一種海洋溫差能與太陽能結合利用的發電系統的製作方法

2023-05-23 17:05:16 1

一種海洋溫差能與太陽能結合利用的發電系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種海洋溫差能與太陽能結合利用的發電系統。其利用連通器原理抽取海水可節省大量電能。其太陽能發電集熱器利用太陽能電池發電，並把沒有轉化為電能的太陽輻射能轉化為熱能用來給工質提高溫度。溫差發電採用新型渦輪機雙機布置，充分利用氨氣膨脹做功和氨氣被水吸收溶解時產生的吸力做功。本技術將太陽能光伏發電與海洋溫差能發電結合，能夠在白天主要採用光伏發電，而把沒被光伏發電利用的大部分太陽輻射能轉換成熱能儲存起來，用於夜間或陰天使用溫差發電技術發電。不僅適用於海島和沿海地區，也適用於內陸有湖泊、水庫的地區。而且太陽能發電集熱器也可小型化單獨使用，給日常家居和海島地區供電、收集淡水和提供熱水。
【專利說明】一種海洋溫差能與太陽能結合利用的發電系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種海洋溫差能與太陽能結合利用的發電裝置。

【背景技術】
[0002]能源危機，傳統能源對環境汙染嚴重，而新能源大多數屬於間歇性能源，有很多弱點，海洋溫差發電技術有很大前景。海洋溫差發電是利用海洋表層和深層海水間存在的溫差進行發電，優點是幾乎不會排放二氧化碳，不需要消耗化石燃料，可能成為解決全球變暖和環境汙染等21世紀最大環境問題的有效手段。但是目前的海洋溫差發電技術有種種缺陷導致海洋溫差發電仍不能商業化，實用化，備受推崇的太陽能發電也有很多弱點需要克月艮，主要表現在以下幾個方面:
[0003]1、目前的海洋溫差發電技術採用的抽排水方式要消耗掉發電站大約一半的電能，這個弱點一直沒有得到解決，導致電站輸出功率低。
[0004]2、目前的海洋溫差發電技術只適合熱帶和亞熱帶海島或沿海地區，不能適用於溫帶地區或內陸地區。
[0005]3、目前的海洋溫差發電技術能夠利用的溫差較小，輸出功率小。
[0006]4、目前的海洋溫差發電技術沒有充分利用密閉容器內所充滿的氨氣在瞬間大量溶解於水時，導致容器內出現真空而產生很大吸力的特點來做功發電。
[0007]5、目前的海洋溫差發電技術由於需要使用的水管的數量非常大，口徑也非常大，而且抽水管必須鋪設到遠海深海中去，受到洋流、海底地形等很多海洋環境因素的影響，使得鋪設十分困難，維護也十分困難。導致鋪設和維護成本高昂。
[0008]6、目前的太陽能熱池技術由於採用不同比重的液體做為隔熱層和儲熱層，熱損失太大，太陽能熱池中的溫度提升幅度較小，不實用。
[0009]7、目前的太陽能光伏電站由於不能在沒有陽光的黑天和陰天發電，屬於間歇性能源，對目前電網有很大的不利影響。
[0010]8、目前的太陽能光伏電站使用的太陽能電池板經常因為表面沾有灰塵而影響發電效率，而且當電池板局部被樹葉或鳥糞遮擋時，會因為電池板被遮擋部分不能發電時存在的高阻抗而產生的高溫導致燒毀電池板，需要經常清洗太陽能電池板表面，而且挨個電池組清洗費時費力。
[0011]9、目前的太陽能電池由於夏季在炎炎烈日下往往溫度過高，而導致太陽能電池整體壽命變短。
[0012]10、目前的太陽能光伏電站使用的太陽能電池板由於露天放置，經常遭受暴風，冰雹的襲擊而損壞，而那種能夠翻轉的具有一定防護功能的定日鏡造價又非常高。
[0013]11、目前的太陽能光熱電站採用鹽做為儲熱材料，所存儲的熱能只能在無光照情況下維持12小時的發電，不能夠長時間持續發電，尤其是遇到連續陰天的情況就不能持續供電。
