[发明专利]地平式太阳能碟式聚光系统及应用其的太阳能发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及本发明涉及光热发电技术领域，特别涉及一种地平式太阳能碟式聚光系统。

背景技术

太阳能热发电技术是最有前途的可再生能源发电方式，可再生能源发电对世界能源供给的贡献会不断增加，太阳能热发电是太阳能利用中的重要项目，它最有可能跟风力发电、水力发电一样产生能与化石燃料经济上相竞争的大量电能。但是丰富的太阳能资源是风能和水利资源所不可比拟的，风能和可利用的淡水水利资源非常有限，今后即使全部利用也不能提供人类经济发展对能源的需要；而从太阳辐射向地球的能量，即使被地球磁场阻止和大气层、臭氧层的吸收发散三次阻隔之后，穿过大气到达地球陆地表面的能量仍然高达十几万亿千瓦，它相当于目前全世界一年内消耗的各种能源所产生的总能量的3.5万多倍，这还不包括辐射在海洋上的能量，只要利用极少的一部分（世界沙漠面积的1%）用来发电就足够世界能源的消费，太阳能利用才是解决入类对能源需求的最终归宿。在利用太阳能发电的应用中，主要可以分为以太阳能电池为代表的太阳能光伏发电系统和太阳能热发电系统。太阳能光伏发电系统主要是利用硅板材料直接将太阳能转化成电能的技术，由于其不易建成大规模的太阳能发电站，且材料成本高，还有最近研究表明的太阳能电池二次污染的问题，使太阳能光伏发电系统的应用领域受到了限制。从真正意义上实现大规模的太阳能发电，只有依靠太阳能热发电技术。太阳能热发电，是指利用聚光器捕获并聚集太阳辐射，并发送至接收器然后驱动传统的热机（如汽轮机、燃气轮机、斯特林机等）来产生电能的一门综合性高新技术，涉及太阳能利用、蓄能、新型材料、高效汽轮机技术和自动控制等问题，不少国家已投入大量的人力物力。太阳能热发电是一个非常有前景的新技术。太阳能热电转换原理被人类认识已有一个世纪的历史，然而直到二十一世纪才出现了这项技术的商业化应用，美国南加利福尼亚九个太阳能槽式热发电站的建成和成功运行已经证明了这项技术的技术和经济前景。太阳能聚光高温热发电是一种最适合能够产生大量电能，减少环境污染和化石能源消耗的可再生能源发电技术。从聚光高温太阳能热发电系统污染物排放和对陆地表面的全生命周期评估表明太阳能高温热发电对于减少温室气体和其他污染物排放是非常理想的，同时对环境也不会产生其他不利影响。据估算每平方米聚光器产生电能每年可以减少200～300kg温室气体的排放。如果聚光高温太阳能热发电系统的寿命按25到30年计算，在整个生命周期内每平方米聚光器产生电能可以减少5-9吨的温室气体排放。另外，30年系统报废之后，该系统的大部分材料还可回收处理，用于新的发电系统。

太阳能热发电系统主要包括四个基本部分：聚光器、吸热器、热传输及蓄热系统和电力转换设备，按照聚光器形式的不同，目前最有前途的太阳能热发电技术可分为槽式、塔式和碟式三种。

碟式系统具有以下优势：（1）分布灵活，对场地要求小，既可组成分布式小规模发电，也可以组成系统大规模并网发电。（2）碟式系统采用双轴驱动，聚光性能好，投电效率高。碟式系统聚光比高达2000以上，可以将气体工质加热到1000℃以上，与结构复杂的塔式系统相当，远远高于槽式系统（400-500℃），目前碟式系统是太阳能热发电效率最高的。（3）结构简单，科研攻关方向明确。碟式太阳能发电系统主要由聚光器、吸热器和斯特林发电机组成，可以单独对这三个方而进行攻关研究。（4）成本降低潜力最大。在前三种太阳能热发电系统中，碟式系统的成本降低潜力是最大的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种地平式太阳能碟式聚光系统。

为达到上述目的，本发明提供的地平式太阳能碟式聚光系统包括：聚光反射镜片系统、背部支架、斯特林发动机支架、太阳双轴跟踪装置、支撑立柱及电气控制系统，其中，所述聚光反射镜片系统，呈扇形分割，由多个扇形聚光反射镜片组拼接成一旋转抛物面结构；所述背部支架，支撑并安装所述聚光反射镜片系统；所述斯特林发动机支架，固定连接所述背部支架；所述太阳双轴跟踪装置，安装于所述支撑立柱的顶部，并连接所述背部支架；所述支撑立柱，固定于地基上；电气控制系统，电性连接所述太阳双轴跟踪装置控制所述地平式太阳能碟式聚光系统的运行。

上述地平式太阳能碟式聚光系统，其特征在于，每个所述扇形聚光反射镜片组进一步包括：反射镜片，镜片背板和背板骨架。

上述地平式太阳能碟式聚光系统，其特征在于，每个所述扇形聚光反射镜片组的反射镜片是由八块镜片呈对称分布粘贴于所述镜片背板上。

上述地平式太阳能碟式聚光系统，其特征在于，镜片背板和背板骨架是由钢板组成，通过焊接使镜片背板和背板骨架连接到一起。