[发明专利]一种带储热的自由活塞直线发电机太阳能热发电系统及方法

权利要求书

1.一种带储热的自由活塞直线发电机太阳能热发电系统，其特征在于，包括太阳能集热器(1)，太阳能集热器(1)的工质侧出口分为两路，一路与阀门c的入口连接，一路与阀门d的入口连接，阀门c的出口与储能系统(5)高温侧入口连接，储能系统(5)的高温侧出口与阀门e的入口连接，阀门e的出口与阀门d的出口汇合后与自由活塞直线发电机(2)的进气入口相连接，自由活塞直线发电机(2)的排气口与冷凝器(3)的进口相连接，储能系统(5)的低温侧出口与阀门f的入口相连接，阀门f的出口与冷凝器(3)的出口汇合后与储液器(4)的进口相连接，储液器(4)的出口分为两路，一路与阀门a的入口相连接，阀门a的出口与太阳能集热器(1)的入口相连接，储液器(4)的出口另一路与阀门b的入口相连接，阀门b的出口与储能系统(5)低温侧的入口相连接。

2.根据权利要求1所述的一种带储热的自由活塞直线发电机太阳能热发电系统，其特征在于，所述的太阳能集热器(1)采用中低温太阳能集热器，形式采用槽式集热器。

3.根据权利要求1所述的一种带储热的自由活塞直线发电机太阳能热发电系统，其特征在于，所述的储能系统(5)根据系统发电容量的不同可以选择不同数量的储能单元，储能材料选择融点与太阳能集热温度接近，并且低于集热温度的储能材料，采用潜热储能，储能材料封装在储能单元中不流动。

4.一种带储热的自由活塞直线发电机太阳能热发电方法，其特征在于，包括以下步骤；

在白天阳光充足，并且需要输出的电能没有太阳能数量大时开启阀门a、c、d、f，关闭阀门b、e，工质通过太阳能集热器(1)后分别通过阀门d进入自由活塞直线发电机(2)做功，随后在冷凝器(3)中被冷却成液体，最后汇入储液器(4)中，另一路通过阀门c进入储能系统(5)释放热量，热量存储在储能系统之中，然后通过阀门f进入储液器(4)，工质再从储液器(4)出口通过阀门a进入太阳能集热器(1)完成整个循环；

当白天有阳光，并且需要大量输出电能时，开启阀门a、d，关闭阀门b、c、e、f，工质通过太阳能集热器(1)后通过阀门d进入自由活塞直线发电机(2)做功，随后在冷凝器(3)中被冷却成液体，最后汇入储液器(4)中，工质再从储液器(4)出口通过阀门a进入太阳能集热器(1)完成整个循环；

在白天有阳光但阳光不足，并且储能系统(5)中储存有所需的热量，同时需要输出大量电能时开启阀门a、b、d、e，关闭阀门c、f，通过太阳能集热器(1)后通过阀门d的一部分工质，与通过储能系统(5)后再通过阀门e的另一部分工质汇合后，进入自由活塞直线发电机(2)做功，随后在冷凝器(3)中被冷却成液体，最后汇入储液器(4)中，从储液器(4)出口后一部分工质通过阀门a进入太阳能集热器(1)完成循环，另一部分工质通过阀门b进入储能系统(5)吸收热量，完成循环；

在没有阳光，并且储能系统(5)中储存有所需的热量，同时需要输出电能时开启阀门b、e，关闭阀门a、c、d、f，工质通过储能系统(5)后再通过阀门e，进入自由活塞直线发电机(2)做功，随后在冷凝器(3)中被冷却成液体，最后汇入储液器(4)中，从储液器(4)出口流出的工质通过阀门b进入储能系统(5)吸收热量，完成循环；

在白天有阳光，并且不需要输出的电能时开启阀门a、c、f，关闭阀门b、d、e，工质通过太阳能集热器(1)后通过阀门c进入储能系统(5)释放热量，热量存储在储能系统之中，然后通过阀门f进入储液器(4)，工质再从储液器(4)出口通过阀门a进入太阳能集热器(1)完成整个循环。

5.根据权利要求4所述的一种带储热的自由活塞直线发电机太阳能热发电方法，其特征在于，所述的冷凝器(3)背向太阳，布置在阴影中，其中液态工质液面比非跟踪太阳能集热器(1)中液面高，并且这个高度差产生的压差提供了工质流动以及自由活塞直线发电机系统做功所需要的压力差，当储热系统(5)储热时吸收工质的热量储热系统(5)起到了类似冷凝器(3)的作用，工质液面高压太阳能集热器中液面，液面高度差提供流动动力，当储热系统(5)放热时，储热系统(5)起到了类似太阳能集热器(1)的作用，其中的液面低压冷凝器中的液面，液面高度差提供流动动力。