塔式太陽能溫差發(fā)電站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及太陽能溫差發(fā)動機(jī)(參見專利申請?zhí)?01410060776.2)、線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)(參見專利申請?zhí)?01410679560.4)。也涉及一種程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)(參見專利申請?zhí)?01410058639.5)、一種多缸式溫差發(fā)動機(jī)(參見專利申請?zhí)?01410712134.6)，還可能涉及一種轉(zhuǎn)子式溫差發(fā)動機(jī)(參見專利申請?zhí)?01410679583.5)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能發(fā)電最常見的是光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、斯特林發(fā)動機(jī)發(fā)電，斯特林發(fā)動機(jī)已經(jīng)獲得了最高的太陽能轉(zhuǎn)換效率，但價(jià)格昂貴不能普及。
[0003]太陽能溫差發(fā)電機(jī)(參見專利申請?zhí)?01410060776.2)和線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)(參見專利申請?zhí)?01410679560.4)被提出，這兩項(xiàng)發(fā)明的目的就是要降低太陽能發(fā)電成本。但這兩種太陽能發(fā)電方式受制于聚光面積，單機(jī)功率都不大，這就影響了這兩種太陽能發(fā)電機(jī)的應(yīng)用范圍。另外這兩種太陽能發(fā)電機(jī)都采用了程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)來產(chǎn)生動力進(jìn)而帶動發(fā)電機(jī)生產(chǎn)電力輸出，但由于單機(jī)功率不大，因此如果是大規(guī)模的太陽能發(fā)電，就需要配備很多臺程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)，這樣成本的下降空間就是有限度的，要達(dá)到太陽能發(fā)電與火力發(fā)電相近的成本，還需要更有效率的太陽能發(fā)電方式才行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種塔式太陽能溫差發(fā)電站的技術(shù)方案。很顯然，溫差發(fā)動機(jī)的單機(jī)功率越大，單位功率的價(jià)格就越低。比如一臺功率為IMW的溫差發(fā)動機(jī)，其價(jià)格并不是一臺功率為1KW的溫差發(fā)動機(jī)的100倍，最多只有幾倍的價(jià)格差距。因此為了達(dá)到最大限度降低成本的目的，就需要把單機(jī)功率盡量做大大。為了達(dá)到這樣的目標(biāo)，塔式太陽能溫差發(fā)電站顯然就是首選，是所有太陽能溫差發(fā)電方案中性價(jià)比最高的那個(gè)方案。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種塔式太陽能溫差發(fā)電站，包括塔架、反射鏡場、吸熱器、發(fā)電機(jī)。還包括程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)。所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)安裝在塔架上。
[0006]所述的吸熱器安置在反射鏡聚光焦點(diǎn)處，所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的加熱器與吸熱器通過導(dǎo)熱材料緊密相連。
[0007]所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的加熱器與地面垂直放置；所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的冷卻器安置在溫差發(fā)動機(jī)的另一側(cè)，與加熱器平行。
[0008]所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)為多缸式溫差發(fā)動機(jī)。
[0009]所述的發(fā)電機(jī)為交流發(fā)電機(jī)。
[0010]所述的反射鏡場安裝在地面上，聚光到所述的吸熱器上。
[0011]所述的反射鏡安裝在塔架的一側(cè)。
[0012]所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的加熱器的表面部分涂裝有隔熱材料。
[0013]所述的加熱器和冷卻器，可以由多個(gè)單管組成。
[0014]本發(fā)明的有益效果
[0015]本發(fā)明提出的塔式太陽能溫差發(fā)電站，與太陽能溫差發(fā)電機(jī)和線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)一樣，也是溫差發(fā)動機(jī)在太陽能領(lǐng)域的一項(xiàng)應(yīng)用。與前兩種溫差發(fā)電機(jī)相比，塔式太陽能溫差發(fā)電站使用的溫差發(fā)動機(jī)單機(jī)功率最大，因此單位功率的成本也最低。該發(fā)明可以在前兩種太陽能溫差發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低太陽能發(fā)電的單位成本，以便于太陽能發(fā)電的普及。本發(fā)明不需要用水做工質(zhì)，非常適合應(yīng)用在缺水的干旱沙漠地帶。本方案尤其適合于大規(guī)模的太陽能發(fā)電領(lǐng)域，并在未來的發(fā)展中有望把價(jià)格降低到接近以煤為燃料的火電生產(chǎn)成本，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供清潔廉價(jià)的電力，減少煤電的份額，對節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境將作出貢獻(xiàn)，為綠色工業(yè)文明的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0016]圖1為該太陽能溫差發(fā)電裝置示意圖的俯視圖；
