专利名称：光气互补型碟式斯特林太阳能热电联供装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光气互补型碟式斯特林太阳能热电联供装置，属于太阳能热发电技术领域，尤其涉及一种太阳能和天然气或沼气互补型碟式斯特林太阳能热电联供装置。
背景技术：
目前，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面获得了长足发展，从太阳能利用技术的发展趋势来看，太阳能热发电技术是可再生能源发电技术的一个新焦
点。其中的碟式太阳能热发电系统，先是利用聚光镜把太阳能聚集起来传递到斯特林发动机的吸收器，在吸收器中热量被斯特林发动机的加热器部件中的工质吸收，工质受热做功，把热能转换成机械能，最后通过发电机把机械能转换成电能。碟式太阳能热发电系统采用先进的斯特林外燃机作为发电机组，结构简单、运行可靠、效率高、寿命长、投资省及成本低，具有广阔的应用前景。现有的碟式太阳能热发电装置，只能向外供电，而不能同时向外供热，发动机工作时的散热量都白白浪费。由于碟式太阳能热发电装置属于分布式发电设备，比较适合在偏远地方的家庭及小型单位使用。这些地方除了需要太阳能热发电外，同时对太阳能供热也是需要的。因此在现有碟式太阳能热发电装置的基础上，开发一种新型的碟式太阳能热电联供装置就较有意义。对于太阳能发电来说,对太阳的时间依赖性比较大,能量供应的持续性不够，有太阳的时候能够持续供给电和热，但是在阴雨天和晚上就失去了持续供给的能力，因此开发一种光气互补型碟式斯特林太阳能热电联供装置就非常有价值，能够解决太阳能热发电中不能持续供能的缺点。申请号20110045329. 6，公开号CN 102128149 A，发明名称为一种光气互补型碟式斯特林太阳能发电装置的发明，为了解决现有斯特林碟式太阳能发电装置无法在太阳光强弱变化时，稳定自身输出功率的问题，通过使用可燃气体对太阳能进行补偿。并通过一控制系统，用于根据太阳能的强弱自动调节供给燃烧器的燃料量和燃烧强弱，以实现斯特林发动机总输出电功率的稳定。显然，这与本专利却有相同之处，而在仔细考虑之下，其发明专利存在以下缺陷。I.斯特林发动机、吸热器、燃烧器均安装在碟面焦点处，其总体重量必须严格控制，因为如果该装置重量过重，势必极大地增加支撑结构件及驱动系统的负担。2.由于斯特林发动机装置的位置不固定，需与碟面保持同步，各种管道连接变得相当困难，不利于组成阵列式结构，因此也就不适合大规模的工业化应用。3.同样由于斯特林发动机装置的位置不固定，所以很难将集热器所收集到的能量再传递到其它地方加以利用。未能实现能源的梯阶利用，斯特林发动机的散热量白白浪费，节能性及经济性仍有提升的空间。发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、安装调试简单、易于操作、克服了其焦点随太阳运动而变化的缺陷、能源利用率高的光气互补型碟式斯特林太阳能热电联供装置。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是该光气互补型碟式斯特林太阳能热电联供装置，包括碟面支架、聚光碟面、斯特林发动机、发动机支架，其结构特点是 还包括定日镜支架、定日镜、换热器和储水器，所述的聚光碟面固定在碟面支架上，所述聚光碟面的工作面为抛物面，所述聚光碟面的开口方向为安装地的正北方向，聚光碟面的工作面的中心线与水平面平行；所述斯特林发动机安装在发动机支架上，斯特林发动机的吸热器位于聚光碟面的焦点处；所述定日镜安装在定日镜支架上，定日镜与聚光碟面相对，定日镜的几何中心位于聚光碟面的中心轴上，所述换热器通过管线与斯特林发动机相连，所述储水器与换热器相连。斯特林发动机工作时，冷却液流经斯特林发动机的冷却器，进行一次热交换后温度升高，再进入换热器，与水再进行一次热交换，温度降低后流入斯特林发动机，以此循环。所述的储水器中的水，进入换热器后与冷却液进行热交换，再回到储水器，以此循环确保储水器中的水保持在一定的温度并供给用户。本实用新型所述的定日镜通过双轴跟踪装置安装在定日镜支架上。以保证定日镜跟随太阳移动，确保定日镜的反射光线始终能平行射在聚光碟面上。本实用新型所述的定日镜为平面反射镜，反射面积与聚光碟面的正投影面积相同或略大。其外部轮廓也与聚光碟面相近，以保证反射光线能布满整个聚光碟面。本实用新型所述的聚光碟面外部轮廓可以为圆形、半圆形、方型或多边形其中的一种。本实用新型所述的斯特林发动机设置有燃烧器、吸热器，为燃气太阳能两用型整体装置。本实用新型所述的斯特林发动机中的冷却液为水。本实用新型所述的斯特林发动机中的冷却液为汽车发动机防冻液。还包括一个控制系统，用于根据太阳能的强弱自动调节供给燃烧器的燃料量和燃烧强弱，以实现斯特林发动机总输出功率的稳定。本实用新型同现有技术相比具有以下优点及效果1、当太阳光的强弱发生变化或者没有太阳光时，可以实时调节燃烧系统的供热能力，从而保证斯特林发动机输出电功率基本稳定，从而避免对电网造成冲击并提高系统的经济性。2、斯特林发动机安装于地面上并保持固定，安装调试相对简单，易于操作。并可大大降低碟面支撑系统的刚度和强度要求。3、由于斯特林发动机装置的位置固定不动，各种管道、电缆的连接变得简单，有利于组成阵列式结构，也就更适合大规模的太阳能热电联产工业化应用。4、同样由于斯特林发动机装置位置的固定，可方便的将斯特林发动机所排放的热量传递到其它地方形加以利用。