[0014]12、目前的對於太陽能和風能發電等間歇性能源所採用的儲能材料為鹽，水泥板，或壓縮空氣等方式，均存在技術難度高、效率低、不實用等特點。
[0015]13、目前技術以上的種種缺陷導致海洋溫差發電仍不能商業化，實用化，僅僅停留在試驗階段。也導致太陽能發電成本非常高，需要靠政府補貼才能維持。


【發明內容】

[0016]針對上述存在的問題，本實用新型提供一種高效的，適用區域廣泛的海洋溫差能與太陽能結合利用的發電系統。為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案:該方案包括抽排水部分、太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分、溫差發電部分三個部分。其中，溫差發電部分做為主體部分，而抽排水部分和太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分做為輔助部分，這三個部分的相互連接關係採用通常採用的技術方法，就是將主體部分的溫差發電部分的換熱器，浸泡放置於輔助部分的抽排水部分的溫海水池和冷海水池中，以及浸泡放置於輔助部分的太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分的換熱池中。其中，做為輔助部分的抽排水部分負責提供25攝氏度左右的溫海水和8攝氏度左右的冷海水並存儲於溫海水池和冷海水池中，而做為輔助部分的太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分負責把太陽輻射能轉換為熱能將水加熱至60攝氏度左右的高溫並存儲於換熱池中。用來給做為主體部分的溫差發電部分的工質流過換熱器時對工質進行加熱和冷卻，以推動工質對渦輪發電機做功發電。下面就這三個部分分別進行闡述:
[0017]1、抽排水部分由大海、冷海水抽水管、排水管、溫海水抽水管、防波堤、冷海水池、溫海水池、溫海水池排水泵、冷海水池排水泵組成。冷海水池、溫海水池與大海處於同一水平面上，冷海水抽水管和溫海水抽水管以及排水管的位置低於海平面，從而將大海與冷海水池、溫海水池連通成一個大型的連通器。溫海水抽水管的吸水口設置在海水錶層，並且距離海岸遠一些，當海水漲潮時，湧上來的裹挾有大量泥沙的渾濁海水會被防波堤阻擋住。打開冷海水池、溫海水池的入水閘門，遠離海岸的表層清澈的溫海水就會因為水位高而經過溫海水抽水管流入到溫海水池中，而底層的冷海水也會因為連通器的作用而經過冷海水抽水管被從海底壓入到冷海水池中。水滿後關閉入水閘門，等到落潮後，冷海水池和溫海水池中的海水就因為落潮後產生的高位差，而能夠經由排水管自行流出排入大海。從而減少了由於抽排水而產生的電能消耗，使得電站的輸出功率提高了一倍。如果採用水泵抽排水，因為冷海水池、溫海水池和海洋水處於一個水平面上，當溫海水池排水泵從溫海水池中抽走海水與冷海水排水泵從冷海水池中抽走海水經由排水管排入大海時，大海中的表層的溫海水和深層的冷海水就會因為連通器的作用，通過打開的進水口閘門自動補充到溫海水池和冷海水池中。因為水泵基本與溫海水池和冷海水池與大海處於同一水平上，沒有高度差，所以水泵消耗的電能遠遠小於目前抽取海水尤其是抽取深海海水需要水泵有很高揚程所消耗的電能。抽取溫海水和冷海水的抽水管上也可以安設水泵，用於需要時隨時抽取海水蓄滿溫海水池和冷海水池中至高於海平面的水位，當開始溫差發電時只要打開溫海水池和冷海水池的排水口就能在排水時完成換熱的工作。
