太陽能碟式空氣輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種太陽能碟式空氣輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，包括雙軸跟蹤太陽能碟式聚焦反射鏡面系統(tǒng)、空氣壓縮機(jī)、太陽能吸收器、空氣輪機(jī)、發(fā)電機(jī)，其特征是：太陽能吸收器一端連接空氣壓縮機(jī)，另一端連接空氣輪機(jī)，空氣輪機(jī)軸與發(fā)電機(jī)軸連接；熱動(dòng)力循環(huán)采用理想渦輪機(jī)定壓加熱循環(huán)，用空氣作為工作介質(zhì)，空氣經(jīng)空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的高壓空氣供給太陽能吸收器，太陽能吸收器吸收太陽能，完成定壓加熱，高壓空氣供給空氣輪機(jī)產(chǎn)生機(jī)械能驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能。其優(yōu)點(diǎn)是：工質(zhì)為空氣，無需氫氣和水做工質(zhì)，采用太陽能定壓加熱循環(huán)方式，空氣輪機(jī)比活塞式發(fā)電機(jī)壽命長、振動(dòng)小、潤滑簡單、轉(zhuǎn)速更高、體積更小。采用空氣作為工作介質(zhì)，不存在荒漠光熱CSP電站水資源缺乏的制約。
【專利說明】太陽能碟式空氣輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能碟式空氣輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，屬于太陽能熱動(dòng)力發(fā)電領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]國際可再生能源機(jī)構(gòu)(IRENA)根據(jù)對(duì)全球能源情況研究，2014年I月發(fā)表了工作報(bào)告《加倍可再生能源比重:2030年路線圖》，報(bào)告指出在增強(qiáng)全球區(qū)域合作的前提下，到2030年，可再生能源比重可以翻一番；在現(xiàn)有的國家可再生能源計(jì)劃影響下，全球可再生能源比例在不同國家之間將會(huì)存在著顯著的差異，提高能源效率和增加廣泛的能源獲取途徑將彌合這種差異。IRENA對(duì)傳統(tǒng)生物質(zhì)能的定義為:在住宅領(lǐng)域，使用木材、木炭、農(nóng)業(yè)廢棄物和動(dòng)物排泄物進(jìn)行做飯和取暖等進(jìn)行使用的能源。傳統(tǒng)生物質(zhì)能往往具有非常低的轉(zhuǎn)換效率(10%?20%)，一般依賴于不可再生能的生物質(zhì)提供。IRENA報(bào)告2010年可再生能源在能源消費(fèi)總量中所占的比例，世界能源的18%來自可再生能源，但是只有9%來自現(xiàn)代可再生能源，另外9%的比例來自傳統(tǒng)的生物質(zhì)能，要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代可再生能源的比例翻一番，現(xiàn)代可再生能源幾乎需要完全取代傳統(tǒng)的生物質(zhì)能，其結(jié)果將會(huì)是，現(xiàn)代可再生能源的比例從2010年的9%，到2030年上升至30%，甚至?xí)?，增加一倍的可再生能源份額意味著現(xiàn)代可再生能源的比例增加將超過3倍。根據(jù)IRENA可再生能源路線圖2030預(yù)計(jì)，如表I所示，聚焦型太陽能熱發(fā)電(CSP)裝機(jī)容量到2020年將增加到15GW，至2030年升至83GW，2012年?2030年期間的年復(fù)合增長率達(dá)到21.5%，高于太陽能光伏發(fā)電(SolarPV)的 15.1%[1]。
[0003]從國內(nèi)能源發(fā)展走勢看，國務(wù)院決定到2020年我國非化石能源消費(fèi)比重要達(dá)到15%，單位⑶P 二氧化碳排放要比2005年降低40— 45%。為確保這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，客觀上要求我國加快發(fā)展水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電等可再生能源，降低煤炭等化石能源在能源消費(fèi)中的比重。2013年末全國發(fā)電裝機(jī)容量124738萬千瓦，比上年末增長9.3%。其中，火電裝機(jī)容量86238萬千瓦，增長5.7% ;水電裝機(jī)容量28002萬千瓦，增長12.3% ;核電裝機(jī)容量1461萬千瓦，增長16.2% ;并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量7548萬千瓦，增長24.5% ;并網(wǎng)太陽能發(fā)電裝機(jī)容量1479萬千瓦，增長3.4倍氣
