專利名稱：聚光太陽熱能分布式能源綜合利用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于能源領(lǐng)域，涉及分布式能源系統(tǒng)，尤其是以太陽熱能為一次能源供應(yīng)方式的分布式能源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
“分布式能源”(distributed energy sources)是指分布在用戶端的能源綜合利用系統(tǒng)，可獨立運行，也可并網(wǎng)運行，是以資源、環(huán)境效益最大化確定方式和容量的系統(tǒng)，將用戶多種能源需求，以及資源配置狀況進行系統(tǒng)整合優(yōu)化，采用需求應(yīng)對式設(shè)計和模塊化配置的新型能源系統(tǒng)，是相對于集中供能的分散式供能方式。國際分布式能源聯(lián)盟WADE對分布式能源定義為:安裝在用戶端的高效熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠在消費地點(或附近)發(fā)電，高效利用發(fā)電產(chǎn)生的廢能一生產(chǎn)熱和電；現(xiàn)場端可再生能源系統(tǒng)包括利用現(xiàn)場廢氣、廢熱以及多余壓差來發(fā)電的能源循環(huán)利用系統(tǒng)。我國分布式能源正處于發(fā)展過程，對分布式能源認(rèn)識存在不同的表述，其中主要的一種是指將熱、電、冷系統(tǒng)以小規(guī)模、小容量、模塊化、分散式的方式直接安裝在用戶端，可獨立地輸出熱、電、冷能的系統(tǒng)。能源包括太陽能利用、風(fēng)能利用、燃料電池和燃?xì)鉄帷㈦?、冷三?lián)供等多種形式。結(jié)合目前我國能源需求現(xiàn)狀，分布式能源是解決我國能源緊缺地區(qū)用能困難，緩解我國嚴(yán)重缺電局面、保證可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施的重要途徑之一，可緩解環(huán)境、電網(wǎng)調(diào)峰和長距離電力輸送的壓力，解決可再生能源就地消納問題，能夠提高能源利用效率，優(yōu)化能源利用結(jié)構(gòu)。目前分布式能源系統(tǒng)中的一次能源主要為天然氣、煤炭等化石燃料，如專利號為200810204142.4 (申請日:2008.12.5)的專利中系統(tǒng)的動力來源于燃?xì)?、煤炭等化石燃料，除環(huán)境污染嚴(yán)重外，燃?xì)夤?yīng)開始緊張，尤其冬季北方供暖季節(jié)，局部地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)“氣荒”。另外部分分布式能源系統(tǒng)中的能源供應(yīng)源于風(fēng)能、以及生物質(zhì)能等，如專利號200710098469.3 (申請日2007.4.18)的專利中公開了以風(fēng)能為一次能源供應(yīng)的分布式能源系統(tǒng)；如專利號201110345197.9 (申請日2011.11.4)的專利公開了一種生物質(zhì)分布式能源系統(tǒng)。我國西北部地區(qū)，尤其是甘肅省西部以及我國新疆，青海，西藏、寧夏、內(nèi)蒙古西部等地區(qū)太陽能資源非常豐富，同時有廣袤的荒漠化土地，非常適合太陽熱能技術(shù)開發(fā)。專利201210209121.8 (申請日2012.06.19)公開了一種分布式太陽能熱電聯(lián)供系統(tǒng)，系統(tǒng)采用了振蕩熱流管對太陽能光伏電池散熱降溫，系統(tǒng)在通過光伏電池對外供電的同時利用振蕩熱流管吸收的熱量對外供應(yīng)熱水，實現(xiàn)了電熱聯(lián)供。