專利名稱：光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能熱電聯(lián)供裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能熱電聯(lián)供裝置，屬于太陽能熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能和天然氣或沼氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能熱電聯(lián)供裝置。
背景技術(shù)：
目前，太陽能利用技術(shù)在研究開發(fā)、商業(yè)化生產(chǎn)、市場(chǎng)開拓方面獲得了長足發(fā)展，從太陽能利用技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)來看，太陽能熱發(fā)電技術(shù)是可再生能源發(fā)電技術(shù)的一個(gè)新焦
點(diǎn)。其中的碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，先是利用聚光鏡把太陽能聚集起來傳遞到斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的吸收器，在吸收器中熱量被斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器部件中的工質(zhì)吸收，工質(zhì)受熱做功，把熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，最后通過發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)采用先進(jìn)的斯特林外燃機(jī)作為發(fā)電機(jī)組，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、效率高、壽命長、投資省及成本低，具有廣闊的應(yīng)用前景?，F(xiàn)有的碟式太陽能熱發(fā)電裝置，只能向外供電，而不能同時(shí)向外供熱，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的散熱量都白白浪費(fèi)。由于碟式太陽能熱發(fā)電裝置屬于分布式發(fā)電設(shè)備，比較適合在偏遠(yuǎn)地方的家庭及小型單位使用。這些地方除了需要太陽能熱發(fā)電外，同時(shí)對(duì)太陽能供熱也是需要的。因此在現(xiàn)有碟式太陽能熱發(fā)電裝置的基礎(chǔ)上，開發(fā)一種新型的碟式太陽能熱電聯(lián)供裝置就較有意義。對(duì)于太陽能發(fā)電來說,對(duì)太陽的時(shí)間依賴性比較大,能量供應(yīng)的持續(xù)性不夠，有太陽的時(shí)候能夠持續(xù)供給電和熱，但是在陰雨天和晚上就失去了持續(xù)供給的能力，因此開發(fā)一種光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能熱電聯(lián)供裝置就非常有價(jià)值，能夠解決太陽能熱發(fā)電中不能持續(xù)供能的缺點(diǎn)。申請(qǐng)?zhí)?0110045329. 6，公開號(hào)CN 102128149 A，發(fā)明名稱為一種光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能發(fā)電裝置的發(fā)明，為了解決現(xiàn)有斯特林碟式太陽能發(fā)電裝置無法在太陽光強(qiáng)弱變化時(shí)，穩(wěn)定自身輸出功率的問題，通過使用可燃?xì)怏w對(duì)太陽能進(jìn)行補(bǔ)償。并通過一控制系統(tǒng)，用于根據(jù)太陽能的強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)節(jié)供給燃燒器的燃料量和燃燒強(qiáng)弱，以實(shí)現(xiàn)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)總輸出電功率的穩(wěn)定。顯然，這與本專利卻有相同之處，而在仔細(xì)考慮之下，其發(fā)明專利存在以下缺陷。I.斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、吸熱器、燃燒器均安裝在碟面焦點(diǎn)處，其總體重量必須嚴(yán)格控制，因?yàn)槿绻撗b置重量過重，勢(shì)必極大地增加支撐結(jié)構(gòu)件及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。2.由于斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的位置不固定，需與碟面保持同步，各種管道連接變得相當(dāng)困難，不利于組成陣列式結(jié)構(gòu)，因此也就不適合大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。3.同樣由于斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的位置不固定，所以很難將集熱器所收集到的能量再傳遞到其它地方加以利用。未能實(shí)現(xiàn)能源的梯階利用，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱量白白浪費(fèi)，節(jié)能性及經(jīng)濟(jì)性仍有提升的空間。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、安裝調(diào)試簡(jiǎn)單、易于操作、克服了其焦點(diǎn)隨太陽運(yùn)動(dòng)而變化的缺陷、能源利用率高的光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能熱電聯(lián)供裝置。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能熱電聯(lián)供裝置，包括碟面支架、聚光碟面、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)支架，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是 還包括定日鏡支架、定日鏡、換熱器和儲(chǔ)水器，所述的聚光碟面固定在碟面支架上，所述聚光碟面的工作面為拋物面，所述聚光碟面的開口方向?yàn)榘惭b地的正北方向，聚光碟面的工作面的中心線與水平面平行；所述斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)支架上，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的吸熱器位于聚光碟面的焦點(diǎn)處；所述定日鏡安裝在定日鏡支架上，定日鏡與聚光碟面相對(duì)，定日鏡的幾何中心位于聚光碟面的中心軸上，所述換熱器通過管線與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)相連，所述儲(chǔ)水器與換熱器相連。