浮台式聚焦型太阳能综合利用系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种浮台式聚焦型太阳能综合利用系统，该系统包括浮台和安装在浮台上如下组件：至少用于以聚焦方式聚集太阳能，并对储能系统提供的工质进行加热的太阳能集热系统；至少用以接收由太阳能集热系统加热形成的热工质，并进行发电的发电系统；至少用以接收由发电系统输出的次热工质，并进行制热或制冷的空调系统；至少用以接收由空调系统输出的再次热工质，并进行海水淡化的海水淡化系统；至少用以接收海水淡化系统输出的更次热工质，并提供热水的热水系统；至少用以收纳和输出热工质的储能系统。本实用新型能实现对太阳能的有效利用，且太阳能转换效率高，自身能耗低，占地少，即使在无人居住的岛礁也能使用，兼具多种功能。
【专利说明】浮台式聚焦型太阳能综合利用系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种太阳能综合利用系统，特别是一种兼具光热发电、海水淡化、空调等功能的浮台式聚焦型太阳能综合利用系统。
[0002]【背景技术】
[0003]太阳能作为一种洁净的能源，有着矿物能源不可比拟的优越性。具体而言，太阳能既是一次能源，又是可再生能源，其资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染，目前已经成为最引人注目、开发研究最多、应用最广的清洁能源。
[0004]目前，太阳能利用技术主要有两大类型，其一是太阳能光伏发电技术，其二是太阳能光热发电技术。太阳能光伏发电技术由于效率低、成本高，且硅片的制造过程是高能耗、高水耗和高污染的过程，因此，从总体上来说已经不是清洁能源了，而太阳能光热发电技术则无此缺陷。当前常见的一种太阳能光热发电技术主要是利用太阳能的光把循环水加热转换为蒸汽推动汽轮发电机发电，因此也可命名为太阳能聚光热电技术。
[0005]一般而言，现有的太阳能光热发电技术主要是在陆地上应用，但对于沿海地区或者海洋地区尚较少应用，且太阳能利用效率尚比较低。
[0006]又及，随着我国经济社会的快速发展和城市化进程的不断推进，水资源短缺已成为制约我国社会经济可持续发展的重要因素，特别是在经济总量大、人口密度高的沿海地区，水资源缺乏将成为事关经济社会发展乃至子孙后代生存空间的重大问题。海水淡化是从源头增加水资源量的有效手段，将海水淡化作为解决淡水资源匮乏的战略选择，已不仅是水价高低或技术优劣层面的考虑，而是确保国家安全和可持续发展的必然要求，是沿海地区未来生存发展的必然选择。
[0007]截止2010年底，全球已有150多个国家和地区在利用海水淡化技术，已建成和在建的海水淡化工厂有15000多个，合计装机容量为7170万吨/日。市政供水是海水淡化的主要应用领域，在已建装机容量中，市政供水占比最高，为63.1%.已解决了 2亿多人的生活用水问题；工业及电力次之，占比为31.4% ;其余用途约占5%。
[0008]我国具有发展海水淡化的优越条件，包括:其一，随着国家相继批准的从北到南一系列沿海地区发展规划的实施，“十二五”期间我国沿海地区经济社会将进入了新的快速发展时期，这为发展海水淡化提供了坚实的社会经济基础；其二，我国大陆海岸线总长1.8万多公里，有150个左右的沿海城市，6500多个500平方米以上的岛屿，这是我国发展海水淡化有利的地理条件。在我国这样一个人口总量世界第一、经济总量世界第二、淡水资源短缺的国家，海水淡化核心设备主要依赖进口的局面必须尽快改变，这不仅是我国海水淡化产业发展的要求，也是确保国家安全和社会经济可持续发展的要求。
[0009]但是，同时还需注意到，我国海水淡化也面临诸多挑战，具体说来主要有如下几个方面:一是海水淡化关键技术研究不扎实、核心设备开发不够；二是缺乏大型海水淡化装置加工制造及运行维护的工程实践；三是关键设备制造工艺集成度不高、装备成套化不够，国产化率低；四是海水淡化标准体系、政策法规建设相对滞后；五是面临巨大的国际竞争压力。实用新型内容