上述分布式能源系統(tǒng)中引入了風(fēng)能和光伏，實現(xiàn)了分布式能源系統(tǒng)中非化石能源作為一次能源供應(yīng)的突破，但是由于新能源的不穩(wěn)定性以及風(fēng)能、電能的難以存儲性使得系統(tǒng)不能穩(wěn)定持續(xù)運行。聚光太陽熱能技術(shù)是一種不同于太陽能光伏技術(shù)的對于太陽能的利用方式。技術(shù)特點是先聚光，再利用。本發(fā)明人在專利號200920032819.0和201120180099.X公開了一種槽式太陽能聚光系統(tǒng)。聚光會產(chǎn)生高輻射密度和溫度的優(yōu)質(zhì)太陽能，由聚光太陽熱能可以產(chǎn)生高品質(zhì)熱源，可滿足我國北方地區(qū)冬季供暖需求，并提供生活熱水；也可滿足大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)過程中熱利用需求，或直接由熱能發(fā)電。能夠在用戶側(cè)直接獨立地輸出熱、電、冷能，滿足多樣化的分布式用能需求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種聚光太陽熱能分布式能源綜合利用系統(tǒng)。將高品質(zhì)聚光太陽熱能通過儲熱系統(tǒng)與分布式能源系統(tǒng)結(jié)合起來，以解決目前存在的太陽能等新能源利用效率不高以及不穩(wěn)定的問題，使太陽能等非穩(wěn)定新能源實現(xiàn)穩(wěn)定、高效和環(huán)保的利用。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為:一種聚光太陽熱能分布式能源綜合利用系統(tǒng)，其主要特點在于包括系統(tǒng)一次供能為太陽能聚光集熱系統(tǒng)，通過油介質(zhì)管道連接儲熱系統(tǒng)、油水換熱器、油泵連接太陽能聚光集熱系統(tǒng)，輔助能源系統(tǒng)的輸入端連接在泵的輸出端，其輸出端與油水換熱器的輸入端連接，通過儲熱系統(tǒng)實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的太陽熱能供應(yīng)；油水換熱器的蒸汽輸出端通過汽水介質(zhì)管道連接汽水換熱器、軟化水系統(tǒng)，軟化水系統(tǒng)經(jīng)第一水泵與汽水換熱器連接；汽水換熱器的熱水端的輸出端連接制冷或/和供熱系統(tǒng)的輸入，經(jīng)第二水泵連接汽水換熱器的熱水端的輸入端。所述的聚光太陽熱能分布式能源綜合利用系統(tǒng)，還包括有油水換熱器的蒸汽輸出端通過汽水介質(zhì)管道連接蒸汽動力機或/和發(fā)電機，蒸汽動力機或/和發(fā)電機連接汽水換熱器、軟化水系統(tǒng)，軟化水系統(tǒng)經(jīng)第一水泵與汽水換熱器連接。聚光集熱系統(tǒng)與發(fā)電系統(tǒng)通過換熱系統(tǒng)相連，提供動力，發(fā)電系統(tǒng)的乏汽出口經(jīng)換熱系統(tǒng)與制冷或供暖系統(tǒng)相連，太陽熱能按照溫度梯度實現(xiàn)梯級利用，達(dá)到最優(yōu)用能效率。所述太陽能聚光集熱系統(tǒng)的聚光方式為槽式太陽能聚光集熱、線性菲涅爾聚光集熱或碟式聚光集熱中的單獨一種或多種方式組合。所述儲熱系統(tǒng)根據(jù)用能方式分為低溫儲熱系統(tǒng)、中溫儲熱系統(tǒng)和高溫儲熱系統(tǒng)。所述的輔助能源系統(tǒng)為天然氣導(dǎo)熱油鍋爐或燃煤鍋爐。所述的儲熱系統(tǒng)包括儲熱介質(zhì)油或鹽。所述的油水換熱器包括有蒸汽發(fā)生裝置和蒸汽過熱裝置。所述的蒸汽動力機為螺桿動力機或蒸汽輪機。由于采用了上述方案，本實用新型的有益效果:1.