專(zhuān)利名稱(chēng)：一種光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽(yáng)能發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽(yáng)能和天然氣或沼氣互補(bǔ)型 碟式斯特林太陽(yáng)能發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
目前，太陽(yáng)能利用技術(shù)在研究開(kāi)發(fā)、商業(yè)化生產(chǎn)、市場(chǎng)開(kāi)拓方面獲得了長(zhǎng)足發(fā)展， 從太陽(yáng)能利用技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，太陽(yáng)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(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，先是利用聚光鏡把太陽(yáng)能聚集起來(lái)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(guò)發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。碟式太陽(yáng)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(zhǎng)、投資省及成本 低，具有廣闊的應(yīng)用前景。申請(qǐng)?zhí)?00910099047. 7，公開(kāi)號(hào)CN 101581286A，發(fā)明名稱(chēng)為太陽(yáng)能斯特林發(fā)動(dòng)
機(jī)裝置的發(fā)明專(zhuān)利，將太陽(yáng)能真空集熱管作為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的熱腔或熱腔的一部分，太陽(yáng) 能采集真空管把直射、散射及其它反射面反射的太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為熱量，并加熱太陽(yáng)能采集真 空管中的工作介質(zhì)，替代現(xiàn)有技術(shù)中由外部熱源加熱斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱腔中的工作介質(zhì)，但 是這種斯特林碟式太陽(yáng)能發(fā)電裝置無(wú)法根據(jù)太陽(yáng)光的強(qiáng)弱來(lái)主動(dòng)調(diào)整自身的輸出功率，存 在以下缺陷
1、當(dāng)太陽(yáng)光被遮擋或者是陰雨天，也就是沒(méi)有太陽(yáng)光時(shí)，該裝置無(wú)法工作；
2、當(dāng)太陽(yáng)光輻射強(qiáng)度變?nèi)鯐r(shí)，該裝置的發(fā)電量也會(huì)變小，甚至無(wú)法工作，從而導(dǎo)致斯特 林發(fā)動(dòng)機(jī)的效率變低；
3、當(dāng)太陽(yáng)光由弱變強(qiáng)或由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，由于聚光產(chǎn)生的熱量產(chǎn)生較大的變化，該發(fā)電裝 置的輸出電功率會(huì)隨之出現(xiàn)波動(dòng)，從而對(duì)輸出電網(wǎng)造成沖擊；
4、該裝置無(wú)法根據(jù)用戶(hù)需要在利用太陽(yáng)能發(fā)電時(shí)，在全功率范圍內(nèi)調(diào)節(jié)發(fā)電量。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有的斯特林碟式太陽(yáng)能發(fā)電裝置無(wú)法在太陽(yáng)光強(qiáng)弱變化時(shí)穩(wěn)定自身輸出 功率的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種太陽(yáng)能和天然氣或沼氣互補(bǔ)型的碟式斯特林太陽(yáng)能 發(fā)電裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是它包括由基座支承的用于聚焦太陽(yáng) 光的聚光碟、通過(guò)支架設(shè)置于所述聚光碟上方的用于吸收聚焦能量的吸收器、用于將熱能 轉(zhuǎn)換成電能的斯特林發(fā)電機(jī)機(jī)組，吸收器與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器相連，用于將聚焦的太 陽(yáng)能傳遞給斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器，它還包括燃燒器，所述燃燒器與所述吸收器相連，用于 給所述斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器輔助加熱。進(jìn)一步地，所述燃燒器和吸收器為一體式結(jié)構(gòu)，燃燒器設(shè)置在加熱器下部，燃燒所 產(chǎn)生的高溫燃?xì)庵苯咏o加熱器加熱，經(jīng)過(guò)與加熱器換熱后的燃?xì)庠偻ㄟ^(guò)吸收器上部的聚焦
3口排出。進(jìn)一步地，所述的光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽(yáng)能發(fā)電裝置，它還包括一個(gè)控制系 統(tǒng)，用于根據(jù)太陽(yáng)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。本專(zhuān)利的效果在于本發(fā)明在斯特林碟式太陽(yáng)能發(fā)電裝置上增加了燃燒器，構(gòu)成 太陽(yáng)能/天然氣或沼氣混合發(fā)電系統(tǒng)，太陽(yáng)能與天然氣或沼氣發(fā)電相結(jié)合，具有互補(bǔ)性，可 以彌補(bǔ)沒(méi)有太陽(yáng)光或太陽(yáng)能不足時(shí)該裝置的使用問(wèn)題，也提高了設(shè)備利用率和使用經(jīng)濟(jì) 性。當(dāng)太陽(yáng)光照射強(qiáng)度很大時(shí)，可以關(guān)閉或降低燃燒系統(tǒng)提供的熱量；當(dāng)太陽(yáng)光照強(qiáng)度減弱 時(shí)，可以開(kāi)啟燃燒系統(tǒng)或提高天然氣燃燒的供熱量，保證斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)一直處于額定穩(wěn)定 的運(yùn)行狀態(tài)。該光氣互補(bǔ)型斯特林碟式太陽(yáng)能發(fā)電裝置具有以下優(yōu)勢(shì)