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，冷卻液流經(jīng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻器，進(jìn)行一次熱交換后溫度升高，再進(jìn)入換熱器，與水再進(jìn)行一次熱交換，溫度降低后流入斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，以此循環(huán)。所述的儲(chǔ)水器中的水，進(jìn)入換熱器后與冷卻液進(jìn)行熱交換，再回到儲(chǔ)水器，以此循環(huán)確保儲(chǔ)水器中的水保持在一定的溫度并供給用戶。本實(shí)用新型所述的定日鏡通過雙軸跟蹤裝置安裝在定日鏡支架上。以保證定日鏡跟隨太陽移動(dòng)，確保定日鏡的反射光線始終能平行射在聚光碟面上。本實(shí)用新型所述的定日鏡為平面反射鏡，反射面積與聚光碟面的正投影面積相同或略大。其外部輪廓也與聚光碟面相近，以保證反射光線能布滿整個(gè)聚光碟面。本實(shí)用新型所述的聚光碟面外部輪廓可以為圓形、半圓形、方型或多邊形其中的一種。本實(shí)用新型所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置有燃燒器、吸熱器，為燃?xì)馓柲軆捎眯驼w裝置。本實(shí)用新型所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)中的冷卻液為水。本實(shí)用新型所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)中的冷卻液為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)防凍液。還包括一個(gè)控制系統(tǒng)，用于根據(jù)太陽能的強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)節(jié)供給燃燒器的燃料量和燃燒強(qiáng)弱，以實(shí)現(xiàn)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)總輸出功率的穩(wěn)定。本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)及效果1、當(dāng)太陽光的強(qiáng)弱發(fā)生變化或者沒有太陽光時(shí)，可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)燃燒系統(tǒng)的供熱能力，從而保證斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)輸出電功率基本穩(wěn)定，從而避免對(duì)電網(wǎng)造成沖擊并提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。2、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)安裝于地面上并保持固定，安裝調(diào)試相對(duì)簡(jiǎn)單，易于操作。并可大大降低碟面支撐系統(tǒng)的剛度和強(qiáng)度要求。3、由于斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的位置固定不動(dòng)，各種管道、電纜的連接變得簡(jiǎn)單，有利于組成陣列式結(jié)構(gòu)，也就更適合大規(guī)模的太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)工業(yè)化應(yīng)用。4、同樣由于斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)裝置位置的固定，可方便的將斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)所排放的熱量傳遞到其它地方形加以利用。
5、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，通過換熱器將其排出熱量轉(zhuǎn)換為熱水提供給用戶，以實(shí)現(xiàn)能源的梯階利用。這一熱電聯(lián)供的方式能有效節(jié)約能源，提高能源的利用效率。
圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的工作原理示意圖。標(biāo)號(hào)說明碟面支架I、聚光碟面2、發(fā)動(dòng)機(jī)支架3、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)4、定日鏡支架5、雙軸跟蹤裝置6、定日鏡7、換熱器8、儲(chǔ)水器9。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型的解釋而本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。 實(shí)施例I :如圖1、2所示，本實(shí)施例本發(fā)明的光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能熱電聯(lián)供裝置包含碟面支架I、聚光碟面2、發(fā)動(dòng)機(jī)支架3、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)4、定日鏡支架5、雙軸跟蹤裝置6、定日鏡7、換熱器8和儲(chǔ)水器9。定日鏡7為平面反射鏡，反射面積與聚光碟面2的正投影面積相同或略大，其外部輪廓也與之相近，以保證反射光線能布滿整個(gè)碟面。定日鏡7的幾何中心位于聚光碟面2的中心軸上，通過雙軸跟蹤裝置6安裝于定日鏡支架5上。系統(tǒng)工作時(shí)，定日鏡7將太陽光反射到聚光碟面2上。聚光碟面2為碟狀拋物面聚焦型反射鏡，其外部輪廓可以為圓形、半圓形、方型或多邊形其中的一種，碟面的開口方向?yàn)榘惭b所在地的正北方向，拋物面的中心線與水平面平行。拋物面盤采用背面鍍銀玻璃或正面貼有反光薄膜的面板制成并固定于框架上，形成一個(gè)堅(jiān)固連續(xù)的薄殼結(jié)構(gòu)并與碟面支架I相連。聚光碟面2將來自定日鏡7的反射平行光聚焦到斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)4的吸熱器上，得以實(shí)現(xiàn)能量的聚集。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)4是將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，通過其內(nèi)部的吸熱器吸收來自聚光碟面2的太陽能，或是來自可燃?xì)怏w燃燒后釋放出來的熱能，通過循環(huán)，將這些熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，并驅(qū)動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)4輸出電能。