[0010]本实用新型的目的之一在于提供一种浮台式聚焦型太阳能综合利用系统，其兼具光热发电、海水淡化、空调等功能，能在沿海地区和海洋地区实现对太阳能的充分利用，且其结构简单，操作方便，从而克服了现有技术中的不足。
[0011]本实用新型的目的之二在于提供一种浮台式聚焦型太阳能综合利用方法。
[0012]为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案:
[0013]一种浮台式聚焦型太阳能综合利用系统，包括:
[0014]至少一浮台，
[0015]至少用于以聚焦方式聚集太阳能，并对至少一储能系统提供的工质进行加热的太阳能集热系统，
[0016]至少用以接收由太阳能集热系统加热形成的热工质，并进行发电的发电系统，
[0017]至少用以接收由发电系统输出的次热工质，并进行建筑物室内制热或制冷的空调系统，
[0018]至少用以接收由空调系统输出的再次热工质或太阳能发的电，并进行海水淡化的海水淡化系统，
[0019]至少用以接收由海水淡化系统输出的更次热工质，并进行热交换的热水系统；
[0020]至少用以向发电系统供给热工质，并接收热水系统输出的低热工质的储能系统；
[0021]其中，所述太阳能集热系统、储能系统、发电系统、空调系统、海水淡化系统和热水系统均安装在所述浮台上。
[0022]作为较为优选的实施方案之一，所述太阳能综合利用系统包括阵列排布的复数浮台。
[0023]作为较为优选的实施方案之一，其中至少一浮台上安装有所述太阳能集热系统、储能系统、发电系统、空调系统、海水淡化系统和热水系统。
[0024]作为较为优选的实施方案之一，所述太阳能集热系统、储能系统、发电系统、空调系统和海水淡化系统离散分布在两个以上浮台上。
[0025]进一步的，所述浮台与形成在岛、礁上的固定支柱固定连接。
[0026]作为较为优选的实施方案之一，所述浮台包括中空的浮台本体，且所述浮台本体内腔被分隔为复数个舱室。
[0027]—种浮台式聚焦型太阳能综合利用方法，包括:
[0028]提供浮台，并在浮台上安装太阳能集热系统、储能系统、发电系统、空调系统、海水淡化系统及需要按装的雷达系统、气象设备。
[0029]太阳能集热系统以聚焦的方式将太阳能聚集后，加热储能系统中的工质，形成热工质，而后将热工质输送入发电系统进行发电，再将发电系统输出的次热工质送入空调系统，进行建筑物室内的制热或制冷，然后将空调系统输出的再次热工质或发电系统发的电输入海水淡化系统，进行海水淡化，其后，将海水淡化系统输出的更次热工质输入热水系统；由热水系统输出的低热工质再次输入储能系统，并由太阳能集热系统再次加热，并继续循环。
[0030]作为较为优选的实施方案之一，所述太阳能综合利用方法还包括:使海水淡化系统输出的更次热工质流经所述热水系统后，再进入所述储能系统。
[0031]作为较为优选的实施方案之一，所述热工质的温度在300°C以上，所述更次热工质的温度在80°C以下，所述低热工质的温度在50°C以下。
[0032]进一步的，所述发电系统包括余热发电机发电，所述空调系统包括吸收式溴化锂中央空调、吸附式空调，且不限于此。
[0033]与现有技术相比，本实用新型至少具有如下优点:该浮台式聚焦型太阳能综合利用系统实现对太阳能这一清洁能源的有效利用，且太阳能转换效率高，自身能耗低，占地少，并兼具储能、发电、空调、海水淡化和供热等功能，能产生重大的社会、经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是本实用新型一较佳实施例的原理图；
[0035]图2是本实用新型一较佳实施例中海水淡化系统的结构示意图；
[0036]图3是本实用新型一较佳实施例中一种浮台的俯视图；
[0037]图4是本实用新型一较佳实施例中一种浮台的剖视图；
[0038]图5是本实用新型一较佳实施例中一种浮台阵列的俯视图；
[0039]图6是本实用新型一较佳实施例中一种浮台的固定结构示意图；
[0040]图中所不各附图标记指不的部件分别为:图1太阳能集热系统100、储能系统200、发电系统300、空调系统400、海水淡化系统500、浮台600、热水系统700、固定支柱800 ;图2 一效蒸发器1、二效蒸发器2、三效蒸发器3、四效蒸发器4、启动抽真空系统5、海水过滤器
