光熱與風電結合的能源發電裝置的製作方法
2023-11-02 04:37:22 1
本發明屬於新能源發電發電設備領域，特別是光熱與風電結合的能源發電裝置。
背景技術：
風力發電站和太陽能光熱發電站是常見的兩種新能源發電形式。
風力發電在近幾年發展非常迅速，商業化程度很高，投資收益也較為穩定，裝機容量不斷增加。但是由於風力發電不連續，難以預測，加上電網輸送能力不足，電能存儲成本過高等原因，使得所發電力無法被當地電網消納，很多地方出現了較為嚴重棄風的現象，制約了風力發電的擴大規模發展。
目前太陽能光熱發電發展較為緩慢，極少有商業化運行的項目。除了技術不成熟，電價不確定，配套部件商業化程度低，投資成本高等原因外，光熱電站廠用電佔比較大，帶來的綜合發電效率較低，也是制約太陽能光熱發電的一個原因。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種光熱與風電結合的綜合能源發電站，充分利用多種儲能形式存儲風力發電多餘的電量，降低光熱模塊的廠用電，實現光熱和風電有機結合，解決風力發電餘電消納及光熱發電站廠綜合發電效率較低這兩個問題。
為了解決上述問題，本發明提出光熱與風電結合的能源發電裝置。
本發明所採用的技術方案是：
光熱與風電結合的能源發電裝置，包括風電裝置、光熱裝置、壓縮空氣儲能裝置、氣動控制裝置、換熱裝置、介質儲罐、汽輪機、發電裝置，所述風電裝置與壓縮空氣儲能裝置連接，壓縮空氣儲能裝置與氣動控制裝置連接，壓縮空氣儲能裝置還與光熱裝置連接，光熱裝置與介質儲罐連接，介質儲罐與換熱裝置連接，換熱裝置與汽輪機連接，汽輪機與發電裝置連接。將風力發電的餘電對空氣做功，以壓縮空氣的方式儲能，並將所存儲的能量通過氣動控制系統綜合調配，為光熱裝置提供動力，維持光熱裝置的正常運轉，降低光熱電站廠用電；光熱裝置產生的高溫介質攜帶所收集的熱能進入換熱裝置，根據負載所需地能量確定與水換熱的量，利用換熱後產生的蒸汽推動汽輪機，汽輪機通過將機械能轉化成電能，由於能量收集與發電是分離的，因此可以產生平穩的發電曲線，實現平穩發電。
進一步的，還包括壓縮空氣罐，壓縮空氣罐與壓縮空氣儲能裝置配合。可移動的小型的壓縮空氣罐，裝入清洗車，將風力餘電存儲，同時用於清洗車中清洗液噴射的驅動力，用於對光熱裝置中的反射鏡面定期進行清洗。
進一步的，所述光熱裝置包括氣動的跟蹤裝置、氣動循環泵，跟蹤裝置、氣動循環泵與壓縮空氣儲能裝置連接，跟蹤裝置、氣動循環泵與氣動控制裝置電連接。光熱裝置的跟蹤裝置和循環泵採用氣動裝置，通過管路與壓縮空氣儲能設備相連，並由氣動控制系統集中控制，在壓縮空氣的驅動下，使得聚光面始終隨著太陽轉動，確保收集最大能量；光熱裝置的循環動力一般由循環泵來提供，本系統的泵也採用氣動裝置，將壓縮空氣的能量轉化為循環泵的動能，帶動導熱介質的循環。
優選的，所述風電裝置還包括蓄電池，蓄電池與氣動循環泵連接。蓄電池用於存儲風力餘電，用於光熱裝置的伴熱以及其他設備的用電。
優選的，所述風電裝置包括兩排風力發電機，每一排風力發電機均為一字型排布，光熱裝置位於兩排風電裝置的內側。從相對位置上看，風力發電機將光熱裝置夾在中間，起到降低光熱裝置區域風速的作用，由於減少了光熱裝置的風荷載，降低了支撐結構的參數要求，使得光熱裝置的造價在一定程度上降低。
本發明同現有技術相比具有以下優點及效果：
1、本發明利用壓縮空氣儲能作為存儲方式，將風力發電的餘電存儲，為光熱發電系統提供驅動力，降低了光熱發電站的廠用電，同時解決了目前困擾新能源的問題。