[0018]所述的溫海水池與冷海水池的一側均設置有一個通道，通道與溫海水池和冷海水池處於同一水平。通道內用於放置換熱器，通道的末端設置有排水口和排水泵。當打開排水口或啟動排水泵排水時，水就會流過換熱器被排出，從而在排出水的同時也實現了對換熱器內的工質進行加熱和冷卻。通道的末端可以設計成一個小水池，小水池的池底可以低於溫海水池和冷海水池的池底，以便於排水和維護。溫海水池和冷海水池的四壁和池底鋪設有隔熱材料，溫海水池可以安設透光的頂棚接受太陽光照射而加熱溫海水，冷海水池可以安設不透光的頂棚避免太陽光照射而加熱冷海水。
[0019]2、太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分由太陽能發電集熱器和儲熱池組以及大棚組成。
[0020]當白天太陽光照射時，太陽光照射到太陽能發電集熱器上的透光太陽能電池板上，透光太陽能電池吸收太陽光譜中的非可見光從而使透光太陽能電池產生電能。而可見光則穿透上蓋和透光太陽能電池照射到太陽能發電集熱器底部的吸熱塗層上，被轉換為熱能並加熱太陽能發電集熱器中的水至60攝氏度左右。太陽能發電集熱器中產生的熱水則通過水管進入儲熱池組中存儲起來，以供溫差發電時加熱工質使用。
[0021]所述的太陽能發電集熱器的底部和四壁鋪設有隔熱層，底部表面為吸熱塗層。太陽能發電集熱器表面設有透光上蓋，透光上蓋所使用材料為鋼化玻璃等高強度的透光性能好的材料。透光上蓋下部有支柱支撐並用於固定透光上蓋，防止透光上蓋位移和人員在上面清洗表面時承重。在太陽能發電集熱器的透光上蓋的四周設有圍沿，用於收集雨水。太陽能發電集熱器內設置的透光太陽能電池，也可以改換成其它類型的太陽能電池，當使用其它類型的太陽能電池時，太陽能電池既用來發電，也兼做太陽能吸熱層，用於把太陽輻射到太陽能電池上的太陽光轉換為電能後還剩餘的大部分太陽輻射能轉化為熱能，給太陽能發電集熱器中的水加熱。當然，透光太陽能電池也同樣可以浸泡放置於太陽能發電集熱器的水中，這樣就可以把透光太陽能電池工作時產生的熱傳遞給水，也避免了透光太陽能電池過熱損壞。太陽能發電集熱器的底部設置有溝槽，用於匯集熱水。另外太陽能發電集熱器可以直接設計成位於地面或大棚頂部的一個或多個的大型發電集熱池，也可以小型化設計成兼具太陽能供電能力的家居太陽能熱水器，可用於居民家居供電和供應熱水。尤其適用於南海島嶼的發電使用，不但有太陽能電池板能夠發電，還具有收集雨水的功能，能夠給雨水充足卻又缺少淡水的南海島礁收集提供淡水和熱水，並能保護裡面的太陽能電池板免受海風的襲擊和腐蝕。集熱器也能夠用於分散設置於如農田、魚塘等地方的支架上方，如果布置密度得當，不會對農作物或水塘內的魚類有太大的影響，尤其適合於喜陰的農作物。其輸送水的管路可以兼用來灌溉農作物時使用，太陽能發電集熱器還具有抵抗冰雹、旱災等自然災害的作用。
[0022]所訴的儲熱池組採用的儲熱材料為水。儲熱池組為多個儲熱池而組成，儲熱池的頂蓋和底部以及四壁鋪設有隔熱層，以防止熱損失。並有水管與太陽能發電集熱器相互連通，以用於將太陽能發電集熱器中的熱水抽到儲熱池中保存，或將儲熱池中的較低溫度的乏水抽到太陽能發電集熱器中接受太陽光加熱。儲熱池組為多個儲熱池而組成，一個儲熱池做為換熱池，其它儲熱池為用於儲存來自太陽能發電集熱器加熱後的高溫的熱水做為儲熱水池，和用於儲存換熱後的較低溫度的乏水做為儲乏水池。各儲熱池與換熱池之間有水管連通。做為換熱池的儲熱池內部放置換熱器，換熱池的一端設置有進水管，另一端設置有排水管，並與其它的儲熱池相通，當換熱池另一端的排水管開始排水，儲熱水池中的熱水就會通過進水管補充流入換熱池，經過換熱器把熱能傳遞給換熱器內通過的氨水，從排水管流到用於儲存換熱後的較低溫度的乏水的儲乏水池中。儲熱池採用布置於太陽能發電集熱器之下的地面或地下的方式，以避免佔用太陽光接受面積。
