专利名称：一种太阳能发电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新颖的太阳能发电装置。
传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球还有20亿人得 不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够 改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重 视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人 类能够自由利用的能源。现有的太阳能收集装置，主要有太阳能集热器及太阳能电池发电。 前者如中国专利1002;317.9，虽然造价低廉，但由于其热工质不能循环利用，致使热工质 余热不能再利用，因此效率较低，难以大规模集中使用。后者如中国专利CN85101373中 所述的太阳能电池装置，这种装置的主要缺点是容量小，效率低，且价格昂贵。
本发明的目的是设计一种太阳能发电装置，成本低，转换效率高，可大面积推广使用， 以解决当前能源危机。
本发明所设计的一种太阳能发电装置，包括一个或多个聚光器，用于将入射的太阳光线 聚焦成一条焦线； 一个或多个定向器，用于调整所述聚光器的焦线的位置；传热介质，用于 临时存储热能并可循环使用的气体或液体； 一个或多个集热器，用于将所述聚光器聚焦的光 能转变为所述传热介质的热能； 一个蒸汽发生器，用于将存储于所述传热介质中的能量转换 到高温高压蒸汽中； 一个汽轮发电机，由所述蒸汽发生器产生的蒸汽推动，将高温高压蒸汽 中储存的能量转换为电能； 一个或多个冷凝器，用于将经过所述发电机后的蒸汽冷却为液态； 一个或多个传热介质存储器，用于存储传热介质，同时平衡由于热胀冷縮产生的压力；第一 循环系统，连接于所述集热器、蒸汽发生器及传热介质存储器之间，将集热器中已吸热的高 温所述传热介质输送到蒸汽发生器中，并将蒸汽发生器中冷却后的传热介质送回集热器；第 二循环系统，连接于所述蒸汽发生器、冷凝器和汽轮发电机之间，将蒸汽发生器产生的高温 高压蒸汽输送到汽轮发电机中，以便推动汽轮发电机发电，之后将低温、低压的蒸汽输送到 冷凝器中，并将冷凝器产生的液体送回蒸汽发生器中。
上述太阳能发电装置还可以包括一个或多个储热器，其内部含有储热介质，用于储存所 述传热介质传来的热能，储热介质可以是沙石或混凝土等具有较高热容量且价格低廉的固态 或液态物质；
上述太阳能发电装置还可以包括第三循环系统，连接于所述第一循环系统、储热器，将 集热器中已吸热的高温所述传热介质输送到储热器中，并将储热器中冷却后的传热介质经由 第一循环系统送回集热器；
上述太阳能发电装置还可以包括第四循环系统，连接于所述储热器、蒸汽发生器、传热 介质储存器，将流经储热器中已吸热的高温所述传热介质输送到蒸汽发生器中，并将蒸汽发 生器中冷却后的传热介质送回储热器；
上述聚光器中可以是包含一个或多个线聚焦透射式菲涅尔聚光镜，或， 一个或多个反射 式凹面聚光镜，所述聚光镜可将入射光线汇聚于一条线上。
上述定向器可以是一个电动或液压执行机构，其可根据太阳的位置相应调整所述聚光器 的朝向角度，当所述冷凝器流出的液体温度低于某一设定值时，使焦线正对于所述集热器上， 反之则偏转一个角度，使冷凝液体温度低于所述设定值。
上述冷凝器凝器支撑所述聚光器，可随所述定向器而转动，并形成一个闭合的腔体，所 述集热器置于腔体内部。
上述集热器有两个或多个端口，分别与在所述第一循环系统相接，所述传热介质可以从 第一循环系统流入吸热管，经太阳光加热后，流出至第一循环系统。
