太阳能多能互补发电系统的制作方法

本实用新型涉及一种太阳能光热系统，具体地说是一种太阳能多能互补发电系统，属于太阳能光热系统领域。

背景技术：

太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮汽轮机的工艺，从而达到发电的目的。太阳能光热发电越来越受到世界上主流国家的重视，同时，也在不断升级太阳能光热发电技术。

目前，太阳能光热发电系统主要分为槽式光热发电系统、塔式光热发电系统和碟式光热发电系统，其中槽式光热发电系统技术相对成熟，所以运用率最高，但是由于本身的结构限制，余弦效率都不高，导致光热效率不高；碟式热发电系统余弦效率理论上能达到1，所以其光热效率是三种光热发电系统中最高的。

目前，太阳能光热发电还属于不断完善和改良的技术，其中高温储热技术属于难点之一；

同时，随着新能源的发展，风力发电、光伏发电和生物质发电都在广泛运用，但是在使用过程中都存在利用率低的情况。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型设计了一种太阳能多能互补发电系统，实现了风力发电以及光伏发电的能量储存以及应用，还能实现太阳能光热的储存以及应用，同时显著增强太阳能光热和生物质能源发电的稳定性和发电效率，具有明显的经济效益和社会效益。

本实用新型的技术方案为：

一种太阳能多能互补发电系统，包括槽式-碟式互补聚热系统、储热系统、补热系统和热能转换系统；所述槽式-碟式互补聚热系统、补热系统通过储热系统连接所述热能转换系统；

所述槽式-碟式互补聚热系统包括槽式反光镜阵列、碟式聚光集热器阵列、输出主管道和输入主管道；所述槽式反光镜阵列由槽式反光镜串联成圆形阵列，槽式反光镜镜面朝外，通过阵型弥补槽式反光镜结构设计缺陷；所述碟式聚光集热器阵列由碟式聚光集热器组成，位于所述槽式反光镜中心位置；所述的槽式反光镜阵列和碟式聚光集热器阵列的出口与所述输出主管道相连接；所述的槽式反光镜阵列和碟式聚光集热器阵列的入口与所述输入主管道相连接；

所述储热系统包括熔盐高温罐组、熔盐低温罐组、高温熔盐循环泵、第一低温熔盐循环泵和第二低温熔盐循环泵；所述熔盐高温罐组包括第一熔盐高温罐和第二高温熔盐罐，通过连接管道并联连接，所述连接管道设有控制阀门；所述第一熔盐高温罐和第二熔盐高温罐的出口通过汇流管道与所述高温熔盐循环泵的入口相连接；

所述输入主管道与所述第一低温熔盐循环泵出口相连接；所述输出主管道与所述熔盐高温罐组入口相连接；

所述槽式反光镜阵列和碟式聚光集热器阵列的入口和出口处均安装有控制阀门，用于控制熔盐流量；

所述第一熔盐高温罐入口通过输入主管道与所述槽式反光镜阵列和碟式聚光集热器阵列的出口相连接；

所述第二熔盐高温罐口设有控制阀门；

所述熔盐低温罐组由第一熔盐低温罐和第二熔盐低温罐通过连接管道并联组成，所述连接管道中间设有控制阀门；所述第一熔盐低温罐和第二熔盐低温罐的入口通过汇流管道与所述热能转换系统的第二换热器相连接；

所述第一熔盐低温罐出口通过管道与所述第一低温熔盐循环泵入口相连接；所述第二熔盐低温罐出口通过管道与所述第二低温熔盐循环泵入口相连接；所述第二熔盐低温罐入口处设有控阀门。

进一步的，所述补热系统包括光伏发电系统、风力发电系统和电加热器；所述风力发电系统和所述光伏发电系统电连接所述电加热器；所述第二低温熔盐循环泵出口通过管道连接至所述电加热器的入口；所述电加热器的出口通过管道连所述第二熔盐高温罐的入口。