2、本發明採用氣動裝置，將壓縮空氣的能量轉化為循環泵的動能，帶動導熱介質的循環，導熱介質通過各路循環管路把熱量帶走，進入介質儲罐，根據負載需要將導熱介質導出，在換熱系統中與水換熱，產生蒸汽，進入汽輪機，最終通過發電機發電，由於能量收集與發電是分離的，因此可以產生平穩的發電曲線，解決風力發電不連續的難題。
3、本發明在光熱裝置四周建造風力發電機，有利於減少風荷載，降低了光熱裝置的支撐結構投資。
4、本發明所提供的能源綜合利用系統具有可建設容量大，投資成本低，能量轉化環節少，效率和可靠性高的優點。
附圖說明
構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。
圖1為本發明的結構示意圖。
標號說明：
風電模塊1；槽式聚光集熱模塊2；介質儲罐3；汽輪機4；
發電機5；換熱系統6；壓縮空氣儲能設備7；氣動控制系統8。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
實施例1：如圖1所示，光熱與風電結合的能源發電裝置，包括風電模塊1、槽式聚光集熱模塊2、介質儲罐3、汽輪機4、發電機5、換熱系統6、壓縮空氣儲能設備7、氣動控制系統8，所述風電模塊1與壓縮空氣儲能設備7連接，壓縮空氣儲能設備7與氣動控制系統8連接，壓縮空氣儲能設備7還與槽式聚光集熱模塊2連接，槽式聚光集熱模塊2與介質儲罐3連接，介質儲罐3與換熱系統6連接，換熱系統6與汽輪機4連接，汽輪機4與發電機5連接，槽式聚光集熱模塊2包括氣動的跟蹤裝置、氣動循環泵，氣動循環泵與壓縮空氣儲能設備7連接，跟蹤裝置、氣動循環泵與氣動控制系統8電連接，槽式聚光集熱模塊2使用熔鹽作為導熱介質。
使用時，壓縮空氣儲能設備7，將風電模塊1的餘電以壓縮空氣機械能的形式存儲，並通過氣動控制系統8對壓縮空氣所儲的能量進行綜合管理，用以滿足槽式聚光集熱模塊2的跟蹤驅動及循環動力需求。槽式聚光集熱模塊2中，跟蹤裝置採用的是氣動的設備，在壓縮空氣的驅動下，使得聚光面始終隨著太陽轉動，確保收集最大能量。槽式聚光集熱模塊2中的循環動力一般由循環泵來提供，本系統的泵也採用氣動裝置，將壓縮空氣的能量轉化為循環泵的動能，帶動導熱介質的循環。導熱介質通過各路循環管路把熱量帶走，進入介質儲罐3，根據負荷需要將導熱介質導出，在換熱系統6中與水換熱，產生蒸汽，進入汽輪機4，最終通過發電機5發電，由於能量收集與發電是分離的，因此可以產生平穩的發電曲線。
實施例2：
本實施例與實施例1基本相同，區別點在於：實施例2中風電模塊1還包括蓄電池，蓄電池與氣動循環泵連接。蓄電池用於存儲風力餘電，用於光熱裝置的伴熱以及其他設備的用電。
實施例3：
本實施例與實施例1基本相同，區別點在於：實施例3中還包括壓縮空氣罐，通過與壓縮空氣儲能設備7連接儲存多餘的壓縮空氣，將可移動的小型的壓縮空氣罐裝入清洗車，同時用於清洗車中清洗液噴射的驅動力，用於對光熱裝置中的反射鏡面定期進行清洗。
實施例4：
本實施例與實施例1基本相同，區別點在於：實施例4中風電模塊1包括兩排風力發電機，每一排風力發電機均為一字型排布，光熱裝置位於兩排風電裝置的內側。從相對位置上看，風力發電機將光熱裝置夾在中間，起到降低光熱裝置區域風速的作用，由於減少了光熱裝置的風荷載，降低了支撐結構的參數要求，使得光熱裝置的造價在一定程度上降低。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。