6、凝汽器7、蒸汽热压缩器(TVC) 8、运行抽真空系统9、一体化加药装置10、浓盐水泵11、产品水泵12、一效凝结水泵13、浓盐水热回收期14、一效凝结水冷却器15、产品水冷却器16、还原剂加药系统17、加热蒸汽减温装置18，a-加热蒸汽、b-凝结水排出、c-冷却海水排放、d-成品水排出、e-预处理系统进海水、f-浓盐水排放、g-冷却海水排放。
【具体实施方式】
[0041]以下结合附图及较佳实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
[0042]参阅图1、图3、图4，作为本实用新型的一较佳实施方案，该浮台式聚焦型太阳能综合利用系统可包括至少一浮台600、若干太阳能集热系统100、发电系统300、空调系统400、海水淡化系统500、热水系统700和储能系统200，其中，所述太阳能集热系统、储能系统、发电系统、空调系统和海水淡化系统、热水系统均安装在所述浮台上。
[0043]而其工作过程可以为:以太阳能集热系统以聚焦的方式将太阳能聚集后，加热储能系统中的工质，形成热工质，而后将热工质输送入发电系统进行发电；再将发电系统输出的次热工质送入空调系统，进行建筑物室内的制热或制冷；然后将空调系统输出的再次热工质输入海水淡化系统，进行海水淡化；海水淡化系统输出的更次热工质输入热水系统；热水系统输出的低热工质再次输入储能系统，并以太阳能集热系统再次加热，并继续循环。
[0044]进一步的，参阅图6，可以将前述浮台通过形成在岛礁上的固定支柱固定。
[0045]因此，该浮台式聚焦型太阳能综合利用系统在应用时，只需将聚焦型太阳能集热系统、海水淡化设备等安装在浮台上，并配上空调等，再以拖船等将浮台拉到预定海域，并与预先形成在礁石上的固定支柱或深入海床的固定支柱固定连接即可使用。[0046]请再次参阅图3、图4，作为较为优选的实施方案之一，所述浮台包括中空的浮台本体，且所述浮台本体内腔被分隔为复数个舱室。
[0047]进一步的，所述浮台的部分舱内充上海水可作为沉淀池用、部份舱作淡水池、浓盐水池、还有的舱可以装上舷窗、空调及其他生活设施供工作人员等使用。
[0048]作为相应的具体实施例之一，利用该种结构的浮台组建所述太阳能综合利用系统的具体操作可以为:在大陆海边建一生产基地，配有船塢，下海后在码头边可以在一个或多个浮台上按装若干太阳能集热设备，形成太阳能集热系统，称之谓“太阳能集热浮台”，并进行编上号；并可在一个或若干浮台上按装海水淡化设备，称之谓“海水淡化设备浮台”。其中，某些“太阳能集热浮台”上层舱装空调系统等，可作为人员生活舱、储藏仑库，可储藏生活必备的蔬果或储藏导弹等军需用品；并且，利用这些浮台，还可组建各种海上工厂及海上别墅，为岛礁、海岛的需要服务。当然，亦可在同一浮台上同时安装太阳能集热系统、储能系统、发电系统、空调系统和海水淡化系统，并将其分层或分不同舱室设置。之后，用拖船把浮台拖到所需的海岛或岛礁的固定位置，在浮台底层舱内充入海水让浮台沉到礁石上做好的支柱上让浮台与其牢牢固定，特别是可以将多个浮台彼此连接形成一大片(IOOOm3 /日的太阳能海水淡化需占面积约20亩)成海上平台(参阅图5)，其稳定性好、自持力强。其中，某些浮台的底层舱可作为海水沉淀池、上层舱可作为淡水池、浓盐水池、生活舱、储藏舱
坐寸ο
[0049]作为更具体的实施例之一，该浮台式聚焦型太阳能综合利用系统中各组件的位置可以为:
[0050]1、将太阳能集热系统安装在浮台“甲板”上，与“浮台”连成一体。
[0051]2、将储能系统可安装在某几个“太阳能集热浮台”的上层舱内。
[0052]3、将发电设备也安装在另几个“太阳能集热浮台”的舱内。
[0053]4、在专用浮台的舱内安装海水淡化设备，其甲板上亦可按装太阳能集热系统。
[0054]5、一般浮台的底层舱可作为海水沉淀池用，上层舱作为淡水池、浓盐水池、生活舱、储藏舱等使用。
[0055]在一较为具体的实施例之中，该浮台式聚焦型太阳能综合利用系统的工作过程可以为:
[0056]聚焦型集热系统(即，太阳能集热系统)加热高温导热介质(即，工质，其被加热到300°C以上)，高温导热介质送入储能系统储存；高温导热介质由高温泵送入余热发电机(即，发电系统)发电；余热发电机排出的废热介质及发出的电，进海水淡化设备作为能源把海水淡化，蒸馏式海水淡化采用减压蒸馏在70°C (甚至更低的温度)时就使海水蒸发，可解决结垢等难题。膜式直接用太阳能发的电即可使海水淡化；同时送入空调系统(如，吸附式或吸收式空调)为人们提供舒适的生话环境或合适的储存环境(恒温仓库)；排出的废热介质(更次热工质)经热水系统为人们提供热水，经热水系统出来的低热工质再进太阳能集热系统加热，完成S闭式循环。
[0057]对于前述的海水淡化系统；作为具体应用例之一，其系低温蒸馏海水淡化系统，可以采用图2所示的结构设计，其主要采用膜式或低温海水淡化工艺，低温海水淡化主要设备可以包括一效蒸发器1、二效蒸发器2、三效蒸发器3、四效蒸发器4、启动抽真空系统5、海水过滤器6、凝汽器7、蒸汽热压缩器(TVC)8、运行抽真空系统9、一体化加药装置10、浓盐水泵11、产品水泵12、一效凝结水泵13、浓盐水热回收期14、一效凝结水冷却器15、产品水冷却器16、还原剂加药系统17、加热蒸汽减温装置18等。而其工作原理系本领域技术人员依据现有技术悉知的，其具有技术可靠、维护简单等特点，此处不再赘述。
[0058]此外，前述太阳能集热系统是新型聚焦型集热系统，其自动跟踪系统是采用单片机进行控制，并采用与地球运行同步的自动跟踪转动。前述储能系统可采用常见热储存使用的技术。前述发电系统可使用余热发电及有机朗肯发电系统。前述空调系统可使用溴化锂吸收式中央空调或吸附式空调技术。而前述供热系统则可采用热水器和中央供热(热水或者热介质)技术。
[0059]尤其需要说明的是，利用本实用新型可以实现膜式或低温多效蒸馏海水淡化工程的大规模实施，并已经实现了 5-10万吨/日的膜式或低温多效蒸馏海水淡化，由此产生了重大的社会经济效益。
[0060]需要指出的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的内容，除此之外，本实用新型还有其他实施方式。但是，凡采用等同替换或等效变形方式形成的技术方案均落在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种浮台式聚焦型太阳能综合利用系统，其特征在于，包括: 至少一浮台 至少用于以聚焦方式聚集太阳能，并对至少一储能系统提供的工质进行加热的太阳能集热系统； 至少用以接收由太阳能集热系统加热形成的热工质，并进行发电的发电系统； 至少用以接收由发电系统输出的次热工质，并进行建筑物室内制热或制冷的空调系统； 至少用以接收由空调系统输出的再次热工质或太阳能发的电，并进行海水淡化的海水淡化系统； 至少用以接收由海水淡化系统输出的更次热工质，并进行热交换的热水系统； 至少用以向发电系统供给热工质，并接收热水系统输出的低热工质的储能系统； 其中，所述太阳能集热系统、储能系统、发电系统、空调系统、海水淡化系统和热水系统均安装在所述浮台上。
2.根据权利要求1所述的浮台式聚焦型太阳能综合利用系统，其特征在于，它包括阵列排布的复数浮台。
3.根据权利要求2所述的浮台式聚焦型太阳能综合利用系统，其特征在于， 其中至少一浮台上安装有所述太阳能集热系统、储能系统、发电系统、空调系统、海水淡化系统和热水系统； 或者，所述太阳能集热系统、储能系统、发电系统、空调系统、海水淡化系统和热水系统离散分布在两个以上浮台上。
4.根据权利要求1所述的浮台式聚焦型太阳能综合利用系统，其特征在于，所述浮台与形成在岛、礁上的固定支柱固定连接。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的浮台式聚焦型太阳能综合利用系统，其特征在于，所述浮台包括中空的浮台本体，且所述浮台本体内腔被分隔为复数个舱室。
【文档编号】F24J2/38GK203719156SQ201320717663
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】俞忠良, 林筱华, 廖京盛, 王倩, 俞琦, 黎捷 申请人:苏州赛帕太阳能科技有限公司