由于該分布式能源系統(tǒng)中采用了聚光集熱的方式，能夠得到高品質(zhì)的熱能，可用于發(fā)電或工業(yè)工藝用熱，發(fā)電后的乏汽可用于供暖以及制冷的熱源，具有能量梯級利用的優(yōu)點，更重要的是將太陽能直接轉(zhuǎn)化為高品位的太陽熱能直接利用，進一步提高分布式能源系統(tǒng)的效率。2.通過儲熱系統(tǒng)，增加了新能源在分布式能源系統(tǒng)中穩(wěn)定持續(xù)供應(yīng)，實現(xiàn)了系統(tǒng)中一次能源供應(yīng)以新能源為主，減少了對天然氣和煤炭為主的傳統(tǒng)化石能源的依賴。3.由于系統(tǒng)一次能源供應(yīng)以清潔能源為主，再加能源利用效率的提高，大大減小了 C02，NOx, CO, SO2等污染物的排放。

:[0021]圖1為聚光太陽熱能分布式能源綜合利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
以下對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。本實用新型將太陽能經(jīng)過聚光集熱系統(tǒng)匯聚，加熱傳熱介質(zhì)，經(jīng)過換熱系統(tǒng)，得到高品位蒸汽熱源提供給發(fā)電系統(tǒng)或工業(yè)工藝用熱，發(fā)電或反應(yīng)余熱再通過換熱系統(tǒng)，得到低品位的熱能提供給制冷或供暖系統(tǒng)，實現(xiàn)熱能的梯級利用來加以充分利用。同時，本實用新型通過儲熱系統(tǒng)，實現(xiàn)了太陽能的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)，提高了新能源在分布式能源系統(tǒng)中一次能源供應(yīng)的比重，進一步降低了分布式能源系統(tǒng)對傳統(tǒng)化石能源的依賴，保障了能源安全。實施例1:一種聚光太陽熱能分布式能源綜合利用系統(tǒng)，見圖1，包括系統(tǒng)一次供能為太陽能聚光集熱系統(tǒng)1，通過油介質(zhì)管道連接儲熱系統(tǒng)2、油水換熱器3、油泵11連接太陽能聚光集熱系統(tǒng)1，輔助能源系統(tǒng)4的輸入端連接在油泵11的輸出端，其輸出端與油水換熱器3的輸入端連接，通過儲熱系統(tǒng)實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的太陽熱能供應(yīng)；油水換熱器3的蒸汽輸出端通過汽水介質(zhì)管道連接汽水換熱器6、軟化水系統(tǒng)8,軟化水系統(tǒng)8經(jīng)第一水泵10與汽水換熱器6連接；汽水換熱器6的熱水端的輸出端連接制冷或/和供熱系統(tǒng)7的輸入，經(jīng)第二水泵9連接汽水換熱器6的熱水端的輸入端。當(dāng)在冬季供暖所需熱量較大時，將油水換熱器3產(chǎn)生的蒸汽直接進入到汽水換熱器6里，滿足供暖需求。實施例2:聚光太陽熱能分布式能源綜合利用系統(tǒng)，油水換熱器3的蒸汽輸出端通過汽水介質(zhì)管道連接蒸汽動力機或/和發(fā)電機5，蒸汽動力機或/和發(fā)電機5連接汽水換熱器6、軟化水系統(tǒng)8，軟化水系統(tǒng)8經(jīng)第一水泵10與汽水換熱器6連接。其余結(jié)構(gòu)同實施例1。聚光集熱系統(tǒng)與發(fā)電系統(tǒng)通過換熱系統(tǒng)相連，提供動力，發(fā)電系統(tǒng)的乏汽出口經(jīng)換熱系統(tǒng)與制冷或供暖系統(tǒng)相連，太陽熱能按照溫度梯度實現(xiàn)梯級利用，達(dá)到最優(yōu)用能效率。實施例3:聚光太陽熱能分布式能源綜合利用系統(tǒng)由線性菲涅爾集熱系統(tǒng)1、熔融鹽儲熱系統(tǒng)2、油水換熱器3內(nèi)設(shè)有蒸汽發(fā)生器和蒸汽過熱器、天然氣導(dǎo)熱油鍋爐4、螺桿動力機/發(fā)電機組5、供熱系統(tǒng)7，軟化水系統(tǒng)8組成。