.根据权利要求I所述的太阳能热发电设备，其特征在于二次聚光器(2)的中心设有一个通孔(9)，二次聚光器(2)的厚度从中心到边缘逐渐减小。
3.根据权利要求2所述的太阳能热发电设备，其特征在于平面镜(8)的分布方式为网格状均匀分布。
4.根据权利要求I所述的太阳能热发电设备，其特征在于镜场(I)由I个以上的聚光反射装置(7)组成，聚光反射装置(7)呈环形分布。
5.根据权利要求4所述的太阳能热发电设备，其特征在于聚光反射装置(7)包括聚光反射镜支架(18)、聚光反射镜(19)和逐日装置(20)，聚光反射镜(19)设于聚光反射镜支架(18)的顶端，逐日装置(20)设于聚光反射镜支架(18)和聚光反射镜(19)之间。
6.根据权利要求I所述的太阳能热发电设备，其特征在于发电设备(4)包括低温蓄热器(10)、高温蓄热器(11)、发电机组(17)和汽轮机(14)，吸热器(5)与低温蓄热器(10)和高温蓄热器(11)连接，低温蓄热器(10)和高温蓄热器(11)与蒸汽发生器(12)连接，蒸汽发生器(12)与汽轮机(14)连接，汽轮机(14)与发电机组(17)连接；吸热器(5)和低温蓄热器(10)之间设有冷盐泵(15)，高温蓄热器(11)和蒸汽发生器(12)之间设有热盐泵(13)，蒸汽发生器(12)和汽轮机(14)之间设有给水泵(16)。
7.一种利用权利要求I 5任意一项所述太阳能热发电设备发电的方法，其特征在于太阳光照射在镜场(I)的聚光反射装置(7)上，聚光反射装置(7)把光线反射到设于聚光塔(3)顶部的二次聚光器(2)上，二次聚光器(2)再把光线反射汇聚到设于地面上的吸热器(5)中，吸热器(5)再将光线转换成发电可利用的能量，然后将能量传递给发电设备(4)进行发电。
8.根据权利要求7所述的一种太阳能发电方法，其特征在于二次聚光器(2)是由平面镜拼接而成的双曲线下凸镜。
9.根据权利要求7所述的一种太阳能发电方法，其特征在于吸热器(5)设于二次聚光器(2)的正下方。
全文摘要
本发明公开了一种太阳能热发电设备及其太阳能发电方法，包括镜场(1)、二次聚光器(2)、聚光塔(3)和发电设备(4)，聚光塔(3)设于镜场(1)的中心位置，聚光塔(3)的顶部通过二次聚光器固定架(6)与二次聚光器(2)连接，聚光塔(3)底部设有吸热器(5)，吸热器(5)与发电设备(4)连接；二次聚光器(2)为平面镜(8)拼接而成的双曲线下凸镜。本发明具有太阳能的利用率高、损耗少和设备造价成本相对较低的优点。
文档编号F03G6/06GK102966498SQ20111025761
公开日2013年3月13日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者沈兴财 申请人:沈兴财