[0017]圖中1.反射鏡場、2.塔架、3.溫差發(fā)動機(jī)缸體、4、吸熱器、5.溫差發(fā)動機(jī)的加熱器、6.溫差發(fā)動機(jī)的冷卻器、7.發(fā)電機(jī)、8.配電站、9、電網(wǎng)。
[0018]實(shí)施方式
[0019]實(shí)施例一:參見圖1，一種塔式太陽能溫差發(fā)電站，包括塔架、反射鏡場、吸熱器、發(fā)電機(jī)。還包括程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)。所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)安裝在塔架上。
[0020]所述的吸熱器安置在反射鏡聚光焦點(diǎn)處，所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的加熱器與吸熱器通過導(dǎo)熱材料緊密相連。
[0021]所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的加熱器與地面垂直放置；所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的冷卻器安置在溫差發(fā)動機(jī)的另一側(cè)，與加熱器平行。
[0022]所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)為多缸式溫差發(fā)動機(jī)。
[0023]所述的發(fā)電機(jī)為交流發(fā)電機(jī)。
[0024]所述的反射鏡場安裝在地面上，聚光到所述的吸熱器上。
[0025]所述的反射鏡安裝在塔架的一側(cè)。
[0026]所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的加熱器的表面部分涂裝有隔熱材料。
[0027]所述的加熱器和冷卻器，可以由多個(gè)單管組成。
[0028]本發(fā)明也是程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的一項(xiàng)應(yīng)用，該方案采用塔式太陽能聚光，用于加熱程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的加熱器(以下簡稱加熱器)，而程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的冷卻器(以下簡稱冷卻器)則以常溫空氣對其進(jìn)行冷卻。本方案利用聚光產(chǎn)生高溫，使溫差發(fā)動機(jī)的加熱器和冷卻器之間產(chǎn)生較大的溫差，而溫差發(fā)動機(jī)則可以利用由溫差造成的氣壓差，經(jīng)由溫差發(fā)動機(jī)的組件一氣功馬達(dá)將氣壓差轉(zhuǎn)化為動力輸出，進(jìn)而帶動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力輸出。
[0029]顯然，溫差發(fā)動機(jī)的單機(jī)功率越大，單位功率的價(jià)格就越低。比如一臺功率為IMW的溫差發(fā)動機(jī)，其價(jià)格并不是一臺功率為1KW的溫差發(fā)動機(jī)的100倍。為了讓溫差發(fā)動機(jī)有足夠大的功率，采用的溫差發(fā)動機(jī)必須是多缸式的，通過增加氣缸數(shù)量，來獲得更大的單機(jī)功率。在本方案中，溫差發(fā)動機(jī)的功率至少應(yīng)該是MW級別的。如果將來技術(shù)上更為成熟，能夠做出單機(jī)功率更大的溫差發(fā)動機(jī)，那么可以采用1MW級別甚至更高單機(jī)功率級別的溫差發(fā)動機(jī)，這樣的話單位功率的成本將更低，太陽能發(fā)電的單位成本也更低，其效果也將更為理想。
[0030]本方案通過聚光陣列進(jìn)行聚光，聚光到吸熱器上，吸熱器和溫差發(fā)動機(jī)的加熱器通過導(dǎo)熱材料緊密相連。必要時(shí)，可以把吸熱器和溫差發(fā)動機(jī)的加熱器設(shè)計(jì)為一體，以達(dá)到最高的熱傳導(dǎo)效率。在本方案中，對冷卻器的冷卻由空氣完成，這樣的成本最低?？紤]到塔架頂部離地面有一定高度，會有比較高的風(fēng)速，空氣冷卻的方案應(yīng)該可以滿足要求。
[0031]考慮到多缸式溫差發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)，是多個(gè)氣缸一字型排開，兩側(cè)分別安置加熱器和冷卻器，因此反射鏡安置在一個(gè)方向上，以扇形分布，聚光到一個(gè)平面上。在實(shí)際應(yīng)用中，可以在塔架頂端安置多個(gè)溫差發(fā)動機(jī)組，比如安排4個(gè)組成一個(gè)正方形，這樣就需要在塔架的周圍布置一個(gè)圓形的反射鏡陣列。
[0032]加熱器和冷卻器應(yīng)該是平板狀，分布在溫差發(fā)動機(jī)的兩側(cè)，加熱器的平面和冷卻器的平面是平行的，與地面垂直。加熱器放置在面向反射鏡的方向，與吸熱器的位置非常接近，甚至可以為一體。如果在一個(gè)塔架的幾個(gè)方向都安裝溫差發(fā)動機(jī)，那么冷卻器的散熱問題需要重點(diǎn)考慮，專門設(shè)計(jì)。