进一步的，所述光伏发电系统为高可靠离网型太阳能光伏发电系统，包括由太阳能电池方阵，所述太阳能电池方阵的输出端与主控器的输入端相连，所述主控器的输出端分别与蓄电池组和直流负载相连，所述主控器内设dc/dc变换器和充放电控制器，所述太阳能电池方阵通过所述dc/dc变换器分别与所述的蓄电池组和直流负载相连，所述蓄电池组通过所述充放电控制器与所述直流负载相连。太阳能电池方阵将接收到的太阳能转换成直流电能，通过对主控器内的dc/dc变换器的控制实现最大功率点跟踪，然后通过主控器内的直流母线将太阳能电池方阵的输出直流电能一部分提供给直流负载，另一部分储存在蓄电池组中。当主控器内的直流母线电压在正常工作范围值之外时，蓄电池组通过主控器内的充放电控制器将能量提供给直流负载，始终确保直流应急负载的可靠供电。

进一步的，所述的主控器和蓄电池组设置在箱体内，所述太阳能电池方阵通过伸缩柱设置在所述箱体的上方，所述箱体设置在支架上，所述太阳能电池方阵的端部与所述支架铰接，所述伸缩柱的端部与所述太阳能电池方阵铰接，所述伸缩柱上设有调节螺栓，可以固定调节伸缩柱的长度，从而使太阳能电池方阵能够在竖直面上上下转动，使太阳能电池方阵与水平面的夹角为15-75°角，这样就可以根据不同地区不同季节光照角度的差异，使太阳光照能够垂直照射在太阳能电池方阵上，进而使得太阳能电池方阵的光电转换效率较高，适应性更强，应用范围更加广。同时，采用上述连接结构，相对于球铰接和万向节连接的方式，适用性更强，结构更加稳定可靠，使用寿命更长。

进一步的，所述支架的底部设有滚轮，从而不但可以方便移动，而且还能够使太阳能电池方阵在水平方向360°旋转，这样就可以根据不同时间不同地区不同季节光照角度的差异，使太阳光照能够垂直照射在太阳能电池方阵上，使得太阳能电池方阵的光电转换效率进一步提高。所述滚轮优选为万向轮。

进一步的，所述伸缩柱为中空结构，所述的太阳能电池方阵与主控器之间的连接线穿过所述伸缩柱，提高了对连接线的保护效果，避免了连接线受到外界的损伤，延长了使用寿命。

进一步的，所述伸缩柱与所述太阳能电池方阵的铰接处设有橡胶护套，提高了连接的密封性。

进一步的，所述箱体的侧壁之间连接有散热管，所述散热管的端部开口，与外界相连通，所述散热管的管壁上设有若干散热气孔，从而使箱体内部空间与外部空间之间的空气相流通，提高了箱体内部结构的散热效率，使用可靠性提高，延长了使用寿命。

进一步的，所述热能转换系统包括生物质锅炉，所述生物质锅炉的蒸汽出口与第一换热器的蒸汽入口相连接，所述第一换热器的蒸汽出口通过管路与第二换热器的蒸汽入口相连，所述第二换热器的蒸汽出口与汽轮机的入口相连，所述汽轮机的出口与凝汽器的入口相连，所述汽轮机与发电机直接相连；所述凝汽器的出口通过管路经过水泵与所述生物质锅炉的入水口相连。

所述热能转换系统还包括水箱，所述的水箱设置在凝汽器的出口和水泵之间的管路上。

所述生物质锅炉主要使用固化生物质燃料，用于加热水产生蒸汽。

所述第二换热器通过管道连接余热储热罐的入口，用于储存多余的过热蒸汽；所述余热储热罐的出口连接所述汽轮机；所述余热储热罐的出口和进口均安装有控制阀门。

本系统所使用的管道从里到外设有纳米涂层、绝热层、保温层和保护层；所述管道外壁涂覆一层纳米涂层；所述绝热层为真空绝热套层；所述保温层为硅酸铝纤维保温层；所述保护层为镀锌螺旋管层。

本实用新型的优点在于：实现了风力发电以及光伏发电的能量储存以及应用，还能实现太阳能光热的储存以及应用，同时显著增强太阳能光热和生物质能源发电的稳定性和发电效率，具有明显的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为高可靠离网型太阳能光伏发电系统结构示意图；

