一种模块化地热发电系统

本发明涉及地热发电，尤其涉及一种模块化地热发电系统。

背景技术：

1、现有的地热发电系统能量转化形式大部分为将热能转化为机械能，再转化为电能，过程中不可避免存在机械损耗、管线结垢等弊端，且系统整体较为复杂，亟待优化。

2、热电材料是一类能实现热电直接转化的功能材料，其内部载流子在温度差异作用下产生定向移动，材料两端形成稳定电势差。具体地，当在热电材料的两端施加不同的温度时，塞贝克效应会导致热电材料内部的电荷分布发生变化，产生稳定电势差，从而产生电流。热电材料的温差发电技术突破了热能—机械能—电能这一传统的能量转换路径，避免了机械做功的中间过程，实现了热电直接转换，具有运行简单、无机械能损耗、稳定可靠、绿色清洁等独特优势。

3、目前有研发团队设计了地热热伏发电机，验证了温差发电技术应用于中低温地热发电的可行性，但其设备的装机容量有限，其次采用了整体式设计导致设备体积庞大而不具备良好的可拓展性，且不方便后期运行维护，难以实现规模化的工程应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种模块化地热发电系统，该模块化地热发电系统具有较好的可拓展性，方便组装和维护。

2、一种模块化地热发电系统，其包括：多组热伏发电模组；

3、热水供应系统；

4、冷水供应系统；

5、热伏发电模组包括至少两个换热器，换热器相邻间隔设置，相邻的两个换热器分别为：热换热器和冷换热器，该两个换热器之间设有多片用于热伏发电的热电模块，热水供应系统与热换热器连接，冷水供应系统与冷换热器连接。

6、进一步地，其中至少两个热伏发电模组为一个发电小组，所述换热器包括一个散热壳体，散热壳体的两端分别设有入水接口和出水接口，所述热水供应系统、冷水供应系统分别设置于热伏发电模组的左右两侧，热水供应系统包括热水输入管以及热水输出管，冷水供应系统包括冷水输入管和冷水输出管；

7、发电小组中相邻的两个热伏发电模组之间通过管道将热换热器、冷换热器对应连接，将各个热伏发电模组的热换热器、冷换热器对应串联；发电小组中位于两侧的热伏发电模组为主热伏发电模组和副热伏发电模组，主热伏发电模组的热换热器入水接口通过管道与热水输入管连接，副热伏发电模组的热换热器出水接口通过管道与热水输出管连接；主热伏发电模组的冷换热器入水接口通过管道与冷水输入管连接，副热伏发电模组的冷换热器出水接口通过管道与冷水输出管连接。

8、进一步地，热伏发电模组包括2k+1个换热器，k为自然数；其中k个换热器为热换热器；k+1个换热器为冷换热器，热换热器设置于相邻的两个冷换热器之间；还包括用于固定换热器的固定结构，所述固定结构两个夹板，两个夹板通过连接件固定连接。

9、进一步地，所述散热壳体包括盖板和底壳，底壳包括底板，底板的中部设有多条间隔设置的凸肋，凸肋沿着换热器长度方向设置，将换热器内部空间分割成多条流水槽，所述入水接口、出水接口分别设置在散热壳体左侧的下端和右侧的上端。

10、优选地，底壳的左侧板、右侧板均呈倾斜设置；凸棱的左端面与左侧板的间距从上至下逐渐增加，凸棱的右端面与右侧板的间距从上至下逐渐减小。

11、进一步地，模块化地热发电系统还包括用于固定热伏发电模组的支架；所述支架包括底板，底板的中部设有支持板，支持板的两侧面分别连接有多块间隔设置的承重板，所述热伏发电模组固定于承重板。

12、进一步地，所述两个热伏发电模组为一个发电小组，所述热水输入管、热水输出管位于热伏发电模组一侧的前端和后端，冷水输入管、冷水输出管位于热伏发电模组另一侧的前端和后端，热水输入管的侧面连接有多根横向设置的热水输入支管，热水输入支管通过管道与热换热器的入水接口连接，热水输出管连接有多根横向设置的热水输出支管，热水输出支管通过管道与热换热器的出水接口连接；热水输入支管与热水输出支管交替设置；冷水输入管的侧面连接有多根横向设置的冷水输入支管，冷水输入支管通过管道与冷散冷器的入水接口连接，冷水输出管连接有多根横向设置的冷水输出支管，冷水输出支管通过管道与冷散冷器的出水接口连接；冷水输入支管与冷水输出支管交替设置。