[0004]太陽能發(fā)電主要分為光伏發(fā)電和光熱發(fā)電，光伏發(fā)電利用的是太陽能帶光譜光能，光熱發(fā)電利用的是太陽能全光譜光能。根據(jù)卡諾循環(huán)，光熱發(fā)電低溫?zé)嵩礊槌兀?dāng)高溫?zé)嵩催_(dá)到1300°C時(shí)，太陽能光熱發(fā)電的理論效率可達(dá)80%以上；而光伏發(fā)電的理論效率最高為24%。理論上光熱發(fā)電成本遠(yuǎn)低于光伏發(fā)電成本。目前我國還沒有并網(wǎng)的光熱發(fā)電，其原因是目前光熱發(fā)電成本還遠(yuǎn)高于光伏發(fā)電，光伏發(fā)電技術(shù)來源于成熟的航天技術(shù)，光熱發(fā)電研發(fā)投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，光熱發(fā)電研發(fā)投入可以說是非常小的起步階段。光熱發(fā)電的許多工程熱物理問題沒有解決，無法形成產(chǎn)業(yè)鏈，制約了光熱發(fā)電的發(fā)展。
[0005]要提高光熱發(fā)電效率，就需提高發(fā)動(dòng)機(jī)高溫工作溫度，因此，光熱發(fā)電的主流是聚光類太陽能熱發(fā)電CSP (Concentrated Solar Power),目前世界上已經(jīng)試驗(yàn)成功的CSP系統(tǒng)主要有三種:槽式、塔式和碟式CSP。[0006]塔式CSP屬于面聚光發(fā)電類型，槽式CSP系統(tǒng)，屬于線聚光類型。碟式CSP系統(tǒng)利用碟狀拋物鏡面將入射太陽輻射能聚集到集熱器的焦點(diǎn)處，屬于點(diǎn)聚光類型，傳熱工質(zhì)流經(jīng)集熱器吸收太陽光熱能，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。碟式CSP系統(tǒng)的主要組成部分有:碟式拋物反射鏡面，鏡面支架，高精度雙軸跟蹤系統(tǒng)，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)等。由于點(diǎn)聚焦，碟式CSP系統(tǒng)在三種CSP系統(tǒng)中效率很高，且在分布式能源，以及模塊化方面有著固有的優(yōu)點(diǎn)，所以世界上有很多國家與機(jī)構(gòu)致力于碟式CSP系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)的研究。碟式太陽能發(fā)電由于熱效率最高、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、可標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，非常適合分布式小規(guī)模能源系統(tǒng)。
[0007]西班牙塞維利亞，碟式CSP系統(tǒng)項(xiàng)目于2003年開始，于2007年投運(yùn)，安裝有7套碟式CSP系統(tǒng)，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，型號(hào)為S0L0161，工作介質(zhì)為氫氣，工作溫度650°C，工作效率設(shè)計(jì)值33%、年均值28%，單臺(tái)功率11.2kff,鏡面面積60 m2，焦距5m，反射鏡反射率94%，集熱器為腔體結(jié)構(gòu)，直徑19mm，集熱效率設(shè)計(jì)值87.25%，年均值80%，全年運(yùn)行總效率均達(dá)到15.4%以上，年發(fā)電量超過1.5萬kW.h/臺(tái)。
[0008]1998?2001年，歐洲太陽能項(xiàng)目起動(dòng)了碟式CSP系統(tǒng)，取名為EuroDish，在印度韋洛爾工學(xué)院和意大利米蘭電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所(意大利實(shí)驗(yàn)電工中心)建設(shè)了兩個(gè)示范項(xiàng)目，在此基礎(chǔ)上，經(jīng)改進(jìn)，在西班牙塞維利亞、法國德拉國家科學(xué)研究中心太陽能實(shí)驗(yàn)室、德國維爾茨堡三地安裝建設(shè)。EuroDish的聚光鏡直徑8m，薄型玻璃鏡，采用S0L0161型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，V型氣缸內(nèi)部體積為160 cm3，此前的斯特林機(jī)工作介質(zhì)均為氦氣，因?yàn)闅錃饩哂懈玫膫鳠崽匦?，意大利專業(yè)人員提出用氫氣替代氦氣，采用氫氣使斯特林機(jī)輸出增加10%，好的傳熱條件使材料使用溫度降低了 40°C，介質(zhì)氣體價(jià)格也下降了，斯特林機(jī)和油盤的表面溫度50°C、表面積0.7 m2。