[0033]本方案中溫差發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的動力通過帶動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力輸出，所用的發(fā)電機(jī)為交流發(fā)電機(jī)。交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電力質(zhì)量較高，與傳統(tǒng)的發(fā)電方式發(fā)出的電力接近，可以直接并入電網(wǎng)。
[0034]本發(fā)明延續(xù)太陽能溫差發(fā)電機(jī)(參見專利申請?zhí)?01410060776.2)和線性菲涅爾太陽能溫差發(fā)電機(jī)(參見專利申請?zhí)?01410679560.4)的思路，意圖通過降低太陽能發(fā)電的單位成本，來促進(jìn)太陽能發(fā)電的普及。本方案采用具有更大功率的溫差發(fā)動機(jī)，以降低單位功率的成本。相對于前兩種同樣利用溫差發(fā)動機(jī)發(fā)電的技術(shù)方案來說，在大規(guī)模的太陽能發(fā)電站建設(shè)中具有成本優(yōu)勢。本方案的在整個(gè)太陽能發(fā)電過程中都沒有用到水，也可以大幅度減低運(yùn)營成本，更適合在太陽能充足但缺水的地區(qū)使用(太陽能充足的地方一般都缺水)。從長期看，把太陽能發(fā)電的成本降低到與以煤炭為燃料的火電的發(fā)電成本相當(dāng)?shù)乃?，是可以做到的?br>【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種塔式太陽能溫差發(fā)電站，包括塔架、反射鏡場、吸熱器、發(fā)電機(jī)。其特征是:還包括程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)。所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)安裝在塔架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔式太陽能溫差發(fā)電站，其特征是:所述的吸熱器安置在反射鏡聚光焦點(diǎn)處，所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的加熱器與吸熱器通過導(dǎo)熱材料緊密相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塔式太陽能溫差發(fā)電站，其特征是:所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的加熱器與地面垂直放置；所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的冷卻器安置在溫差發(fā)動機(jī)的另一側(cè)，與加熱器平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔式太陽能溫差發(fā)電站，其特征是:所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)為多缸式溫差發(fā)動機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔式太陽能溫差發(fā)電站，其特征是:所述的發(fā)電機(jī)為交流發(fā)電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔式太陽能溫差發(fā)電站，其特征是:所述的反射鏡場安裝在地面上，聚光到所述的吸熱器上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的塔式太陽能溫差發(fā)電站，其特征是:所述的反射鏡安裝在塔架的一側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的塔式太陽能溫差發(fā)電站，其特征是:所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的加熱器的表面部分涂裝有隔熱材料。
【專利摘要】一種塔式太陽能溫差發(fā)電站，包括塔架、反射鏡場、吸熱器、發(fā)電機(jī)。還包括程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)。所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)安裝在塔架上。所述的吸熱器安置在反射鏡聚光焦點(diǎn)處，所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的加熱器與吸熱器通過導(dǎo)熱材料緊密相連。所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的加熱器與地面垂直放置；所述的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(jī)的冷卻器安置在溫差發(fā)動機(jī)的另一側(cè)，與加熱器平行。本發(fā)明提出了一種塔式太陽能溫差發(fā)電站，其通過聚光對溫差發(fā)動機(jī)的加熱器進(jìn)行加溫，利用溫差產(chǎn)生動力，進(jìn)而帶動電動機(jī)產(chǎn)生電力輸出，本發(fā)明可望大幅度降低太陽能發(fā)電成本，促進(jìn)太陽能發(fā)電的普及。
【IPC分類】F03G6-00
【公開號】CN104612914
【申請?zhí)枴緾N201410771206
【發(fā)明人】虞一揚(yáng)
【申請人】上海領(lǐng)勢新能源科技有限公司, 虞一揚(yáng)
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月15日