1、當(dāng)太陽(yáng)光被遮擋或者是陰雨天時(shí)，可以完全使用燃燒系統(tǒng)為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)提供熱 能，保證裝置運(yùn)行；
2、當(dāng)太陽(yáng)光輻射強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，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)一直工作在高效區(qū)，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性；
3、由于增加了燃燒系統(tǒng)，保證系統(tǒng)的輸出電功率基本穩(wěn)定，從而可以避免對(duì)電網(wǎng)造成 沖擊；
4、由于增加了燃燒系統(tǒng)，用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)燃燒系統(tǒng)提供的熱量，從 而根據(jù)需要調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出的電功率。總之，光氣互補(bǔ)型斯特林碟式太陽(yáng)能發(fā)電裝置可以確保系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定的在高效區(qū) 運(yùn)行，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，減少系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明； 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明中吸收器、燃燒器及斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)部分的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的示意圖。圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明
1-聚光碟，2-基座，3-支架，4-吸收器，5-斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，6-發(fā)電機(jī)，7-加熱器，
8-燃燒器
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖1至圖3說(shuō)明本發(fā)明的光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽(yáng)能發(fā)電裝置。它包含聚 光碟1、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)5、吸收器4、燃燒器8、發(fā)電機(jī)6、基座2和支架3。聚光碟1為碟狀拋 物面聚焦型反射鏡，拋物面盤(pán)采用背面鍍銀玻璃或正面貼有反光薄膜的鋁材制成并固定于 托盤(pán)上，形成一個(gè)堅(jiān)固連續(xù)的薄殼結(jié)構(gòu)并與基座2相連，聚光碟1將來(lái)自太陽(yáng)的平行光聚 焦，以實(shí)現(xiàn)從低品位能到高品位能的轉(zhuǎn)化。吸收器4的功能是吸收聚焦太陽(yáng)能熱量并將其 傳遞給加熱器部件?；?及支架3用來(lái)支撐聚光碟1、吸收器4、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)5、燃燒器 8和發(fā)電機(jī)6，基座2可作仰角傳動(dòng)和方位傳動(dòng)。控制系統(tǒng)置于基座2內(nèi)。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)5是將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，通過(guò)其內(nèi)的加熱器7吸收來(lái)自吸 收器4或燃燒器8的熱能，通過(guò)循環(huán)，將這些熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，并驅(qū)動(dòng)電機(jī)6輸出電能。吸收器4是安裝在斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)5上用來(lái)吸收由聚光碟1聚焦后的能量的裝置，并將該能 量傳遞給斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)5，推動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)5做功。燃燒器8將天然氣或者沼氣等生物 質(zhì)可燃?xì)怏w燃燒后釋放出來(lái)的熱能傳遞給斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)5，推動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)5做功。燃 燒器8主要是用于功率調(diào)節(jié)和功率的穩(wěn)定。在光照強(qiáng)度較大時(shí)，減小燃燒強(qiáng)度；當(dāng)光照強(qiáng)度 突然變?nèi)鮿?shì)，加大燃燒強(qiáng)度，以保證整機(jī)輸出功率不會(huì)出現(xiàn)大的波動(dòng)。在沒(méi)有光照的陰雨天 或晚上，采用天然氣或沼氣，甚至燃油供給燃燒器8燃燒，供給熱量驅(qū)動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)5工 作，使該裝置能夠在持續(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(mǎn)足太陽(yáng)能不足 時(shí)的發(fā)電問(wèn)題?？