图中：1槽式-碟式互补聚热系统；11槽式反光镜阵列；12碟式聚光器阵列；13输出主管道；14输入主管道；

2储热系统；21第一熔盐高温罐；22第二熔盐高温罐；23第二熔盐低温罐；24第一熔盐低温罐；25高温熔盐循环泵；26第一低温熔盐循环泵；27第二低温熔盐循环泵；

3补热系统；31光伏发电系统；32风力发电系统；33电加热器；311太阳能电池方阵；312主控器；313蓄电池组；314箱体；315支架；316伸缩柱；317散热管；318滚轮；319调节螺栓；

4热能转换系统；41生物质锅炉；42第一换热器；43第二换热器；44汽轮机；45凝汽器；46储水罐；47水泵；48余热储热罐。

具体实施方式

以下对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-2所示，一种太阳能多能互补发电系统，包括槽式-碟式互补聚热系统1、储热系统2、补热系统3和热能转换系统4；所述槽式-碟式互补聚热系统1、补热系统3通过储热系统2连接所述热能转换系统4；

所述槽式-碟式互补聚热系统1包括槽式反光镜阵列11、碟式聚光集热器阵列12、输出主管道13和输入主管道14；所述槽式反光镜阵列11由槽式反光镜串联成圆形阵列，槽式反光镜镜面朝外，通过阵型弥补槽式反光镜结构设计缺陷；所述碟式聚光集热器阵列12由碟式聚光集热器组成，位于所述槽式反光镜11中心位置；所述的槽式反光镜阵列11和碟式聚光集热器阵列12的出口与所述输出主管道13相连接；所述的槽式反光镜阵列11和碟式聚光集热器阵列12的入口与所述输入主管道14相连接；

所述储热系统2包括熔盐高温罐组、熔盐低温罐组、高温熔盐循环泵25、第一低温熔盐循环泵26和第二低温熔盐循环泵27；所述熔盐高温罐组包括第一熔盐高温罐21和第二高温熔盐罐22，通过连接管道并联连接，所述连接管道设有控制阀门；所述第一熔盐高温罐21和第二熔盐高温罐22的出口通过汇流管道与所述高温熔盐循环泵25的入口相连接；

所述输入主管道14用以连接所述槽式反光镜阵列11和碟式聚光集热器阵列12的入口，同时与所述第一低温熔盐循环泵26出口相连接；

所述输出主管道13用于连接槽式反光镜阵列11和碟式聚光集热器阵列12的出口，同时与所述熔盐高温罐组入口相连接；

所述槽式反光镜阵列11和碟式聚光集热器阵列12的入口和出口处均安装有控制阀门，用于控制熔盐流量；

所述第一熔盐高温罐21入口通过输入主管道14与所述槽式反光镜阵列11和碟式聚光集热器阵列12的出口相连接；

所述第二熔盐高温罐22出口设有控制阀门；

所述熔盐低温罐组由第一熔盐低温罐24和第二熔盐低温罐23通过连接管道并联组成，所述连接管道中间设有控制阀门；所述第一熔盐低温罐24和第二熔盐低温罐23的入口通过汇流管道与所述热能转换系统的第二换热器相连接；

所述第一熔盐低温罐24出口通过管道与所述第一低温熔盐循环泵26入口相连接；所述第二熔盐低温罐23出口通过管道与所述第二低温熔盐循环泵27入口相连接；所述第二熔盐低温罐23入口处设有控阀门；

所述补热系统3包括光伏发电系统31、风力发电系统32和电加热器33；所述风力发电系统和所述光伏发电系统电连接所述电加热器33；所述第二低温熔盐循环泵27出口通过管道连接至所述电加热器的入口；所述电加热器的出口通过管道连所述第二熔盐高温罐22的入口。