集熱器采用陶瓷絕熱材料替代了原有的水冷裝置，用摻有氧化鋁纖維板內(nèi)鑲在不銹鋼外殼內(nèi)，使設(shè)備可靠性大大增加，減少了散熱損失，使發(fā)電輸出增加10%，集熱器圓形吸熱面積0.058 m2，腔體直徑19 Cm，表面溫度850°C，外表面溫度150°C，集熱器內(nèi)空氣流速lm/s，集熱器表面積0.47 m%集熱器面到吸熱面12 Cm，鉻鎳鐵合金吸收比93%，反射比7%，發(fā)射比88.9%。陶瓷保溫材料吸收比20%，反射比80%，發(fā)射比90%。當(dāng)太陽直射輻照度為906w/ m2時(shí)，反射鏡有效面積53 m2，鏡反射率92.5%，反射鏡輸出功率為44.4kW。考慮溢出效率為85%，反射比3.15%，發(fā)射比5.84%，對(duì)流損失率2.25%，集熱器腔體輻射和對(duì)流損失率2.55%，進(jìn)入斯特林機(jī)的功率為32.76 kW，斯特林機(jī)輸出機(jī)械功率為12.25 kW，20.51 kW熱能通過散熱器排放到空氣中。一年消耗3瓶B50氫瓶的氫氣量。
[0009]美國Maricopa碟式CSP電站位于亞利桑那州皮奧里亞市，占地15公傾，電站于2009年9月開工，2010年I月投產(chǎn)。單碟功率25 kW，共計(jì)60臺(tái)，總?cè)萘?.5麗，制造商為Catcher碟式斯特林能源系統(tǒng)公司，冷卻方式為空冷型。
[0010]澳大利亞國立大學(xué)建設(shè)有一座碟式CSP系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)不是采用斯特林機(jī)，而是直接產(chǎn)生過熱水蒸汽，通過管道輸送到50 kff的汽輪機(jī)發(fā)電，反射鏡面積400 m%集熱器直接產(chǎn)生5MPa、500°C過熱水蒸汽。該系統(tǒng)可避免采用斯特林機(jī)，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)向用戶直接供熱，通過儲(chǔ)存高溫水儲(chǔ)熱等應(yīng)用，擴(kuò)大了碟式系統(tǒng)的應(yīng)用范圍[3]。
[0011]瑞典清潔能源(Cleanergy)公司在內(nèi)蒙古鄂爾多斯烏審旗安裝了 10臺(tái)10千瓦太陽能碟式斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組，氫介質(zhì)循環(huán)，總?cè)萘?00千瓦，總投資2000萬元。
[0012]中國太陽能熱發(fā)電研究起步較晚，直到20世紀(jì)70年代才開始進(jìn)行一些基礎(chǔ)性的研究。近年來在國家政策扶持的基礎(chǔ)上，中國光熱發(fā)電取得了一定的發(fā)展，但是與發(fā)達(dá)國家相比，仍存在較大的差距。
[0013]中國太陽能熱發(fā)電技術(shù)研究分為三個(gè)階段:國家“八五”(1990~1995年)期間，中國國家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)支持中國科學(xué)院電工所、北京太陽能研究所、清華大學(xué)等研制槽式太陽能聚光器及真空管，負(fù)責(zé)單位為清華大學(xué)；“十五”(2000~2005年)期間，科技部依托“863”計(jì)劃下達(dá)了 IOkW碟式Stirling太陽能熱發(fā)電研究，參加單位為中國科學(xué)院工程熱物理所、電工所，新疆背能源公司，皇明太陽能集團(tuán)有限公司等，負(fù)責(zé)單位為中國科學(xué)院電工所，聯(lián)合研制了太陽能多碟聚光器和單碟聚光器共4套，其中多碟聚光器焦點(diǎn)處溫度約為1600°C，放置太陽能斯特林(Stirling)發(fā)電裝置，于2007年開始發(fā)電te]。；“十一五”(2006~2010年)，在環(huán)境與能源資源雙重壓力以及世界太陽能熱發(fā)電迅猛發(fā)展情形下，中國科技部于2006年啟動(dòng)“十一五” “863”重點(diǎn)項(xiàng)目“太陽能熱發(fā)電技術(shù)及系統(tǒng)示范”，項(xiàng)目支持1麗塔式太陽能熱發(fā)電技術(shù)的研究，參加單位有4所大學(xué)，中國科學(xué)院的4個(gè)研究所和2家公司。同時(shí)還啟動(dòng)了 3個(gè)目標(biāo)導(dǎo)向課題和5個(gè)探索導(dǎo)向課題，分別對(duì)槽式真空管，StirI ing發(fā)電設(shè)備，高溫選擇性涂層，熱電材料及系統(tǒng)，儲(chǔ)熱技術(shù)等給予了支持[7]。
[0014]發(fā)明專利《一種太陽能定壓加熱熱氣流發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電系統(tǒng)》采用活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)[8]。
