[发明专利]基于蒸汽储能的太阳能发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及新能源领域，尤其涉及太阳能发电厂的设计与建设。 

背景技术

人口持续增长与能源日益短缺的矛盾一直都是现代社会面临的一大难题，这一问题在人口众多、人均资源严重不足的中国尤为突出。众所周知，中国经济高速发展，成就令世界瞩目，而能源却成了制约经济发展的瓶颈。同时也揭示了目前中国在能源开发与利用上所暴露出来的问题。 

中国是国际上能源消耗的大国，而且，在未来20年，能源的需求也将保持强劲增长，能源问题已经成为关系到整个国民经济、国家安全的重大社会问题。资源的紧缺和能源成本的持续增长使得众多发达国家将注意的目光转向了新能源，其中太阳能的应用备受重视。 

能源专家认为，在可再生能源中，太阳能取之不尽，清洁安全，是理想的可再生能源选择。不管从资源的数量、分布的普遍性，还是从清洁性、技术的可靠性来看，太阳能都比其它可再生能源更具有优越性。但是在新能源中，太阳能发电的成本较高，一台能满足家庭日常电器需要的200W的光伏系统，市场价为15000元，如果燃煤发电成本为1，则光伏发电大约是煤电的11～18倍，生物质发电（沼气发电）的7～12倍，风能发电的6～10倍。因此，我国目前太阳能发电的应用基本在集中供电成本过高的边远地区。另外太阳能发电受昼夜、晴雨、季节的影响，这也是制约太阳能发电的重要因素。 

然而，由于太阳光具有不可控的因素，使得太阳能发电的调度难以解决，不得不在太阳能发电的建设选址上考虑较多，使之不能靠近负荷区，降低了太阳能发电的经济效益。由于太阳光受四季，天气影响较大，例如在下雨天（白天）用电负荷处于高峰时段，太阳能几乎不能够发出电，此时电网负荷负载较高，不利于电网安全稳定性的运营。电网给用户供电时需要提供高质量，稳定 的电能，即使电网出现较大故障时，需电网依旧能提供不间断的电能。 

由此，业界需要一种太阳能发电系统，其能弥补太阳能在故障状态下、阴雨天时不能发电的波谷电力系统稳定问题，更好利用太阳能。 

发明内容

为了达成上述目的，本发明旨在提供一种新型的太阳能发电厂建设，增加了蒸汽储能装置，使太阳能在电力系统的调度中更加可控，在一定的程度上解决了由于气候等问题引起的太阳能发电不稳定性问题。增加的蒸汽储能很好的解决了太阳能发电的功率调节，例如当用户或负载处于低负荷的情况下，可以依旧通过太阳能发电继续运行使其开始进行制热，通过蒸汽灌进行储能。而当负载处于峰值时，则可以通过蒸汽灌储存的蒸汽用汽轮机发电。太阳能发电设备发出电经变压器将多余的电能通过电热炉加热，变成水蒸气，储存在蒸汽罐。而后再根据电网所需功率将蒸汽罐里的蒸汽通过汽轮机发电供给电网。 

为此，本发明提供了一种基于蒸汽储能的太阳能发电系统，包括：太阳能发电装置，其利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能；及蒸汽储能装置，其中若所述太阳能发电装置发出功率大于预定的电网所需功率，则将多余电能通过所述蒸汽储能存储所述多余电能，若所述太阳能发电装置发出的功率低于所述电网所需功率，则可利用所述蒸汽储能装置使得所述太阳能发电装置进行发电。 

一些实施例中，若所述太阳能发电装置发出功率大于预定的电网所需功率，使得所述太阳能发电装置继续运行使其进行制热而通过所述蒸汽储能装置进行储能，所述太阳能发电装置发出的功率低于所述电网所需功率，则通过所述蒸汽储能装置储存的蒸汽利用所述太阳能发电装置的汽轮机发电。 

一些实施例中，所述蒸汽储能装置包括：蒸汽管道，电热炉，电热蒸汽发生器，输水管道，控制开关和蒸汽罐，其中所述输水管道将水输入所述电热蒸汽发生器中，所述电热炉加热所述电热蒸汽发生器以使其中的水变成蒸汽，从而根据所述控制开关的控制通过所述蒸汽管道将所述蒸汽存放于所述蒸汽罐中。 

一些实施例中，所述多余电能通过所述电热炉在所述电热蒸汽发生器里发 生反应，并且通过所述输水管道的水泵将水箱中的水泵入所述蒸汽发生器，由此通过所述电热蒸汽发生器产生蒸汽。 

一些实施例中，所述蒸汽通过所述蒸汽管道，打开所述控制开关，而将所述蒸汽储存在所述蒸汽罐中，这样便将太阳能转化为电能后再次通过电能转化为蒸汽能储存下来。 

一些实施例中，所述蒸汽储能装置包括压力安全装置，其中供汽过程中蒸汽压力升至0.4Mpa时，压力控制器自动断开所述电热炉的电源停止加热，当蒸汽压力下降至约0.3Mpa时，所述电热炉的电源再度被接通，蒸汽压力再度升高，如此可连续获得蒸汽源。