[发明专利]一种基于氧化还原反应的太阳能储能发电系统及方法

摘要

本发明属于太阳能高温储热发电技术领域，并公开了一种基于氧化还原反应的太阳能储能发电系统及方法。该系统包括高温太阳能反应子系统、设于其一侧的循环发电子系统和设于其上方的聚光太阳能子系统，其中通过利用MnO/Mn2O3氧化还原循环反应与聚光太阳能产生的高热结合起来，将太阳能以化学能形式储存起来用于全天连续发电。办发明还公开了该系统的方法。通过本发明，在不消耗其他天然气等化石能源的基础上，将白天收集的太阳能以化学能形式储存起来，同时通过两种不同路径方式利用化学能释放的高热实现全天连续发电，能够实现太阳能的高效转换和储能，具有结构紧凑、操作工艺简单、太阳能利用率高、初始投入成本低，环境友好等特点。

主权项

1.一种基于氧化还原反应的太阳能储能发电系统，包括聚光太阳能子系统、高温太阳能反应子系统(1)和循环发电子系统，其特征在于：所述聚光太阳能子系统包括定日场和双曲面反射镜，用于接收太阳能并将所接收的太阳能聚焦后投射至高温太阳能反应子系统(1)上以提供其反应所需热量；所述高温太阳能反应子系统(1)包括冷储室(10)、第一流化床反应器(11)、热储室(14)和第二流化床反应器(15)，所述冷储室(10)的出料口与所述第一流化床反应器(11)的进料口相连，所述第一流化床反应器(11)的出料口经由分离室(13)与所述热储室(14)相连，所述冷储室(10)用于在白天光照条件下将其中存储的Mn2O3输入所述第一流化床反应器(11)，并在所述热量驱动下发生还原反应且生成MnO和高温气体，由此将高温气体输入所述循环发电子系统进行发电，所述热储室(14)用于在夜晚条件下将其中存储的MnO输入所述第二流化床反应器(15)中进行氧化反应，生成Mn2O3并进入下一工作循环，同时由此将化学键储存能量释放以加热气体进而将产生的高温气体再次被输入所述循环发电子系统进行发电；所述循环发电子系统包括燃气透平(2)和发电机(7)，所述燃气透平(2)的进气口与所述分离室(13)和第二流化床反应器(15)的出气口连接，用于收集高温氧气和氮气并利用其驱动所述燃气透平(2)做功，从而带动发电机(7)发电；所述燃气透平(2)的出气口分别与所述分离室(13)和第二流化床反应器(15)的进气口连接，用于将做功后冷却的气体送回所述高温太阳能反应子系统(1)，由此进入下一太阳能反应及发电的循环过程。