塔式太陽能溫差發電站的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能發電的技術領域，特別是涉及太陽能溫差發動機(參見專利申請號201410060776.2)、線性菲涅爾太陽能溫差發電機(參見專利申請號201410679560.4)。也涉及一種程控開關式溫差發動機(參見專利申請號201410058639.5)、一種多缸式溫差發動機(參見專利申請號201410712134.6)，還可能涉及一種轉子式溫差發動機(參見專利申請號201410679583.5)。
【背景技術】
[0002]太陽能發電最常見的是光伏發電、光熱發電、斯特林發動機發電，斯特林發動機已經獲得了最高的太陽能轉換效率，但價格昂貴不能普及。
[0003]太陽能溫差發電機(參見專利申請號201410060776.2)和線性菲涅爾太陽能溫差發電機(參見專利申請號201410679560.4)被提出，這兩項發明的目的就是要降低太陽能發電成本。但這兩種太陽能發電方式受制于聚光面積，單機功率都不大，這就影響了這兩種太陽能發電機的應用范圍。另外這兩種太陽能發電機都采用了程控開關式溫差發動機來產生動力進而帶動發電機生產電力輸出，但由于單機功率不大，因此如果是大規模的太陽能發電，就需要配備很多臺程控開關式溫差發動機，這樣成本的下降空間就是有限度的，要達到太陽能發電與火力發電相近的成本，還需要更有效率的太陽能發電方式才行。
【發明內容】
[0004]為解決上述問題，本發明提出了一種塔式太陽能溫差發電站的技術方案。很顯然，溫差發動機的單機功率越大，單位功率的價格就越低。比如一臺功率為IMW的溫差發動機，其價格并不是一臺功率為1KW的溫差發動機的100倍，最多只有幾倍的價格差距。因此為了達到最大限度降低成本的目的，就需要把單機功率盡量做大大。為了達到這樣的目標，塔式太陽能溫差發電站顯然就是首選，是所有太陽能溫差發電方案中性價比最高的那個方案。
[0005]本發明的技術方案是:一種塔式太陽能溫差發電站，包括塔架、反射鏡場、吸熱器、發電機。還包括程控開關式溫差發動機。所述的程控開關式溫差發動機安裝在塔架上。
[0006]所述的吸熱器安置在反射鏡聚光焦點處，所述的程控開關式溫差發動機的加熱器與吸熱器通過導熱材料緊密相連。
[0007]所述的程控開關式溫差發動機的加熱器與地面垂直放置；所述的程控開關式溫差發動機的冷卻器安置在溫差發動機的另一側，與加熱器平行。
[0008]所述的程控開關式溫差發動機為多缸式溫差發動機。
[0009]所述的發電機為交流發電機。
[0010]所述的反射鏡場安裝在地面上，聚光到所述的吸熱器上。
[0011]所述的反射鏡安裝在塔架的一側。
[0012]所述的程控開關式溫差發動機的加熱器的表面部分涂裝有隔熱材料。
[0013]所述的加熱器和冷卻器，可以由多個單管組成。
[0014]本發明的有益效果
[0015]本發明提出的塔式太陽能溫差發電站，與太陽能溫差發電機和線性菲涅爾太陽能溫差發電機一樣，也是溫差發動機在太陽能領域的一項應用。與前兩種溫差發電機相比，塔式太陽能溫差發電站使用的溫差發動機單機功率最大，因此單位功率的成本也最低。該發明可以在前兩種太陽能溫差發電機的基礎上進一步降低太陽能發電的單位成本，以便于太陽能發電的普及。本發明不需要用水做工質，非常適合應用在缺水的干旱沙漠地帶。本方案尤其適合于大規模的太陽能發電領域，并在未來的發展中有望把價格降低到接近以煤為燃料的火電生產成本，為經濟發展提供清潔廉價的電力，減少煤電的份額，對節能減排、保護環境將作出貢獻，為綠色工業文明的發展提供堅實的基礎。
【附圖說明】
[0016]圖1為該太陽能溫差發電裝置示意圖的俯視圖；
[0017]圖中1.反射鏡場、2.塔架、3.溫差發動機缸體、4、吸熱器、5.溫差發動機的加熱器、6.溫差發動機的冷卻器、7.發電機、8.配電站、9、電網。
[0018]實施方式
[0019]實施例一:參見圖1，一種塔式太陽能溫差發電站，包括塔架、反射鏡場、吸熱器、發電機。還包括程控開關式溫差發動機。所述的程控開關式溫差發動機安裝在塔架上。
[0020]所述的吸熱器安置在反射鏡聚光焦點處，所述的程控開關式溫差發動機的加熱器與吸熱器通過導熱材料緊密相連。
[0021]所述的程控開關式溫差發動機的加熱器與地面垂直放置；所述的程控開關式溫差發動機的冷卻器安置在溫差發動機的另一側，與加熱器平行。
[0022]所述的程控開關式溫差發動機為多缸式溫差發動機。
[0023]所述的發電機為交流發電機。
[0024]所述的反射鏡場安裝在地面上，聚光到所述的吸熱器上。
[0025]所述的反射鏡安裝在塔架的一側。
[0026]所述的程控開關式溫差發動機的加熱器的表面部分涂裝有隔熱材料。
[0027]所述的加熱器和冷卻器，可以由多個單管組成。
