光热与风电结合的能源发电装置的制作方法

本发明属于新能源发电发电设备领域，特别是光热与风电结合的能源发电装置。

背景技术：

风力发电站和太阳能光热发电站是常见的两种新能源发电形式。

风力发电在近几年发展非常迅速，商业化程度很高，投资收益也较为稳定，装机容量不断增加。但是由于风力发电不连续，难以预测，加上电网输送能力不足，电能存储成本过高等原因，使得所发电力无法被当地电网消纳，很多地方出现了较为严重弃风的现象，制约了风力发电的扩大规模发展。

目前太阳能光热发电发展较为缓慢，极少有商业化运行的项目。除了技术不成熟，电价不确定，配套部件商业化程度低，投资成本高等原因外，光热电站厂用电占比较大，带来的综合发电效率较低，也是制约太阳能光热发电的一个原因。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种光热与风电结合的综合能源发电站，充分利用多种储能形式存储风力发电多余的电量，降低光热模块的厂用电，实现光热和风电有机结合，解决风力发电余电消纳及光热发电站厂综合发电效率较低这两个问题。

为了解决上述问题，本发明提出光热与风电结合的能源发电装置。

本发明所采用的技术方案是：

光热与风电结合的能源发电装置，包括风电装置、光热装置、压缩空气储能装置、气动控制装置、换热装置、介质储罐、汽轮机、发电装置，所述风电装置与压缩空气储能装置连接，压缩空气储能装置与气动控制装置连接，压缩空气储能装置还与光热装置连接，光热装置与介质储罐连接，介质储罐与换热装置连接，换热装置与汽轮机连接，汽轮机与发电装置连接。将风力发电的余电对空气做功，以压缩空气的方式储能，并将所存储的能量通过气动控制系统综合调配，为光热装置提供动力，维持光热装置的正常运转，降低光热电站厂用电；光热装置产生的高温介质携带所收集的热能进入换热装置，根据负载所需地能量确定与水换热的量，利用换热后产生的蒸汽推动汽轮机，汽轮机通过将机械能转化成电能，由于能量收集与发电是分离的，因此可以产生平稳的发电曲线，实现平稳发电。

进一步的，还包括压缩空气罐，压缩空气罐与压缩空气储能装置配合。可移动的小型的压缩空气罐，装入清洗车，将风力余电存储，同时用于清洗车中清洗液喷射的驱动力，用于对光热装置中的反射镜面定期进行清洗。

进一步的，所述光热装置包括气动的跟踪装置、气动循环泵，跟踪装置、气动循环泵与压缩空气储能装置连接，跟踪装置、气动循环泵与气动控制装置电连接。光热装置的跟踪装置和循环泵采用气动装置，通过管路与压缩空气储能设备相连，并由气动控制系统集中控制，在压缩空气的驱动下，使得聚光面始终随着太阳转动，确保收集最大能量；光热装置的循环动力一般由循环泵来提供，本系统的泵也采用气动装置，将压缩空气的能量转化为循环泵的动能，带动导热介质的循环。

优选的，所述风电装置还包括蓄电池，蓄电池与气动循环泵连接。蓄电池用于存储风力余电，用于光热装置的伴热以及其他设备的用电。

优选的，所述风电装置包括两排风力发电机，每一排风力发电机均为一字型排布，光热装置位于两排风电装置的内侧。从相对位置上看，风力发电机将光热装置夹在中间，起到降低光热装置区域风速的作用，由于减少了光热装置的风荷载，降低了支撑结构的参数要求，使得光热装置的造价在一定程度上降低。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、本发明利用压缩空气储能作为存储方式，将风力发电的余电存储，为光热发电系统提供驱动力，降低了光热发电站的厂用电，同时解决了目前困扰新能源的问题。

2、本发明采用气动装置，将压缩空气的能量转化为循环泵的动能，带动导热介质的循环，导热介质通过各路循环管路把热量带走，进入介质储罐，根据负载需要将导热介质导出，在换热系统中与水换热，产生蒸汽，进入汽轮机，最终通过发电机发电，由于能量收集与发电是分离的，因此可以产生平稳的发电曲线，解决风力发电不连续的难题。

3、本发明在光热装置四周建造风力发电机，有利于减少风荷载，降低了光热装置的支撑结构投资。

4、本发明所提供的能源综合利用系统具有可建设容量大，投资成本低，能量转化环节少，效率和可靠性高的优点。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的结构示意图。

标号说明：

风电模块1；槽式聚光集热模块2；介质储罐3；汽轮机4；

发电机5；换热系统6；压缩空气储能设备7；气动控制系统8。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：如图1所示，光热与风电结合的能源发电装置，包括风电模块1、槽式聚光集热模块2、介质储罐3、汽轮机4、发电机5、换热系统6、压缩空气储能设备7、气动控制系统8，所述风电模块1与压缩空气储能设备7连接，压缩空气储能设备7与气动控制系统8连接，压缩空气储能设备7还与槽式聚光集热模块2连接，槽式聚光集热模块2与介质储罐3连接，介质储罐3与换热系统6连接，换热系统6与汽轮机4连接，汽轮机4与发电机5连接，槽式聚光集热模块2包括气动的跟踪装置、气动循环泵，气动循环泵与压缩空气储能设备7连接，跟踪装置、气动循环泵与气动控制系统8电连接，槽式聚光集热模块2使用熔盐作为导热介质。

使用时，压缩空气储能设备7，将风电模块1的余电以压缩空气机械能的形式存储，并通过气动控制系统8对压缩空气所储的能量进行综合管理，用以满足槽式聚光集热模块2的跟踪驱动及循环动力需求。槽式聚光集热模块2中，跟踪装置采用的是气动的设备，在压缩空气的驱动下，使得聚光面始终随着太阳转动，确保收集最大能量。槽式聚光集热模块2中的循环动力一般由循环泵来提供，本系统的泵也采用气动装置，将压缩空气的能量转化为循环泵的动能，带动导热介质的循环。导热介质通过各路循环管路把热量带走，进入介质储罐3，根据负荷需要将导热介质导出，在换热系统6中与水换热，产生蒸汽，进入汽轮机4，最终通过发电机5发电，由于能量收集与发电是分离的，因此可以产生平稳的发电曲线。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，区别点在于：实施例2中风电模块1还包括蓄电池，蓄电池与气动循环泵连接。蓄电池用于存储风力余电，用于光热装置的伴热以及其他设备的用电。

实施例3：

本实施例与实施例1基本相同，区别点在于：实施例3中还包括压缩空气罐，通过与压缩空气储能设备7连接储存多余的压缩空气，将可移动的小型的压缩空气罐装入清洗车，同时用于清洗车中清洗液喷射的驱动力，用于对光热装置中的反射镜面定期进行清洗。

实施例4：

本实施例与实施例1基本相同，区别点在于：实施例4中风电模块1包括两排风力发电机，每一排风力发电机均为一字型排布，光热装置位于两排风电装置的内侧。从相对位置上看，风力发电机将光热装置夹在中间，起到降低光热装置区域风速的作用，由于减少了光热装置的风荷载，降低了支撑结构的参数要求，使得光热装置的造价在一定程度上降低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。