[0015]汽輪機(jī)技術(shù)成熟，但是它需要水作為工作介質(zhì)，發(fā)電系統(tǒng)要有給水系統(tǒng)、過熱水蒸汽系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)，汽輪機(jī)中不允許出現(xiàn)飽和水蒸汽，汽輪機(jī)輔助系統(tǒng)復(fù)雜，因此汽輪機(jī)用于大型系統(tǒng)是比較適合的，如塔式CSP和槽式CSP。碟式CSP系統(tǒng)特點(diǎn)就是小微型且可以單臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行，復(fù)雜的汽輪機(jī)運(yùn)行輔助系統(tǒng)對(duì)小微型的碟式CSP不適合。
[0016]參考文獻(xiàn):
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5、劉鑒民，太陽能熱動(dòng)力發(fā)電技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社，2012.9 ;
6、中國科學(xué)院能源領(lǐng)域戰(zhàn)略研究組，中國至2050年能源科技發(fā)展路線圖，科學(xué)出版社，2009.8 ；
7、國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃先進(jìn)能源【技術(shù)領(lǐng)域】專家組，中國能源發(fā)展概論，中國石化出版社會(huì)，2010.2 ；
8、魏毅立，一種太陽能定壓加熱熱氣流發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)明專利，ZL201110119488.6。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明的目的是把渦輪機(jī)定壓加熱循環(huán)在碟式CSP中得到新的應(yīng)用，用空氣作為工作介質(zhì)，用空氣輪機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī)，解決斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的制約，提供一種新的碟式CSP:太陽能碟式空氣輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。用空氣作為工作介質(zhì)的渦輪機(jī)稱為空氣輪機(jī)，空氣輪機(jī)比活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)壽命長、振動(dòng)小、潤滑簡單，轉(zhuǎn)速更高、體積更小，同樣沒有斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻散熱機(jī)構(gòu)。
[0018]本發(fā)明的目的是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明包括雙軸跟蹤太陽能碟式聚焦反射鏡面系統(tǒng)、空氣壓縮機(jī)、太陽能吸收器、空氣輪機(jī)、發(fā)電機(jī)，其特征是:太陽能吸收器一端連接空氣壓縮機(jī)，另一端連接空氣輪機(jī)，空氣輪機(jī)軸與發(fā)電機(jī)軸連接；雙軸跟蹤太陽能碟式聚焦反射鏡面系統(tǒng)的聚焦點(diǎn)始終落在太陽能吸收器上，熱動(dòng)力循環(huán)采用理想渦輪機(jī)定壓加熱循環(huán)，用空氣作為工作介質(zhì)，空氣經(jīng)空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的高壓空氣供給太陽能吸收器，太陽能吸收器吸收太陽能碟式反射鏡面聚焦的太陽能，經(jīng)空氣壓縮機(jī)壓縮的高壓空氣在太陽能吸收器中完成定壓加熱，經(jīng)太陽能吸收器加熱的高壓空氣供給空氣輪機(jī)產(chǎn)生機(jī)械能來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)出電能。
[0019]所述空氣輪機(jī)采用葉片式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0020]在所述空氣輪機(jī)上設(shè)有開放的排氣口。
[0021]本發(fā)明的熱動(dòng)力循環(huán)過程:空氣壓縮機(jī)絕熱壓縮過程一太陽能吸收器定壓加熱過程一空氣輪機(jī)絕熱膨脹過程一大氣定壓冷卻過程。