在光照強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，通過減小或增大燃燒強(qiáng)度，以保證斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)4輸出功率不會(huì)出現(xiàn)大的波動(dòng)。該裝置能夠持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行，提高設(shè)備的使用效率和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)滿足太陽能不足時(shí)的發(fā)電問題。系統(tǒng)工作時(shí)，冷卻液流經(jīng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)4的冷卻器，進(jìn)行一次熱交換后溫度升高，再進(jìn)入換熱器8，與水再進(jìn)行一次熱交換，溫度降低后流入斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)4，以此循環(huán)。而儲(chǔ)水器9中的水，進(jìn)入換熱器8后與冷卻液進(jìn)行熱交換，再回到儲(chǔ)水器9，以此循環(huán)確保儲(chǔ)水器9中的水保持在一定的溫度并可向用戶供給，結(jié)合斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)4輸出的電能，實(shí)現(xiàn)了本裝置熱電聯(lián)供的功能。一套控制系統(tǒng)用于控制雙軸跟蹤裝置6，以驅(qū)動(dòng)定日鏡7使之跟隨太陽移動(dòng)，確保其反射光線始終能平行的射在聚光碟面2上。同時(shí)，控制系統(tǒng)還用于根據(jù)太陽能的強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)節(jié)供給燃燒器的燃料量和燃燒強(qiáng)弱，以實(shí)現(xiàn)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)4總輸出功率的穩(wěn)定。此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實(shí)施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同。凡依本實(shí)用新型專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡(jiǎn)單變化，均包括于本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。·
權(quán)利要求1.一種光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能熱電聯(lián)供裝置，包括碟面支架、聚光碟面、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)支架，其特征是還包括定日鏡支架、定日鏡、換熱器和儲(chǔ)水器，所述的聚光碟面固定在碟面支架上，所述聚光碟面的工作面為拋物面，所述聚光碟面的開口方向?yàn)榘惭b地的正北方向，聚光碟面的工作面的中心線與水平面平行；所述斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)支架上，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的吸熱器位于聚光碟面的焦點(diǎn)處；所述定日鏡安裝在定日鏡支架上，定日鏡與聚光碟面相對(duì)，定日鏡的幾何中心位于聚光碟面的中心軸上，所述換熱器通過管線與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)相連，所述儲(chǔ)水器與換熱器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能熱電聯(lián)供裝置，其特征是所述的定日鏡通過雙軸跟蹤裝置安裝在定日鏡支架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能熱電聯(lián)供裝置，其特征是所述的定日鏡為平面反射鏡，反射面積與聚光碟面的正投影面積相同或略大。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能熱電聯(lián)供裝置，其特征是所述的聚光碟面外部輪廓可以為圓形、半圓形、方型或多邊形其中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能熱電聯(lián)供裝置，其特征是所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置有燃燒器、吸熱器，為燃?xì)馓柲軆捎眯驼w裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能熱電聯(lián)供裝置，其特征是所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)中的冷卻液為水。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能熱電聯(lián)供裝置，其特征是所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)中的冷卻液為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)防凍液。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽能熱電聯(lián)供裝置，包括碟面支架、聚光碟面、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)支架、定日鏡支架、定日鏡、換熱器和儲(chǔ)水器，聚光碟面固定在碟面支架上，聚光碟面的工作面為拋物面，聚光碟面的開口方向?yàn)榘惭b地的正北方向，聚光碟面的工作面的中心線與水平面平行；斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)支架上，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的吸熱器位于聚光碟面的焦點(diǎn)處；定日鏡安裝在定日鏡支架上，定日鏡與聚光碟面相對(duì)，定日鏡的幾何中心位于聚光碟面的中心軸上，換熱器通過管線與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)相連，儲(chǔ)水器與換熱器相連。本實(shí)用新型具有安裝調(diào)試簡(jiǎn)單、易于操作、克服了其焦點(diǎn)隨太陽運(yùn)動(dòng)而變化的缺陷、能源利用率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F03G6/06GK202645895SQ20122023326
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者鐘天宇, 范煒, 王斌, 蘭維 申請(qǐng)人:華電電力科學(xué)研究院