13、进一步地，还包括箱体，热伏发电模组、冷水供应系统、热水供应系统以及支架均设置于箱体内，箱体的外侧设有与冷水供应系统、热水供应系统连接的接口。

14、进一步地，箱体的上端设有控制系统，控制系统用于监控冷水供应系统、热水供应系统以及热伏发电模组的工作状态。

15、本发明的有益效果：本发明通过设置相对设置的热换热器和冷换热器形槽热端和冷端，其之间设置热电模组，使得整体模块化，可以根据需求调整使用数量，方便维护和组装。

技术特征：

1.一种模块化地热发电系统，其特征在于：其包括：

2.根据权利要求1所述的一种模块化地热发电系统，其特征在于：其中至少两个热伏发电模组为一个发电小组，所述换热器包括一个散热壳体，散热壳体的两端分别设有入水接口和出水接口，所述热水供应系统、冷水供应系统分别设置于热伏发电模组的左右两侧，热水供应系统包括热水输入管以及热水输出管，冷水供应系统包括冷水输入管和冷水输出管；

3.根据权利要求2所述的一种模块化地热发电系统，其特征在于：热伏发电模组包括2k+1个换热器，k为自然数；其中k个换热器为热换热器；k+1个换热器为冷换热器，热换热器设置于相邻的两个冷换热器之间；还包括用于固定换热器的固定结构，所述固定结构两个夹板，两个夹板通过连接件固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种模块化地热发电系统，其特征在于：所述散热壳体包括盖板和底壳，底壳包括底板，底板的中部设有多条间隔设置的凸肋，凸肋沿着换热器长度方向设置，将换热器内部空间分割成多条流水槽，所述入水接口、出水接口分别设置在散热壳体左侧的下端和右侧的上端。

5.根据权利要求4所述的一种模块化地热发电系统，其特征在于：底壳的左侧板、右侧板均呈倾斜设置；凸棱的左端面与左侧板的间距从上至下逐渐增加，凸棱的右端面与右侧板的间距从上至下逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的一种模块化地热发电系统，其特征在于：所述模块化地热发电系统还包括用于固定热伏发电模组的支架；所述支架包括底板，底板的中部设有支持板，支持板的两侧面分别连接有多块间隔设置的承重板，所述热伏发电模组固定于承重板。

7.根据权利要求2所述的一种模块化地热发电系统，其特征在于：所述两个热伏发电模组为一个发电小组，所述热水输入管、热水输出管位于热伏发电模组一侧的前端和后端，冷水输入管、冷水输出管位于热伏发电模组另一侧的前端和后端，热水输入管的侧面连接有多根横向设置的热水输入支管，热水输入支管通过管道与热换热器的入水接口连接，热水输出管连接有多根横向设置的热水输出支管，热水输出支管通过管道与热换热器的出水接口连接；热水输入支管与热水输出支管交替设置；冷水输入管的侧面连接有多根横向设置的冷水输入支管，冷水输入支管通过管道与冷散冷器的入水接口连接，冷水输出管连接有多根横向设置的冷水输出支管，冷水输出支管通过管道与冷散冷器的出水接口连接；冷水输入支管与冷水输出支管交替设置。

8.根据权利要求1所述的一种模块化地热发电系统，其特征在于：还包括箱体，热伏发电模组、冷水供应系统、热水供应系统以及支架均设置于箱体内，箱体的外侧设有与冷水供应系统、热水供应系统连接的接口。

9.根据权利要求8所述的一种模块化地热发电系统，其特征在于：箱体的上端设有控制系统，控制系统用于监控冷水供应系统、热水供应系统以及热伏发电模组的工作状态。

技术总结
本发明涉及地热发电技术领域，尤其涉及一种模块化地热发电系统。其包括：多组热伏发电模组、热水供应系统以及冷水供应系统；热伏发电模组包括至少两个换热器，换热器相邻间隔设置，相邻的两个换热器分别为：热换热器和冷换热器，该两个换热器之间设有多片用于热伏发电的热电模块，热水供应系统与热换热器连接，冷水供应系统与冷换热器连接。本发明通过设置相对设置的热换热器和冷换热器形槽热端和冷端，其之间设置热电模组，使得整体模块化，可以根据需求调整使用数量，方便维护和组装。

技术研发人员：龙西亭,谢和平,孙立成,皋天一,夏恩通,李书恒,王俊
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14