[0022]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:工質(zhì)為空氣，無需氫氣和水做工質(zhì)，采用太陽能定壓加熱循環(huán)方式，空氣輪機(jī)比活塞式發(fā)電機(jī)壽命長、振動(dòng)小、潤滑簡單、轉(zhuǎn)速更高、體積更小，同樣沒有斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻散熱機(jī)構(gòu)。采用空氣作為光熱碟式CSP定壓加熱循環(huán)的工作介質(zhì)，不存在荒漠光熱CSP電站水資源缺乏的制約，開口定壓加熱循環(huán)系統(tǒng)采用空氣工作介質(zhì)非常方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的渦輪機(jī)太陽能定壓加熱理想循環(huán)壓容圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]參照附圖1，本發(fā)明由雙軸跟蹤太陽能聚焦反射鏡面系統(tǒng)1、太陽能吸收器2、空氣壓縮機(jī)3、空氣輪機(jī)4、發(fā)電機(jī)5組成，太陽能吸收器一端連接空氣壓縮機(jī)，另一端連接空氣輪機(jī)，空氣輪機(jī)軸與發(fā)電機(jī)軸連接，雙軸跟蹤太陽能碟式聚焦反射鏡面系統(tǒng)的聚焦點(diǎn)始終落在太陽能吸收器上；熱動(dòng)力循環(huán)采用理想渦輪機(jī)定壓加熱循環(huán)，用空氣作為工作介質(zhì)，空氣由空氣壓縮機(jī)的空氣進(jìn)口 7吸入，經(jīng)空氣壓縮機(jī)3產(chǎn)生的高壓空氣供給太陽能吸收器2，太陽能吸收器2吸收太陽能碟式反射鏡面聚焦的太陽能，高壓空氣在太陽能吸收器2中完成定壓加熱，經(jīng)太陽能吸收器2加熱的高壓、高溫空氣供給空氣輪機(jī)4產(chǎn)生機(jī)械能來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)5，發(fā)出電能，做功后的空氣經(jīng)空氣輪機(jī)的排氣口 6排出。
[0025]參照附圖2，本發(fā)明的太陽能碟式空氣輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的太陽能定壓加熱循環(huán)的理想循環(huán)過程:絕熱壓縮過程a點(diǎn)到b點(diǎn)由空氣壓縮機(jī)完成；太陽能定壓加熱過程b點(diǎn)到c點(diǎn)在太陽能吸收器中進(jìn)行，絕熱膨脹過程c點(diǎn)到d點(diǎn)由空氣輪機(jī)完成，定壓冷卻過程d點(diǎn)到a點(diǎn)在大氣中完成。
[0026]燃?xì)廨啓C(jī)采用的熱力循環(huán)也是圖2所示的循環(huán)過程，但本發(fā)明與燃?xì)廨啓C(jī)的不同之處:本發(fā)明是太陽能外部加熱、燃?xì)廨啓C(jī)是內(nèi)燃；利用的能源不同，本發(fā)明利用太陽能，燃?xì)廨啓C(jī)利用液體燃料；燃?xì)廨啓C(jī)有燃燒室，本發(fā)明沒有燃燒室而設(shè)有太陽能吸收器；燃?xì)廨啓C(jī)有燃料供給系統(tǒng)，本發(fā)明沒有燃料供給系統(tǒng)而設(shè)有雙軸跟蹤太陽能聚焦反射鏡面系統(tǒng)。
[0027]本發(fā)明的空氣輪機(jī)與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)不同之處是:采用的循環(huán)過程不同，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)采用斯特林循環(huán)，本發(fā)明的空氣輪機(jī)采用定壓加熱循環(huán)；工作介質(zhì)不同，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)采用氫氣工作介質(zhì)，本發(fā)明采用空氣工作介質(zhì)；斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是閉口系統(tǒng)，該發(fā)明的空氣輪機(jī)是開口系統(tǒng)；斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)中氣體流動(dòng)方向是雙向的，而本發(fā)明的空氣流動(dòng)方向只有一個(gè)方向。
[0028]本發(fā)明采用葉片式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，不采用發(fā)明專利《一種太陽能定壓加熱熱氣流發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電系統(tǒng)》的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0029]碟式CSP系統(tǒng)的熱-機(jī)械能轉(zhuǎn)換裝置還沒有國產(chǎn)化。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)采用氫介質(zhì)，易燃易爆，其發(fā)動(dòng)機(jī)是活塞式的，壽命比渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)低?？