所述光伏发电系统31为高可靠离网型太阳能光伏发电系统，包括由太阳能电池方阵311、主控器312、蓄电池组313和直流负载等组成，所述太阳能电池方阵311的输出端与所述主控器312的输入端相连，所述主控器312的输出端分别与所述的蓄电池组313和直流负载相连，所述主控器312内设dc/dc变换器和充放电控制器，所述太阳能电池方阵通过所述dc/dc变换器分别与所述的蓄电池组和直流负载相连，所述蓄电池组通过所述充放电控制器与所述直流负载相连。太阳能电池方阵将接收到的太阳能转换成直流电能，通过对主控器内的dc/dc变换器的控制实现最大功率点跟踪，然后通过主控器内的直流母线将太阳能电池方阵的输出直流电能一部分提供给直流负载，另一部分储存在蓄电池组中。当主控器内的直流母线电压在正常工作范围值之外时，蓄电池组通过主控器内的充放电控制器将能量提供给直流负载，始终确保直流应急负载的可靠供电。

所述的主控器312和蓄电池组313设置在箱体314内，所述太阳能电池方阵通过伸缩柱316设置在所述箱体314的上方，所述箱体314设置在支架315上，所述太阳能电池方阵311的端部与所述支架315铰接，所述伸缩柱316的端部与所述太阳能电池方阵311铰接，所述伸缩柱316上设有调节螺栓319，可以固定调节伸缩柱的长度，从而使太阳能电池方阵能够在竖直面上上下转动，使太阳能电池方阵与水平面的夹角为15-75°角，这样就可以根据不同地区不同季节光照角度的差异，使太阳光照能够垂直照射在太阳能电池方阵上，进而使得太阳能电池方阵的光电转换效率较高，适应性更强，应用范围更加广。同时，采用上述连接结构，相对于球铰接和万向节连接的方式，适用性更强，结构更加稳定可靠，使用寿命更长。

所述支架315的底部设有滚轮318，从而不但可以方便移动，而且还能够使太阳能电池方阵在水平方向360°旋转，这样就可以根据不同时间不同地区不同季节光照角度的差异，使太阳光照能够垂直照射在太阳能电池方阵上，使得太阳能电池方阵的光电转换效率进一步提高。所述滚轮优选为万向轮。

所述伸缩柱316为中空结构，所述的太阳能电池方阵与主控器之间的连接线穿过所述伸缩柱，提高了对连接线的保护效果，避免了连接线受到外界的损伤，延长了使用寿命。

所述伸缩柱与所述太阳能电池方阵的铰接处设有橡胶护套，提高了连接的密封性。

所述箱体314的侧壁之间连接有散热管317，所述散热管的端部开口，与外界相连通，所述散热管的管壁上设有若干散热气孔，从而使箱体内部空间与外部空间之间的空气相流通，提高了箱体内部结构的散热效率，使用可靠性提高，延长了使用寿命。

所述风力发电系统为现有的风力发电系统；

所述热能转换系统4包括生物质锅炉41、第一换热器42、第二换热器43、汽轮机44、凝汽器45、储水罐46、水泵47、发电机和余热储热罐48；所述生物质锅炉41的蒸汽出口与所述第一换热器42的蒸汽入口相连接，所述第一换热器42的蒸汽出口通过管路与第二换热器43的蒸汽入口相连，所述第二换热器43的蒸汽出口与汽轮机44的入口相连，所述汽轮机44的出口与凝汽器45的入口相连，所述汽轮机与发电机直接相连；所述凝汽器45的出口通过管路经过水泵与生物质锅炉41的入水口相连。所述热能转换系统4还包括水箱，所述的水箱设置在凝汽器的出口和水泵之间的管路上。

所述生物质锅炉41主要使用固化生物质燃料，用于加热水产生蒸汽；

所述第二换热器43通过管道连接余热储热罐48的入口，用于储存多余的过热蒸汽；所述余热储热罐48的出口连接所述汽轮机；所述余热储热罐的出口和进口均安装有控制阀门；

本系统所使用的管道从里到外设有纳米涂层、绝热层、保温层和保护层；所述管道外壁涂覆一层纳米涂层；所述绝热层为真空绝热套层；所述保温层为硅酸铝纤维保温层；所述保护层为镀锌螺旋管层。