[0023]所述的大棚是有著大面積棚頂的建築物，棚頂四周設有圍沿，用於收集棚頂的雨水，收集起來的雨水可經由水管儲存起來也可以用作其它用途。棚頂表面用於放置太陽能發電集熱器，在放置的太陽能發電集熱器之間的間隙開設有透光窗，用於給棚內照明。棚頂可以直接設置成一個或多個大型的發電集熱池，來代替擺放在棚頂的相對數量較多的太陽能發電集熱器。也可以小型化設計成家居能發電的太陽能熱水器用於普通居民日常使用。棚內的空間可以用於各種應用，如用於養殖、種菜等，也可以用做倉庫、車間、車庫、居室等，棚內的地面或地下可用於安設儲熱池等。
[0024]3、海洋溫差發電部分由氣液分離器、回熱器、前渦輪機、前發電機、前氣室、後渦輪機、後發電機、後氣室、工質泵、換熱器組成。溫差發電部分採用氨水做為工質。首先氨水被工質泵送到溫海水池中的換熱器中被加熱至23攝氏度左右，然後進入回熱器被第二次加熱到30攝氏度左右，最後進入到換熱池中進行第二次加熱到40攝氏度左右。然後40攝氏度高溫的氨水先被送到氣液分離器，使氨氣和水分離。其中在氣液分離器中分離出來的高溫高壓氨氣，首先通過前渦輪機膨脹做功帶動前發電機使之產生電能後，進入前氣室，變為較低氣壓和較低溫度的氨氣。然後氨氣通過後渦輪機進入到後氣室中並充滿後氣室。而設置於後氣室內的噴水裝置中噴出來的低溫水霧，遇到氨氣，氨氣則被水霧迅速溶解吸收。從而在後氣室中產生很大真空度的真空，這個真空對前氣室的氨氣產生很大的吸力。這個吸力使得前氣室的氨氣迅速通過後渦輪機來填補後氣室內的真空，從而對後渦輪機做功帶動後發電機產生電能。而在氣液分離器中分離出來的高溫的水先被工質泵送到回熱器中，把一部分熱能交換給在溫海水池中就已經初次加熱過的氨水，對其進行再次加熱。然後失去一部分熱能的水被送到冷海水池中冷卻成13攝氏度左右低溫的水，之後進入到後氣室中被從噴水裝置中以水霧的形式噴出來，用於吸收溶解氨氣。吸收溶解氨氣後形成的氨水被匯集起來，再次進入到溫海水池中加熱，從而開始第二個溫差發電循環。
[0025]所述的前氣室，為一個密閉的空間，底部為漏鬥狀設計，以利於收集雜物和凝結的液體。漏鬥的下方連接有大型氣囊，用來調節氣室內的氣壓。安設氣囊的空間與外界空間相通，以保持一個與外界氣壓接近的穩定氣壓。氣囊下部安設有帶有單向閥的用於排出雜物和液體的出口。
[0026]所述的後氣室，為一個密閉的空間，四壁為光滑設計，底部為漏鬥狀設計，以用於匯集氨水，上方布設有噴水裝置。漏鬥的下方連接有管路，管路上安設有單向閥，防止後氣室內氣壓發生變化時氨水被吸回到後氣室中去。
[0027]所述的後渦輪機的尺寸尤其是葉片的尺寸要較前渦輪機的葉片尺寸大兩倍以上，其進氣管路和排氣管路的口徑也較前渦輪機的管路口徑大四倍以上。以利於氨氣在單位時間內有更大的通過量，使得渦輪機獲得較大的機械能帶動發電機發電。
[0028]有益效果
