一种光伏光热耦合压差发电的能量综合利用系统的制作方法

1.本实用新型涉及节能改造、分布式发电领域，特别涉及一种光伏光热耦合压差发电的能量综合利用系统。


背景技术：

2.本实用新型对于背景技术的描述属于与本实用新型相关的相关技术，仅仅是用于说明和便于理解本实用新型的

技术实现要素：
，不应理解为申请人明确认为或推定申请人认为是本实用新型在首次提出申请的申请日的现有技术。
3.为实现双碳目标，天然气调压站代表的分布式厂站有着广阔的节能空间，其减压过程产生的压力能和厂站屋顶的太阳能都是可利用的宝贵资源。现状的压差发电产生的冷量很难找到合适的消纳场景，因此多采用天然气锅炉加热，造成宝贵的燃气资源浪费，同时产生碳排放，总体上会造成燃气输送0.15％的损耗。如果不补热抵消冷量，则会造成燃气管道内部阀门冰封堵塞，管道本身冷萃，同时会对埋地土壤造成冻害，破坏沿途道路路基。此外，分布式厂站的屋顶资源没有得到充分利用，仅安装光伏装置不能将光伏板的余热充分利用。
实用新型内容
4.本实用新型实施例的目的是提供一种光伏光热耦合压差发电的能量综合利用系统，本实用新型的系统实现了太阳能和压差能的高效综合利用。
5.本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：
6.一种光伏光热耦合压差发电的能量综合利用系统，包括：
7.光伏光热组件，所述的光伏光热组件利用太阳能发电，所述的光伏光热组件上设有热工质出口和冷工质进口；
8.压差发电透平，所述的压差发电透平设有高压气体入口和低压气体出口；
9.储热水箱，所述的储热水箱中包含工质管路，所述的工质管路与所述的光伏光热组件的热工质出口和冷工质进口连通形成第一换热循环；所述的第一换热循环的在所述的储热水箱中的部分与所述的储热水箱中的水换热用于在储热水箱中储能；所述的储热水箱设有高温水出口和低温水进口；
10.所述的压差发电透平的低压气体出口连接有换热段，所述的换热段内设有水循环管路，所述的水循环管路与所述的储热水箱的高温水出口和低温水进口连通形成第二换热循环；所述的压差发电透平与配电间连接；所述的光伏光热组件通过逆变器与配电间连接。
11.本系统中，实现光伏光热与压差发电的耦合，将太阳能发电的余热与压差发电产生的冷量中和，提高光伏发电效率的同时，保障压差发电系统的稳定运行，总体上实现了太阳能和压差能的高效综合利用。
12.本实用新型系统利用了太阳能发电后的余热为压差发电提供需要的低品位热量，使得光伏光热与压差发电实现了有益互补。
附图说明
13.图1为本实用新型中一种光伏光热耦合压差发电的能量综合利用系统的结构示意图。
具体实施方式
14.下面结合实施例对本技术进行进一步的介绍。
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。不同实施例之间可以替换或者合并组合，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其他的实施方式。
16.结合附图1，一种光伏光热耦合压差发电的能量综合利用系统，包括：
17.光伏光热组件1，所述的光伏光热组件1利用太阳能发电，所述的光伏光热组件1上设有热工质出口和冷工质进口(分别连接热工质管路11和冷工质管路12)；
18.可以理解的是，光伏光热组件采用的具体型号、发电能力、工质种类均不做限定，本领域技术人员可以根据需要选择合适的光伏光热组件工质。
19.压差发电透平3，所述的压差发电透平3设有高压气体入口和低压气体出口；
20.这里要说明的是，压差发电透平的具体发电能力并不做限定，与光伏光热组件匹配即可。
21.储热水箱2，所述的储热水箱2中包含工质管路(图中未示出)，所述的工质管路与所述的光伏光热组件的热工质出口和冷工质进口连通形成第一换热循环；所述的第一换热循环的在所述的储热水箱2中的部分与所述的储热水箱中2的水换热用于在储热水箱2中储能；所述的储热水箱2设有高温水出口和低温水进口(分别连接高温水管路21和低温水管路22)；
22.可以理解的是，储热水箱的大小，材质，其中的工质管路等都不做限定，只要可以实现工质与水箱内的水的换热来将光伏光热组件发电余热用于压差发电透平的换热段即可，富裕的余热可以在水中储存。
23.所述的压差发电透平3的低压气体出口连接有换热段6，所述的换热段6内设有水循环管路(图中未示出)，所述的水循环管路与所述的储热水箱的高温水出口和低温水进口连通形成第二换热循环；所述的压差发电透平3与配电间连接(通过发电机4连接)；本实用新型的一些实施例中，所述的光伏光热组件1通过逆变器5与配电间连接。这样可以实现光伏光热组件发电与压差发电透平共同为厂站提供电能。
24.一种光伏光热耦合压差发电的能量综合利用方法，采用上述的系统完成，光伏光热组件1发电余热将储热水箱2中的水加热后，储热水箱2中的热水通过换热段6与压差发电透平3发电中产生的低压气体换热，用于保障压差发电透平3持续工作。
25.在本实用新型的一些实施例中，所述的光伏光热组件1发电连接在配电间为厂站供电。
26.在本实用新型的一些实施例中，所述的压差发电透平3连接在配电间为厂站供电。
27.本实用新型的光伏光热耦合压差发电的能量综合利用系统，包括换热系统、发电系统。所述的换热系统中，光伏光热组件回收光伏板的余热储存在水箱，然后通过水循环在
换热段加热膨胀变冷的气体，保障压差发电透平持续稳定工作；所述的发电系统中，光伏光热组件利用太阳能发电，同时压差发电机组利用高压气体转为低压气体的压力能发电，二者共同为厂站提供分布式供电能力。
28.本系统中，实现光伏光热与压差发电的耦合，将太阳能发电的余热与压差发电产生的冷量中和，提高光伏发电效率的同时，保障压差发电系统的稳定运行，总体上实现了太阳能和压差能的高效综合利用。
29.压差发电的补热需求对余热品位要求不高，对温度波动不敏感，与光伏光热产生的随季节性波动的余热形成了良好的匹配关系，可以替代原有的化石燃料补热方式，减少碳排放，同时提高光伏发电效率和压差发电机组稳定性。同时，更好的补热方式解决了压差发电的补热难题，减少了压差发电的应用限制。
30.实例：某天然气门站分布式能源综合利用项目采用光伏光热组件20块，发电功率7kwp，供热总功率14kw，全年温度波动范围为50至20℃；压差发电机组设置在40000nm3/天的燃气管道，发电功率10kw，产冷功率10kw，全年温度波动范围为-10至-30℃。系统中光伏光热的供热功率与压差发电的冷功率的比值为1.4，光伏光热日间产生的富裕热量储存在储热水箱，满足压差发电机组的夜间补热需求，同时光伏全年温度随季节波动的匹配关系良好，保障压差发电机组全年的正常运行。整个耦合系统太阳能余热与压差发电机组冷量实现中和，每天节省补热消耗的燃气60～80nm3，太阳能总利用率达到60％，并向外供电22kw。
31.应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上介绍仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。