刂葡到y(tǒng)用來(lái)控制聚光碟1、燃燒器8和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)5之間的匹配工作，使斯特 林發(fā)動(dòng)機(jī)5在不同的天氣情況下或太陽(yáng)能量狀態(tài)下均能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)控制系統(tǒng) 還用于對(duì)太陽(yáng)角度的跟蹤，保持最大的能量接受，提高系統(tǒng)的效率。本發(fā)明將燃燒器8和吸收器4設(shè)計(jì)為一體式，這樣可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，燃燒器8可 以采用表面燃燒器，燃燒所產(chǎn)生的煙氣直接給斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)5加熱器7的加熱管加熱，同時(shí) 燃燒所產(chǎn)生的輻射能也能最大限度地被發(fā)動(dòng)機(jī)加熱器7吸收，經(jīng)過(guò)與加熱器7換熱后的煙 氣通過(guò)吸收器4上部的聚焦口排出，結(jié)構(gòu)緊湊，方便布置。需要說(shuō)明的是，在只采用燃燒系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電時(shí)，系統(tǒng)的輸出功率會(huì)由于燃燒效率 較低而小于聚焦太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電時(shí)的功率，一般前者是后者的80%。因此，為了提高效率， 可以將排出的煙氣與燃燒系統(tǒng)進(jìn)口的空氣進(jìn)行換熱，提高進(jìn)口空氣的溫度，從而提高系統(tǒng) 的熱利用效率。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，上述的具體實(shí)施方式
只是示例性的，是為了使本領(lǐng) 域技術(shù)人員能夠更好的理解本專(zhuān)利內(nèi)容，不應(yīng)理解為是對(duì)本專(zhuān)利保護(hù)范圍的限制，只要是 根據(jù)本專(zhuān)利所揭示精神所作的任何等同變更或修飾，均落入本專(zhuān)利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽(yáng)能發(fā)電裝置，它包括由基座(2)支承的用于聚焦太 陽(yáng)光的聚光碟(1)、通過(guò)支架(3)設(shè)置于所述聚光碟(1)上方的用于吸收聚焦能量的吸收器 (4)、用于將熱能轉(zhuǎn)換成電能的斯特林發(fā)電機(jī)機(jī)組，吸收器(4)與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(5)的加熱 器(7)相連，用于將聚焦的太陽(yáng)能傳遞給斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(5)的加熱器(7)，其特征在于它還 包括燃燒器(8 )，所述燃燒器(8 )與所述吸收器(4 )相連，用于給所述斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(5 )的加 熱器(7)輔助加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽(yáng)能發(fā)電裝置，其特征在于所述 燃燒器(8)和吸收器(4)為一體式結(jié)構(gòu)，燃燒器(8)設(shè)置在加熱器(7)下部，燃燒所產(chǎn)生的 高溫燃?xì)庵苯咏o加熱器(7 )加熱，經(jīng)過(guò)與加熱器(7 )換熱后的燃?xì)庠偻ㄟ^(guò)吸收器(4 )上部的 聚焦口排出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽(yáng)能發(fā)電裝置，其特征在于 它還包括一個(gè)控制系統(tǒng)，用于根據(jù)太陽(yáng)能的強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)節(jié)供給燃燒器(8)的燃料量和燃燒 強(qiáng)弱，以實(shí)現(xiàn)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(5)總輸出功率的穩(wěn)定。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光氣互補(bǔ)型碟式斯特林太陽(yáng)能發(fā)電裝置，涉及太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。為了解決現(xiàn)有斯特林碟式太陽(yáng)能發(fā)電裝置無(wú)法在太陽(yáng)光強(qiáng)弱變化時(shí)穩(wěn)定自身輸出功率的問(wèn)題。它包括由基座支承的用于聚焦太陽(yáng)光的聚光碟、通過(guò)支架設(shè)置于聚光碟上方的用于吸收聚焦能量的吸收器、用于將熱能轉(zhuǎn)換成電能的斯特林發(fā)電機(jī)機(jī)組，吸收器與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器相連，用于將聚焦的太陽(yáng)能傳遞給斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器，它還包括燃燒器，其與吸收器相連，用于給斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器輔助加熱；本發(fā)明適用于太陽(yáng)能發(fā)電，該裝置采用太陽(yáng)能與天然氣或沼氣發(fā)電相結(jié)合，可彌補(bǔ)無(wú)太陽(yáng)光或太陽(yáng)能不足時(shí)斯特林太陽(yáng)能發(fā)電裝置的使用問(wèn)題，可提高設(shè)備的利用率和經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號(hào)F02G1/055GK102128149SQ201110045329
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者劉靖飆, 朱辰元, 潘衛(wèi)明, 顧根香 申請(qǐng)人:上海齊耀動(dòng)力技術(shù)有限公司