[0029]由於太陽能發電集熱器能夠將水加熱到60攝氏度左右的溫度，大大高於普通海洋溫差發電所使用的海表面的28攝氏度海水的溫度，比只利用海洋上下層海水溫差方式只有20攝氏度的溫度差要大許多，所以比普通的溫差發電能力高出很多。而且適用區域更廣泛，不僅適用於海島和沿海地區，也適用於內陸有湖泊、水庫的地區。因為只要有20攝氏度的溫度差就可以實現溫差發電，所以即使內陸湖泊水庫中的底層的低溫水溫度不夠低，但是太陽能發電集熱器能夠使水的溫度提高到60攝氏度左右，從而擴大了溫度差，也能夠實現溫差發電。雖然效率低於沿海地區，但是利用存儲於儲熱池中的熱水可以實現不間斷髮電，解決了太陽能光伏電站和風力發電站等間歇性能源在陰天黑夜以及無風的時候不能發電的不足。當然更適用於在熱帶亞熱帶地區常年穩定發電，中國的廣東、廣西的沿海地區就非常適合建設此類電站，即使是有冬季的中國北方地區一年中也有半年以上的時間可以採用溫差發電方式。並且，把儲熱與溫差發電結合可以使電站能夠在內陸地區也能夠維持數日在無光照的情況下發電，比起單純的光伏電站、光熱電站和風力發電站等間歇性能源有很大的優勢。如果在北方使用大棚技術，還可以在冬季時在大棚內種植各種瓜果蔬菜，可以有很可觀的效益。
[0030]本技術由於採用儲熱池再次加熱技術，能夠使工質利用的溫差大大增加，所以對低溫海水的溫度是否夠低要求不高。所以對抽排水管的鋪設要求也不像目前技術那樣必須鋪設到遠海深海中去抽取5至8攝氏度的低溫海水，而只需要抽取海邊底層的十幾度的海水就能滿足要求，當然能夠抽取到更低的低溫海水更好。從而大大節省水管的數量和高昂的鋪設成本及高昂的維護成本。
[0031]根據上述技術方案得到的本實用新型通過使用連通器原理來抽取海底的低溫海水，可以減少大量的電能消耗，使得電站的輸出功率提高接近一倍。
[0032]由於太陽能電池放置於太陽能發電集熱器內的水裡，這樣一來，還能免除清除太陽能電池板上灰塵雜物的維護工作，只要簡單清洗太陽能發電集熱器的透光上蓋就可以了，工作簡單也不會壓迫太陽能電池使之經常發生變形而導致太陽能電池壽命縮短。而且也因為浸泡在水中，既可以防止太陽能電池出現局部溫度過高的情況而燒毀，還可以抵禦冰雹和大風的襲擊而避免太陽能電池損壞。比起普通太陽能光伏電站的太陽能電池組的壽命短、清洗不方便、抗風和抗冰雹能力弱、易被損壞等弱點有很大優勢。
[0033]儲熱池採用水做為儲熱材料。使用水做為大規模儲熱材料，不但來源廣泛、成本低廉，而且使用安全、易於保存，沒有太高技術要求，能夠大規模應用。比起目前其它技術採用的水泥板、鹽或壓縮空氣等材料做為大規模儲熱材料來說，有著非常大的優勢。太陽輻射到一平方公裡地表面積的輻射能，被水吸收後生成的熱水，可以被深10米長寬各為100米的水池儲存起來，而佔地面積只有一平方公裡地表面積的百分之一。而且太陽能發電集熱器在水池上方放置，並不佔用接收太陽能輻射的地表面積。並且，如果水池的保溫隔熱層做得足夠厚，那麼，熱水的保存時間會延長至一個月以上，可以存儲大量熱能以備需要時發電使用。
[0034]本實用新型適用於沿海及島嶼的發電使用，其中太陽能發電集熱器也可以單獨使用。不但有太陽能電池板能夠發電，還具有收集雨水的功能。能夠給雨水充足卻又缺少淡水的海島收集提供淡水和熱水，並能保護裡面的太陽能電池板免受海風的襲擊和腐蝕。
[0035]由此可見，本實用新型不但清潔無汙染，無需化石燃料，而且，本技術將太陽能與海洋溫差能結合利用發電，能夠在白天的時候主要採用太陽能光伏發電，而把沒有被光伏發電利用的大部分太陽輻射能轉換成熱能儲存起來，用於夜間或陰天使用溫差發電技術發電，使太陽能光伏發電和溫差發電更高效、更穩定、更持久。適用區域廣泛，不僅適用於海島和沿海地區，也適用於內陸有湖泊、水庫的地區。一次投入，長久受益，有很大優勢。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1為海洋溫差能與太陽能結合利用的發電系統的示意圖