其中線性菲涅爾集熱系統(tǒng)1、油水換熱器3、螺桿動力機/發(fā)電機組5、軟化水系統(tǒng)7可以組合在一起構(gòu)成太陽能光熱發(fā)電裝置。在太陽輻照較好的時候，集熱系統(tǒng)I匯聚太陽光，加熱系統(tǒng)傳熱介質(zhì)導(dǎo)熱油，導(dǎo)熱油通過油水換熱器3得到滿足螺桿動力機參數(shù)要求的過熱蒸汽，為發(fā)電機組5提供動力，實現(xiàn)持續(xù)不斷的發(fā)電。過熱蒸汽推動發(fā)電機組5發(fā)電后的乏汽溫度約為100°C，可以通過汽水換熱器6得到90°C熱水，冬季，該熱水可用作供暖系統(tǒng)熱源。當(dāng)太陽輻照不能滿足系統(tǒng)熱源需要時，通過天然氣導(dǎo)熱油鍋爐4提供系統(tǒng)所需熱能。當(dāng)天氣輻照較好，線性菲涅爾集熱系統(tǒng)I所收集的太陽能相對于系統(tǒng)所需熱源有富余時，可以將多余熱量通過熔融鹽儲熱系統(tǒng)2存儲起來，到晚上或太陽輻照不好時為系統(tǒng)提供熱源，實現(xiàn)持續(xù)發(fā)電和供暖。實施例4:見圖1，聚光太陽熱能分布式能源綜合利用系統(tǒng)由槽式太陽能集熱系統(tǒng)
1、熔融鹽儲熱系統(tǒng)2、油水換熱器3 (蒸汽發(fā)生器和蒸汽過熱器)、天然氣導(dǎo)熱油鍋爐4、蒸汽輪機/發(fā)電機組5、制冷系統(tǒng)7，軟化水系統(tǒng)8組成。其中槽式太陽能集熱系統(tǒng)1、油水換熱器3、蒸汽輪機/發(fā)電機組5、軟化水系統(tǒng)8可以組合在一起構(gòu)成太陽能光熱發(fā)電裝置。在太陽輻照較好的時候，集熱系統(tǒng)I匯聚太陽光，加熱系統(tǒng)傳熱介質(zhì)導(dǎo)熱油，導(dǎo)熱油通過油水換熱器3得到滿足蒸汽輪機參數(shù)要求的過熱蒸汽，為發(fā)電機組5提供動力，實現(xiàn)持續(xù)不斷的發(fā)電。過熱蒸汽推動發(fā)電機組5發(fā)電后的乏汽溫度約為100°C，可以通過汽水換熱器6得到90°C熱水，夏季，該熱水可用作制冷系統(tǒng)熱源。當(dāng)太陽輻照不能滿足系統(tǒng)熱源需要時，通過天然氣導(dǎo)熱油鍋爐4提供系統(tǒng)所需熱能。當(dāng)天氣輻照較好，槽式太陽能集熱系統(tǒng)I所收集的太陽能相對于系統(tǒng)所需熱源有富余時，可以將多余熱量通過熔融鹽儲熱系統(tǒng)2存儲起來，到晚上或太陽輻照不好時為系統(tǒng)提供熱源，實現(xiàn)持續(xù)發(fā)電和供暖。實施例5:所述太陽能聚光集熱系統(tǒng)I的聚光方式為槽式太陽能聚光集熱、線性菲涅爾聚光集熱和碟式聚光集熱方式的組合。其余結(jié)構(gòu)同實施例1或2或3或4。實施例6:所述太陽能聚光集熱系統(tǒng)I的聚光方式為槽式太陽能聚光集熱、線性菲涅爾聚光集熱和碟式聚光集熱方式的一種或組合。通過油介質(zhì)管道連接中溫導(dǎo)熱油儲熱系統(tǒng)2，其余結(jié)構(gòu)同實施例1。上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本實用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本實用新型不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的揭示，對于本實用新型做出的改進和修改都應(yīng)該在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種聚光太陽熱能分布式能源綜合利用系統(tǒng)，其特征在于包括系統(tǒng)一次供能為太陽能聚光集熱系統(tǒng)，通過油介質(zhì)管道連接儲熱系統(tǒng)