[发明专利]一种太阳能抽真空水力发电系统及其操作方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及太阳能技术领域，特别涉及一种利用太阳能的发电系统。

【背景技术】

为解决和应对能源短缺和环境恶化等问题，近些年来，各国政府不断加大对可再生能源研究的资金投入和示范推广及产业化力度，可再生能源在中国能源消费结构中所占的比例逐年提升。这其中，太阳能资源由于其分布范围广、资源总量大、洁净无污染等特点，有着其他可再生能源无法比拟的开发条件与价值。我国大部分地区位于北纬45°以南，全国2/3的国土面积年日照时数在2200h以上，每平方米太阳能年辐射总量为3340-8400MJ，相当于115-286kg标准煤燃烧所发出的热量，太阳能资源非常丰富。以上数据表明，太阳能的开发和利用在我国有着广阔的开发应用前景。

目前对太阳能的利用主要集中在转化为电能、热能、化学能等三个方面。太阳能发电方面，太阳能光伏发电已有商业化电站运行，但是其存在光电转换效率较低，占地面积大，对于光照条件要求高，太阳能光伏电池制造成本高等缺点。太阳能热发电目前主要有槽式、塔式、碟式三类，系统相对比较复杂，制造成本较高。开发新的太阳能发电技术势在必行。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种太阳能抽真空水力发电系统及其操作方法，其可以利用水轮机等制造成本较低、效率较高的设备来产生电力，此外还可以作为抽水蓄能电站调峰使用。

为了实现上述目的，本发明一种太阳能抽真空水力发电系统采用如下技术方案：

一种太阳能抽真空水力发电系统，包括太阳能集热器、蒸汽喷射器、冷凝器、循环水泵、第一储水箱、液力透平、发电机和蓄水池；第一储水箱的上端通过带第一阀门的第一水管与蒸汽喷射器连接，下端通过带第六阀门的第六管道连接液力透平的进水端；液力透平轴连接所述发电机；所述太阳能集热器、蒸汽喷射器、冷凝器、循环水泵依次通过管道连接构成回路；所述第一储水箱的上端还设有一个带有第二阀门的第一通气管，下端还设有一个带第五阀门的第五管道；所述第五管道伸入所述蓄水池中。

本发明进一步的改进在于：所述太阳能集热器由多个槽型抛物面聚光器串联或并联组成。

本发明进一步的改进在于：所述蒸汽喷射器包括喷嘴、抽吸室和扩压室；所述太阳能集热器连接蒸汽喷射器的喷嘴，所述喷嘴设置于所述抽吸室内；所述第一储水箱的上端通过带第一阀门的第一水管与蒸汽喷射器的抽吸室连接；所述扩压室连接所述抽吸室。

本发明进一步的改进在于：所述太阳能抽真空水力发电系统包括第二储水箱；第二储水箱的上端通过带第四阀门的第四水管与蒸汽喷射器的抽吸室连接，下端通过带第七阀门的第七管道连接液力透平的进水端；所述第二储水箱的上端还设有一个带有第三阀门的第二通气管，下端还设有一个带第八阀门的第八管道；所述第八管道伸入所述蓄水池中。

为了实现上述目的，本发明一种太阳能抽真空水力发电系统的操作方法采用如下技术方案：

一种太阳能抽真空水力发电系统的操作方法，所述太阳能抽真空水力发电系统包括太阳能集热器、蒸汽喷射器、冷凝器、循环水泵、第一储水箱、第二储水箱、液力透平、发电机和蓄水池；所述太阳能集热器、蒸汽喷射器、冷凝器、循环水泵依次通过管道连接构成回路；所述蒸汽喷射器包括喷嘴、抽吸室和扩压室；所述太阳能集热器连接蒸汽喷射器的喷嘴，所述喷嘴设置于所述抽吸室内，所述抽吸室连接扩压室的一端，扩压室的另一端连接冷凝器；第一储水箱的上端通过带第一阀门的第一水管与蒸汽喷射器的抽吸室连接，下端通过带第六阀门的第六管道连接液力透平的进水端；第一储水箱的上端还设有一个带有第二阀门的第一通气管，下端还设有一个带第五阀门的第五管道；所述第五管道伸入所述蓄水池中；第二储水箱的上端通过带第四阀门的第四水管与蒸汽喷射器的抽吸室连接，下端通过带第七阀门的第七管道连接液力透平的进水端；第二储水箱的上端还设有一个带有第三阀门的第二通气管，下端还设有一个带第八阀门的第八管道；所述第八管道伸入所述蓄水池中；所述液力透平的轴连接所述发电机；

所述操作方法包括以下步骤：

1)打开第一阀门，太阳能蒸汽喷射器将第一储水箱抽真空形成稳定真空环境后，打开第五阀门，蓄水池中的液态水吸入第一储水箱，稳定后关闭第一阀门和第五阀门；打开第二阀门和第六阀门，第一储水箱中的液态水由于重力作用，向下流动，冲击液力透平旋转并带动发电机发电，之后水流入蓄水池；