諝廨啺l(fā)動(dòng)機(jī)(空氣輪機(jī))、水輪機(jī)、汽輪機(jī)、風(fēng)輪機(jī)都是渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，它們都是葉片式的，有科學(xué)共性，空氣輪發(fā)動(dòng)機(jī)與汽輪機(jī)很接近，介質(zhì)都是高溫高壓氣體，一個(gè)是高溫高壓空氣，另一個(gè)是高溫高壓過熱水蒸氣。用空氣輪發(fā)動(dòng)機(jī)替代斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，解決碟式CSP國產(chǎn)化的發(fā)動(dòng)機(jī)制約。
[0030]空氣輪機(jī)與汽輪機(jī)、水輪機(jī)、風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪以及燃?xì)廨啓C(jī)一樣都是葉片動(dòng)力機(jī)械。沖動(dòng)式空氣輪機(jī)主要由沖動(dòng)級(jí)組成，來自于太陽能吸收器的高溫高壓空氣主要在噴嘴葉柵(靜葉柵)內(nèi)膨脹，在動(dòng)葉柵內(nèi)只有少量膨脹。反動(dòng)式空氣輪機(jī)主要由反動(dòng)級(jí)組成，高壓高溫空氣在靜葉柵和動(dòng)葉柵內(nèi)均進(jìn)行膨脹，且膨脹程度相同。汽輪機(jī)水蒸汽必須是過熱蒸汽，以防在汽輪機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生凝結(jié)水，有些汽輪機(jī)排汽口要求負(fù)壓，來維持蒸汽過熱狀態(tài)，凝汽式汽輪機(jī)設(shè)有凝汽器，汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)均設(shè)有蒸汽冷卻系統(tǒng)，產(chǎn)生冷凝水，進(jìn)入循環(huán)過程?？諝廨啓C(jī)排氣直接排出，沒有冷卻系統(tǒng)。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能碟式空氣輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，包括雙軸跟蹤太陽能碟式聚焦反射鏡面系統(tǒng)、空氣壓縮機(jī)、太陽能吸收器、空氣輪機(jī)、發(fā)電機(jī)，其特征是:太陽能吸收器一端連接空氣壓縮機(jī)，另一端連接空氣輪機(jī)，空氣輪機(jī)軸與發(fā)電機(jī)軸連接；雙軸跟蹤太陽能碟式聚焦反射鏡面系統(tǒng)的聚焦點(diǎn)始終落在太陽能吸收器上，熱動(dòng)力循環(huán)采用理想渦輪機(jī)定壓加熱循環(huán)，用空氣作為工作介質(zhì)，空氣經(jīng)空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的高壓空氣供給太陽能吸收器，太陽能吸收器吸收太陽能碟式反射鏡面聚焦的太陽能，壓縮空氣在太陽能吸收器中完成定壓加熱，經(jīng)太陽能吸收器加熱的高壓、高溫空氣供給空氣輪機(jī)產(chǎn)生機(jī)械能來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)出電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能碟式空氣輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述發(fā)動(dòng)機(jī)采用葉片式渦輪發(fā)電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能碟式空氣輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:熱力循環(huán)系統(tǒng)是開口系統(tǒng)，在所述空氣輪機(jī)上設(shè)有開放的排氣口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能碟式空氣輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:太陽能碟式空氣輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的熱動(dòng)力循環(huán)過程:空氣壓縮機(jī)絕熱壓縮過程一太陽能吸收器定壓加熱過程—空氣輪機(jī)絕熱膨脹過程一大氣定壓冷卻過程。
【文檔編號(hào)】F03G6/06GK103821679SQ201410084932
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】魏毅立 申請人:包頭市愛能控制工程有限責(zé)任公司