、油水換熱器、油泵連接太陽能聚光集熱系統(tǒng)，輔助能源系統(tǒng)的輸入端連接在泵的輸出端，其輸出端與油水換熱器的輸入端連接；油水換熱器的蒸汽輸出端通過汽水介質(zhì)管道連接汽水換熱器、軟化水系統(tǒng)，軟化水系統(tǒng)經(jīng)第一水泵與汽水換熱器連接；汽水換熱器的熱水端的輸出端連接制冷或/和供熱系統(tǒng)的輸入，經(jīng)第二水泵連接汽水換熱器的熱水端的輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述的聚光太陽熱能分布式能源綜合利用系統(tǒng)，其特征在于還包括有油水換熱器的蒸汽輸出端通過汽水介質(zhì)管道連接蒸汽動力機或/和發(fā)電機，蒸汽動力機或/和發(fā)電機連接汽水換熱器、軟化水系統(tǒng)，軟化水系統(tǒng)經(jīng)第一水泵與汽水換熱器連接。
3.如權(quán)利要求1所述的聚光太陽熱能分布式能源綜合利用系統(tǒng)，其特征在于所述太陽能聚光集熱系統(tǒng)的聚光方式為槽式太陽能聚光集熱、線性菲涅爾聚光集熱或碟式聚光集熱中的單獨一種或多種方式組合。
4.如權(quán)利要求1所述的聚光太陽熱能分布式能源綜合利用系統(tǒng)，其特征在于所述儲熱系統(tǒng)根據(jù)用能方式分為低溫儲熱系統(tǒng)、中溫儲熱系統(tǒng)和高溫儲熱系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求1所述的聚光太陽熱能分布式能源綜合利用系統(tǒng)，其特征在于所述的輔助能源系統(tǒng)為天然氣導(dǎo)熱油鍋爐或燃煤鍋爐。
6.如權(quán)利要求1所述的聚光太陽熱能分布式能源綜合利用系統(tǒng)，其特征在于所述的儲熱系統(tǒng)包括儲熱介質(zhì)油或鹽。
7.如權(quán)利要求1所述的聚光太陽熱能分布式能源綜合利用系統(tǒng)，其特征在于所述的油水換熱器包括有蒸汽發(fā)生裝置和蒸汽過熱裝置。
8.如權(quán)利要求2所述的聚光太陽熱能分布式能源綜合利用系統(tǒng)，其特征在于所述的蒸汽動力機為螺桿動力機或蒸汽輪機。
專利摘要本實用新型屬于能源領(lǐng)域，涉及分布式能源系統(tǒng)，尤其是以太陽熱能為一次能源供應(yīng)方式的分布式能源系統(tǒng)。一種聚光太陽熱能分布式能源綜合利用系統(tǒng)，其主要特點在于包括系統(tǒng)一次供能為太陽能聚光集熱系統(tǒng)，通過油介質(zhì)管道連接儲熱系統(tǒng)、油水換熱器、油泵連接太陽能聚光集熱系統(tǒng)，輔助能源系統(tǒng)的輸入端連接在泵的輸出端，其輸出端與油水換熱器的輸入端連接，通過儲熱系統(tǒng)實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的太陽熱能供應(yīng)；油水換熱器的蒸汽輸出端通過汽水介質(zhì)管道連接汽水換熱器、軟化水系統(tǒng)，軟化水系統(tǒng)經(jīng)第一水泵與汽水換熱器連接；汽水換熱器的熱水端的輸出端連接制冷或/和供熱系統(tǒng)的輸入，經(jīng)第二水泵連接汽水換熱器的熱水端的輸入端。本實用新型的優(yōu)點是由于該分布式能源系統(tǒng)中采用了聚光集熱的方式，能夠得到高品質(zhì)的熱能，可用于發(fā)電或工業(yè)工藝用熱，發(fā)電后的乏汽可用于供暖以及制冷的熱源，具有能量梯級利用的優(yōu)點。
文檔編號F25B27/02GK203068831SQ20132004350
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月27日
發(fā)明者范多旺, 王成龍, 范多進, 范玉磊, 王云鋒, 苗樹翻, 張慧 申請人:蘭州大成科技股份有限公司, 蘭州大成真空科技有限公司