上述第一循环系统、第二循环系统或第三循环系统，可以是包括由金属或其他材料制成 的单层或多层隔热管网，以及一个或多个与所述隔热管网连通的循环泵及阀门。
上述蒸汽发生器可以是一个蒸汽锅炉，由所述传热介质加热蒸汽锅炉，产生水蒸汽，用 于推动所述汽轮发电机。
上述传热介质可以是空气或者二氧化碳，或其他非易燃易爆的气体或液体；
本发明所设计的一种太阳能发电装置，成本低，转换效率高，工作可靠，寿命长，易于 维护，适合于大面积推广使用。
图l是本发明的结构图。
图2是本发明的聚光器、集热器、冷凝器结构图。 下面结合附图，详细介绍本发明设计装置的实施例及工作过程。
图1是本发明设计的装置实施例结构图，其中传热介质采用空气或二氧化碳，蒸汽发生 器采用水作为循环介质，储热介质采用在我国分布广泛的沙子、混凝土或岩石，与传热介质
一样，较大的热容量可提高介质的利用率。图中入射光线经由聚光器l聚焦为焦线，投射到 集热器2上，集热器2内部的传热介质因此被加热。定向器4可根据太阳光入射的角度，调 节聚光器l的朝向，将焦线定位于集热器2上，当冷凝器3凝结液体的温度过高时，可使焦 线偏转一个角度，使集热器2收集的光能减小，从而使冷凝器3凝结液体的温度恢复正常。
集热器2内部的高温传热介质经过第一循环系9统送至水蒸汽发生器6中，通过热交换， 加热其中的液体水，产生高温高压水蒸汽，冷却后的传热介质通过第一循环系统9回送至集 热器2，完成传热循环。
蒸汽发生器6产生的蒸汽经过第二循环系统10，送至汽轮发电机7，推动发电机发电， 冷却并降压后的蒸汽经过第二循环系统10送至冷凝器3，经冷凝器3变为液态水后，回送至 蒸汽发生器6，从而完成做功循环。
图中传热介质储存器5用于补充装置运行过程中损失的传热介质，同时可平衡传热介质 由于热胀冷縮产生的压力变化。
当需要储存太阳能量时，可开启第三循环系统11，使部分或全部传热介质经第三循环系 统11送至储热器8中，通过热交换，将热能储存在储热介质中，冷却后的传热介质被回送至 集热器2，循环往复。
当需要使用储热器8中储存的热量发电时，可开启第四循环系统12，将经储热器8加热 的传热介质送至蒸汽发生器6中，通过热交换，加热其中的液体，产生高温高压蒸汽，用于 汽轮发电机7发电，冷却后的传热介质通过第四循环系统12回送至储热器8，进行加热。
四个循环系统包括金属或其他材料制成的管线及一些水泵、阀门，管线可采用保温措施， 以减少传输过程中的热能损失，循环回路也可并行走线，达到同样的目的。
图2是本发明设计的聚光器1、集热器2、冷凝器结构图3，其中聚光器l采用菲涅尔线 聚焦式透镜。集热器2为一金属吸热管，内部可流过传热介质，当线照射在金属管上，流过 内部的传热介质便被加热，实现热交换。图中冷凝器3与聚光器1形成闭合的腔体，可保持 腔体内的清洁，同时冷凝器3内部蒸汽的余热可使腔体内保持一个较高的温度，以提高热效 率，冷凝器3位于聚光器1背光面还可避免阳光直射，有利于蒸汽的凝结，同时一体化的结 构，可减少装置的占地面积。多个一体化的聚光器l、集热器2、冷凝器3可以通过第一循环 系统的管线串联或并联连接，实现大规模太阳能发电。
权利要求