5、斯特林发动机运行时，通过换热器将其排出热量转换为热水提供给用户，以实现能源的梯阶利用。这一热电联供的方式能有效节约能源，提高能源的利用效率。
图I为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型的工作原理示意图。标号说明碟面支架I、聚光碟面2、发动机支架3、斯特林发动机4、定日镜支架5、双轴跟踪装置6、定日镜7、换热器8、储水器9。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。 实施例I :如图1、2所示，本实施例本发明的光气互补型碟式斯特林太阳能热电联供装置包含碟面支架I、聚光碟面2、发动机支架3、斯特林发动机4、定日镜支架5、双轴跟踪装置6、定日镜7、换热器8和储水器9。定日镜7为平面反射镜，反射面积与聚光碟面2的正投影面积相同或略大，其外部轮廓也与之相近，以保证反射光线能布满整个碟面。定日镜7的几何中心位于聚光碟面2的中心轴上，通过双轴跟踪装置6安装于定日镜支架5上。系统工作时，定日镜7将太阳光反射到聚光碟面2上。聚光碟面2为碟状抛物面聚焦型反射镜，其外部轮廓可以为圆形、半圆形、方型或多边形其中的一种，碟面的开口方向为安装所在地的正北方向，抛物面的中心线与水平面平行。抛物面盘采用背面镀银玻璃或正面贴有反光薄膜的面板制成并固定于框架上，形成一个坚固连续的薄壳结构并与碟面支架I相连。聚光碟面2将来自定日镜7的反射平行光聚焦到斯特林发动机4的吸热器上，得以实现能量的聚集。斯特林发动机4是将热能转换为机械能的装置，通过其内部的吸热器吸收来自聚光碟面2的太阳能，或是来自可燃气体燃烧后释放出来的热能，通过循环，将这些热能转换为机械能，并驱动斯特林发动机4输出电能。在光照强度发生变化时，通过减小或增大燃烧强度，以保证斯特林发动机4输出功率不会出现大的波动。该装置能够持续稳定的运行，提高设备的使用效率和经济性，同时满足太阳能不足时的发电问题。系统工作时，冷却液流经斯特林发动机4的冷却器，进行一次热交换后温度升高，再进入换热器8，与水再进行一次热交换，温度降低后流入斯特林发动机4，以此循环。而储水器9中的水，进入换热器8后与冷却液进行热交换，再回到储水器9，以此循环确保储水器9中的水保持在一定的温度并可向用户供给，结合斯特林发动机4输出的电能，实现了本装置热电联供的功能。一套控制系统用于控制双轴跟踪装置6，以驱动定日镜7使之跟随太阳移动，确保其反射光线始终能平行的射在聚光碟面2上。同时，控制系统还用于根据太阳能的强弱自动调节供给燃烧器的燃料量和燃烧强弱，以实现斯特林发动机4总输出功率的稳定。此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。·
权利要求1.一种光气互补型碟式斯特林太阳能热电联供装置，包括碟面支架、聚光碟面、斯特林发动机、发动机支架，其特征是还包括定日镜支架、定日镜、换热器和储水器，所述的聚光碟面固定在碟面支架上，所述聚光碟面的工作面为抛物面，所述聚光碟面的开口方向为安装地的正北方向，聚光碟面的工作面的中心线与水平面平行；所述斯特林发动机安装在发动机支架上，斯特林发动机的吸热器位于聚光碟面的焦点处；所述定日镜安装在定日镜支架上，定日镜与聚光碟面相对，定日镜的几何中心位于聚光碟面的中心轴上，所述换热器通过管线与斯特林发动机相连，所述储水器与换热器相连。
2.根据权利要求I所述的光气互补型碟式斯特林太阳能热电联供装置，其特征是所述的定日镜通过双轴跟踪装置安装在定日镜支架上。
3.根据权利要求I所述的光气互补型碟式斯特林太阳能热电联供装置，其特征是所述的定日镜为平面反射镜，反射面积与聚光碟面的正投影面积相同或略大。
4.根据权利要求I所述的光气互补型碟式斯特林太阳能热电联供装置，其特征是所述的聚光碟面外部轮廓可以为圆形、半圆形、方型或多边形其中的一种。
5.根据权利要求I所述的光气互补型碟式斯特林太阳能热电联供装置，其特征是所述的斯特林发动机设置有燃烧器、吸热器，为燃气太阳能两用型整体装置。
6.根据权利要求I所述的光气互补型碟式斯特林太阳能热电联供装置，其特征是所述的斯特林发动机中的冷却液为水。
7.根据权利要求I所述的光气互补型碟式斯特林太阳能热电联供装置，其特征是所述的斯特林发动机中的冷却液为汽车发动机防冻液。
专利摘要本实用新型涉及一种光气互补型碟式斯特林太阳能热电联供装置，包括碟面支架、聚光碟面、斯特林发动机、发动机支架、定日镜支架、定日镜、换热器和储水器，聚光碟面固定在碟面支架上，聚光碟面的工作面为抛物面，聚光碟面的开口方向为安装地的正北方向，聚光碟面的工作面的中心线与水平面平行；斯特林发动机安装在发动机支架上，斯特林发动机的吸热器位于聚光碟面的焦点处；定日镜安装在定日镜支架上，定日镜与聚光碟面相对，定日镜的几何中心位于聚光碟面的中心轴上，换热器通过管线与斯特林发动机相连，储水器与换热器相连。本实用新型具有安装调试简单、易于操作、克服了其焦点随太阳运动而变化的缺陷、能源利用率高的优点。
文档编号F03G6/06GK202645895SQ20122023326
公开日2013年1月2日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者钟天宇, 范炜, 王斌, 兰维 申请人:华电电力科学研究院