[发明专利]中低温太阳能与化石燃料热化学互补的发电系统与方法

权利要求书

1.一种中低温太阳能与化石燃料热化学互补的发电系统，其特征在于，该系统包括：

原料供应装置，用于贮存化石燃料，并将贮存的化石燃料输出给原料混合装置；

原料混合装置，用于接收并混合来自原料供应装置中的化石燃料和来自气液分离器中分离出来的未反应物，并将得到的混合物输出给原料计量装置；

原料计量装置，用于控制单位时间内原料进入原料预热装置的量，根据太阳能资源和用户端需求将接收自原料混合装置的原料按一定的速率输出给原料预热装置；

原料预热装置，利用动力发电设备的余热加热接收自原料计量装置的原料，产生化石燃料蒸气输出给太阳能吸收反应器；

太阳能吸收反应器，利用吸收的太阳能热量驱动接收自原料预热装置的化石燃料蒸气在催化剂作用下进行分解或重整反应，将太阳能转化为富氢的燃料化学能，产生太阳能燃料；

太阳能集热器，用于以线性聚焦方式将低能流密度的太阳能聚集成高能流密度的中低温热能，为太阳能吸收反应器中的化石燃料转换太阳能燃料反应提供热量；

冷凝器，用于冷却接收自太阳能吸收反应器的反应产物，并将冷却后的反应产物输出给气液分离器；

气液分离器，用于对接收自冷凝器冷却的混合物进行气液分离，分离后得到的气相反应产物输出到燃料分流装置，得到的液相反应产物输出给原料混合装置；

燃料分流装置，根据太阳能资源和用户用能需要控制流向动力发电设备与储气罐的太阳能燃料流量，实现太阳能热化学互补发电系统的调控；

储气罐，在太阳能资源充足时，将过量的太阳能燃料蓄存起来，实现化学蓄能；在太阳能资源不足时，储气罐中的太阳能燃料补充进入动力发电设备，实现系统输出调控；

动力发电设备，以太阳能燃料作为燃料，驱动发电机组发电并输出电功。

2.根据权利要求1所述的中低温太阳能与化石燃料热化学互补的发电系统，其特征在于，所述原料供应装置为燃料罐，其中贮存的化石燃料为甲醇、乙醇或二甲醚。

3.根据权利要求1所述的中低温太阳能与化石燃料热化学互补的发电系统，其特征在于，所述原料混合装置为混合器，用于将接收自原料罐中的化石燃料与气液分离器中分离出来的未反应物进行混合。

4.根据权利要求1所述的中低温太阳能与化石燃料热化学互补的发电系统，其特征在于，所述原料计量装置为计量泵，用于向原料预热装置的换热器中输入原料，根据太阳能资源与用户需求调节输出原料流量。

5.根据权利要求1所述的中低温太阳能与化石燃料热化学互补的发电系统，其特征在于，所述原料预热装置包括换热器，利用动力发电设备的余热与原料换热，产生的化石燃料蒸气通入太阳能吸收反应器。

6.根据权利要求1所述的中低温太阳能与化石燃料热化学互补的发电系统，其特征在于，所述太阳能吸收反应器是化学反应器，其结构为管状，材料为钢、铜或铝，管子内填装铜系、镍系或铂钯系固体金属系列催化剂，管子外表面涂有对太阳光具有高吸收率、低反射率发射率的选择性镀膜，管子外面安装有高透射率的玻璃罩，玻璃罩与管子之间为真空或者非真空。

7.根据权利要求1所述的中低温太阳能与化石燃料热化学互补的发电系统，其特征在于，所述太阳能集热器采用抛物槽式聚光结构，所述太阳能吸收反应器位于所述太阳能集热器的线性聚焦线上，抛物槽内表面涂有对太阳光具有高反射率、低吸收率的选择性镀膜，向太阳能吸收反应器中的原料分解或重整反应提供150℃至300℃温度范围的热能。

8.根据权利要求1所述的中低温太阳能与化石燃料热化学互补的发电系统，其特征在于，所述冷凝器为间壁式换热设备，采用循环水进行冷却，连接有循环冷却水。

9.根据权利要求1所述的中低温太阳能与化石燃料热化学互补的发电系统，其特征在于，所述气液分离器分离后得到气相反应产物和液相反应产物，其中气相反应产物为太阳能燃料氢气、一氧化碳和少量副产品，液相反应产物为未反应的化石燃料和水。

10.根据权利要求1所述的中低温太阳能与化石燃料热化学互补的发电系统，其特征在于，所述燃料分流装置为流量调节阀，控制太阳能燃料流向动力发电设备的流量，使过量的太阳能燃料进入储气罐蓄存，太阳能资源不足时调控储气罐内的太阳能燃料补充进入动力发电设备，以满足动力发电设备的燃料需求。