1、一种太阳能发电装置，其特征在于其包括一个或多个聚光器，用于将入射的太阳光线聚焦成一条焦线；一个或多个定向器，用于调整所述聚光器的焦线的位置；传热介质，用于临时存储热能并可循环使用的气体或液体；一个或多个集热器，用于将所述聚光器聚焦的光能转变为所述传热介质的热能；一个蒸汽发生器，用于将存储于所述传热介质中的能量转换到高温高压蒸汽中；一个汽轮发电机，由所述蒸汽发生器产生的蒸汽推动，将高温高压蒸汽中储存的能量转换为电能；一个或多个冷凝器，用于将经过所述发电机后的蒸汽冷却为液态；一个或多个传热介质存储器，用于存储传热介质，同时平衡由于热胀冷缩产生的压力；第一循环系统，连接于所述集热器、蒸汽发生器及传热介质存储器之间，将集热器中已吸热的高温所述传热介质输送到蒸汽发生器中，并将经过蒸汽发生器中冷却后的传热介质送回集热器；第二循环系统，连接于所述蒸汽发生器、冷凝器和汽轮发电机之间，将蒸汽发生器产生的高温高压蒸汽输送到汽轮发电机中，以便推动汽轮发电机发电，之后将低温、低压的蒸汽输送到冷凝器中，并将冷凝器产生的液体送回蒸汽发生器中。
2、 按照权利要求l所述的太阳能发电装置，其特征是还包括 一个或多个储热器，内部含有储热介质，用于储存所述传热介质传来的热能，所述储热介质可以是沙石或混凝土等具有较高热容量的固态或液态物质； 第三循环系统，连接于所述第一循环系统、储热器，将集热器中已吸热的高温所述传热介 质输送到储热器中，并将经过储热器后冷却的传热介质经由第一循环系统送回集热 器。
3、 按照权利要求2所述的太阳能发电装置，其特征是还包括第四循环系统，连接于所述储热器、蒸汽发生器、传热介质储存器，将流经储热器中已吸 热的高温所述传热介质输送到蒸汽发生器中，并将经过蒸汽发生器冷却后的传热介 质送回储热器。
4、 按照权利要求1、 2、 3所述的太阳能发电装置，其特征是所述聚光器中包含一个或多 个线聚焦透射式菲涅尔聚光镜，或， 一个或多个反射式凹面聚光镜，所述聚光镜可将入射 光线汇聚于一条线上。
5、 按照权利要求1、 2、 3所述的太阳能发电装置，其特征是所述定向器是一个电动或液压执行机构，其可根据太阳的位置相应调整所述聚光器的朝向角度，当所述冷凝器流出的液体温度低于某一设定值时，使焦线正对于所述集热器上，反之则偏转一个角度，後冷凝 液体温度低于所述设定值。
6、 按照权利要求l、 2、 3所述的太阳能发电装置，其特征是所述冷凝器支撑所述聚光器,可随所述定向器而转动，并与聚光器形成一个闭合的腔体，所述集热器置于腔体内部。
7、 按照权利要求1、 2、 3所述的太阳能发电装置，其特征是所述集热器有两个或多个端口，分别与在所述第一循环系统相接，所述传热介质可以从-第一循环系统流入集热器， 经太阳光加热后，流出至第一循环系统。
8、 按照权利要求1、 2、 3所述的太阳能发电装置，其特征是所述第一循环系统、第二循环系统、第三循环系统或第四循环系统，包括由金属或其他材料制成的单层或多层隔热管 网，以及多个与所述隔热管网连通的循环泵及阔门。
9、 按照权利要求1、 2、 3所述的太阳能发电装置，其特征是所述蒸汽发生器是一个蒸汽锅炉，由所述传热介质加热蒸汽锅炉，产生水蒸汽，用于推动所述汽轮发电机。
10、 按照权利要求l、 2、 3所述的太阳能发电装置，其特征是所述传热介质可以是空气或者二氧化碳。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能发电装置。本发明的特点是采用一个或多个聚光器，将太阳光进行线形聚焦，并照射到一个或多个集热器上，集热器内部的传热介质吸收太阳光热量后，通过循环系统，输送至蒸汽发生器，产生的蒸汽推动发电机发电；当需要存储太阳能时，可将传热介质传输到储热器，加热储热介质，达到存储太阳能的目的；当需要用储存的能量发电时，可将传热介质传输到储热器，利用储热介质加热传热介质，然后输送到蒸汽发生器中，产生蒸汽，用于推动发电机发电。
文档编号H02N6/00GK101388626SQ200710145408
公开日2009年3月18日 申请日期2007年9月11日 优先权日2007年9月11日
发明者张东胜 申请人:张东胜