[0028]本發明也是程控開關式溫差發動機的一項應用，該方案采用塔式太陽能聚光，用于加熱程控開關式溫差發動機的加熱器(以下簡稱加熱器)，而程控開關式溫差發動機的冷卻器(以下簡稱冷卻器)則以常溫空氣對其進行冷卻。本方案利用聚光產生高溫，使溫差發動機的加熱器和冷卻器之間產生較大的溫差，而溫差發動機則可以利用由溫差造成的氣壓差，經由溫差發動機的組件一氣功馬達將氣壓差轉化為動力輸出，進而帶動發電機產生電力輸出。
[0029]顯然，溫差發動機的單機功率越大，單位功率的價格就越低。比如一臺功率為IMW的溫差發動機，其價格并不是一臺功率為1KW的溫差發動機的100倍。為了讓溫差發動機有足夠大的功率，采用的溫差發動機必須是多缸式的，通過增加氣缸數量，來獲得更大的單機功率。在本方案中，溫差發動機的功率至少應該是MW級別的。如果將來技術上更為成熟，能夠做出單機功率更大的溫差發動機，那么可以采用1MW級別甚至更高單機功率級別的溫差發動機，這樣的話單位功率的成本將更低，太陽能發電的單位成本也更低，其效果也將更為理想。
[0030]本方案通過聚光陣列進行聚光，聚光到吸熱器上，吸熱器和溫差發動機的加熱器通過導熱材料緊密相連。必要時，可以把吸熱器和溫差發動機的加熱器設計為一體，以達到最高的熱傳導效率。在本方案中，對冷卻器的冷卻由空氣完成，這樣的成本最低。考慮到塔架頂部離地面有一定高度，會有比較高的風速，空氣冷卻的方案應該可以滿足要求。
[0031]考慮到多缸式溫差發動機的特點，是多個氣缸一字型排開，兩側分別安置加熱器和冷卻器，因此反射鏡安置在一個方向上，以扇形分布，聚光到一個平面上。在實際應用中，可以在塔架頂端安置多個溫差發動機組，比如安排4個組成一個正方形，這樣就需要在塔架的周圍布置一個圓形的反射鏡陣列。
[0032]加熱器和冷卻器應該是平板狀，分布在溫差發動機的兩側，加熱器的平面和冷卻器的平面是平行的，與地面垂直。加熱器放置在面向反射鏡的方向，與吸熱器的位置非常接近，甚至可以為一體。如果在一個塔架的幾個方向都安裝溫差發動機，那么冷卻器的散熱問題需要重點考慮，專門設計。
[0033]本方案中溫差發動機產生的動力通過帶動發電機產生電力輸出，所用的發電機為交流發電機。交流發電機發出的電力質量較高，與傳統的發電方式發出的電力接近，可以直接并入電網。
[0034]本發明延續太陽能溫差發電機(參見專利申請號201410060776.2)和線性菲涅爾太陽能溫差發電機(參見專利申請號201410679560.4)的思路，意圖通過降低太陽能發電的單位成本，來促進太陽能發電的普及。本方案采用具有更大功率的溫差發動機，以降低單位功率的成本。相對于前兩種同樣利用溫差發動機發電的技術方案來說，在大規模的太陽能發電站建設中具有成本優勢。本方案的在整個太陽能發電過程中都沒有用到水，也可以大幅度減低運營成本，更適合在太陽能充足但缺水的地區使用(太陽能充足的地方一般都缺水)。從長期看，把太陽能發電的成本降低到與以煤炭為燃料的火電的發電成本相當的水平，是可以做到的。
【主權項】
1.一種塔式太陽能溫差發電站，包括塔架、反射鏡場、吸熱器、發電機。其特征是:還包括程控開關式溫差發動機。所述的程控開關式溫差發動機安裝在塔架上。
2.根據權利要求1所述的塔式太陽能溫差發電站，其特征是:所述的吸熱器安置在反射鏡聚光焦點處，所述的程控開關式溫差發動機的加熱器與吸熱器通過導熱材料緊密相連。
3.根據權利要求2所述的塔式太陽能溫差發電站，其特征是:所述的程控開關式溫差發動機的加熱器與地面垂直放置；所述的程控開關式溫差發動機的冷卻器安置在溫差發動機的另一側，與加熱器平行。
4.根據權利要求1所述的塔式太陽能溫差發電站，其特征是:所述的程控開關式溫差發動機為多缸式溫差發動機。
5.根據權利要求1所述的塔式太陽能溫差發電站，其特征是:所述的發電機為交流發電機。
6.根據權利要求1所述的塔式太陽能溫差發電站，其特征是:所述的反射鏡場安裝在地面上，聚光到所述的吸熱器上。
7.根據權利要求6所述的塔式太陽能溫差發電站，其特征是:所述的反射鏡安裝在塔架的一側。
8.根據權利要求6所述的塔式太陽能溫差發電站，其特征是:所述的程控開關式溫差發動機的加熱器的表面部分涂裝有隔熱材料。
【專利摘要】一種塔式太陽能溫差發電站，包括塔架、反射鏡場、吸熱器、發電機。還包括程控開關式溫差發動機。所述的程控開關式溫差發動機安裝在塔架上。所述的吸熱器安置在反射鏡聚光焦點處，所述的程控開關式溫差發動機的加熱器與吸熱器通過導熱材料緊密相連。所述的程控開關式溫差發動機的加熱器與地面垂直放置；所述的程控開關式溫差發動機的冷卻器安置在溫差發動機的另一側，與加熱器平行。本發明提出了一種塔式太陽能溫差發電站，其通過聚光對溫差發動機的加熱器進行加溫，利用溫差產生動力，進而帶動電動機產生電力輸出，本發明可望大幅度降低太陽能發電成本，促進太陽能發電的普及。
【IPC分類】F03G6-00
【公開號】CN104612914
【申請號】CN201410771206
【發明人】虞一揚
【申請人】上海領勢新能源科技有限公司, 虞一揚
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月15日