[发明专利]线性聚光太阳能发电设备及其运行方法

说明书

本发明涉及一种线性聚光太阳能发电设备(1)的运行方法，其中，传热介质流动经过具有至少一个接收器的管线环路(47)，所述传热介质具有使得在管线环路(47)中的流动是湍流的流速，至少部分的传热介质在离开管线环路(47)时被抽取并被再循环回管线环路(47)。此外，本发明涉及线性聚光太阳能发电设备，其具有带有至少一个接收器的至少一个管线环路(47)，流动经过所述管线环路(47)的传热介质在所述接收器内被辐射的太阳能加热，其中，包括混合装置(27)，流动经过管线环路(47)的至少部分的传热介质在所述混合装置中与待被输送的传热介质混合。

本申请是申请日为2015年2月5日、发明名称为“线性聚光太阳能发电设备的运行方法及线性聚光太阳能发电设备”的发明专利申请No.201580018107.1的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种线性聚光太阳能发电设备的运行方法，其中，传热介质流动经过具有至少一个接收器的管线环路，该传热介质具有使得在管线环路内不会出现不被允许的温差的流速。这通常因管线环路中的流动是湍流而获得。此外，本发明涉及一种线性聚光太阳能发电设备，其具有带至少一个接收器的至少一个管线环路，其中，流动经过所述管线环路的传热介质被太阳能辐射加热。

背景技术

线性聚光太阳能发电设备例如是抛物面槽式太阳能发电设备或菲涅耳太阳能发电设备。这些发电设备一般包括供传热介质流动经过的多个管线环路。管线环路配有接收器，太阳辐射能在抛物面槽式太阳能发电设备的情况下通过抛物面反射镜集中在接收器中或者在菲涅耳太阳能发电设备的情况下通过菲涅耳反射镜集中在接收器中，并被引导到管线上，从而管线内的传热介质能够被太阳能加热。

所用的传热介质优选具有高沸点及低蒸气压力，从而即使在太阳能发电设备中出现的温度下，传热介质也不会在接收器内蒸发。合适的传热介质例如为熔融盐、例如所知的太阳盐，即比例为60:40的硝酸钠和硝酸钾的混合物。尤其使用熔融盐来获得更高的运行温度和因此在线性聚光太阳能发电设备中的更高的效率。

除了使用太阳盐以外，目前，联苯和二苯醚的混合物也被用作太阳能发电设备中的传热介质，但由于在约400℃的温度下的分解，它们的最高运行温度受到限制。由于太阳能发电设备的效率随运行温度的降低而降低，因此目的在于使用一种即使在400℃以上的温度下也仍能稳定运行的传热介质。

然而，与使用联苯和二苯醚的混合物相比，在使用熔融盐时，也存在这样的缺陷，即其通常会在室温以上的温度下固化。因此，例如，硝酸钠和硝酸钾混合物在共晶时即在44:56的混合比例下，在218℃的温度下熔融。因此，在长的管线系统中，例如在太阳能发电设备中出现的长管线系统中，当熔点高时，熔融盐难于稳定运行。熔融盐的凝固可能会导致经济上的严重损失，因为当熔融盐熔融时会发生极大膨胀。结果，配件和管线可能被冲开，造成严重损失。

原则上，熔融盐的凝固可能在太阳能发电设备的运行时间以外发生，也就是说，可在太阳的辐射时间以外或在太阳辐射因天气状况而不存在时发生。凝固会导致体积收缩，这可能导致根据管线系统和运行状态的不同状态的固化。预期，固化的熔体在管线系统的低处区域内汇聚为较大或较小尺寸的单元，而未填充盐的空间形成在系统的高处区域内。在再熔融期间，由于在体积膨胀的熔融位置与未填充盐的空间之间可能存在较长的空间距离，体积补偿可能不足以降低升高的压力。

由于太阳不会持续照射，必须使太阳能发电设备以两种方式运行。一方面，在白天，能量通过太阳辐射吸收，并且另一方面，在夜间或是在例如因乌云遮蔽而导致太阳光被严重遮挡时，如若太阳辐射低，则热能从热的太阳能电池阵列被辐射出。太阳能发电设备的技术布局以及其运行不得不被设计用于两种类型的运行并设计用于在两种运行类型之间平稳转换。