[0037]圖中，101?大海，102?冷海水抽水管，103?排水管，104?溫海水抽水管，105?防波堤，106?冷海水池，107?溫海水池，201?大棚，202?透光窗，203?太陽能發電集熱器，204?透光上蓋，205?透光太陽能電池，206?集水溝槽，207?儲熱水池，208?儲乏水池，209?換熱池，21(Γ水管，30Γ氣液分離器，302?回熱器，303?前渦輪機，304?前氣室，305?前發電機，306?氣囊，307?後渦輪機，308?後發電機，309?後氣室，31(Γ噴水裝置，31Γ換熱器，312?換熱器，313?換熱器，401?工質泵，402?溫海水池排水泵，403?冷海水池排水泵。
[0038]

【具體實施方式】
[0039]本系統分為三個主要部分，分別為抽排水部分、太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分、溫差發電部分。其中，溫差發電部分做為主體部分，而抽排水部分和太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分做為輔助部分。做為輔助部分的抽排水部分負責提供25攝氏度左右的溫海水和8攝氏度左右的冷海水並存儲於溫海水池和冷海水池中，而做為輔助部分太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分負責把太陽輻射能轉換為熱能把水加熱至60攝氏度左右的高溫並存儲於換熱池中。用來給做為主體部分的溫差發電部分的工質流過換熱器時對工質進行加熱和冷卻，以推動工質對渦輪發電機做功發電。其中，溫差發電部分的換熱器312浸泡放置於抽排水部分的溫海水池107中，溫差發電部分的換熱器311浸泡放置於抽排水部分的冷海水池106中，溫差發電部分的換熱器313浸泡放置於太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分的換熱池209中。
[0040]首先，屬於溫差發電部分的工質泵401把氨水通過密閉的管路送到屬於抽排水部分的溫海水池107中放置的屬於溫差發電部分的換熱器312中，被溫海水池107中的海水加熱至23攝氏度左右，然後進入回熱器302中升溫至30攝氏度左右，之後進入到屬於太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分的換熱池209中放置的屬於溫差發電部分的換熱器313中，氨水被加熱至40攝氏度左右，之後進入氣液分離器301中，氨水被分離成氨氣和水，其中氨氣被送到渦輪機膨脹做功發電，而水則被工質泵送到回熱器302中，之後進入到屬於抽排水部分的冷海水池106中放置的屬於溫差發電部分的換熱器311中進行冷卻至15攝氏度左右，然後進入到後氣室309中吸收氨氣形成高濃度氨水後,被工質泵401送往屬於抽排水部分的溫海水池107中放置的屬於溫差發電部分的換熱器312中進行第二個發電循環的第一次加熱，開始第二個發電循環。
[0041]下面對抽排水部分、太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分、溫差發電部分這三個部分分別進行具體闡述:
[0042]1、抽排水部分的實施方式:
[0043]冷海水池106、溫海水池107與大海101處於同一水平面上,冷海水抽水管102和溫海水抽水管104以及排水管103的位置低於海平面，從而將大海101與冷海水池106、溫海水池107連通成一個大型的連通器。溫海水抽水管104的吸水口設置在海水錶層，並且距離海岸遠一些，這樣可以防止漲潮時近岸海水渾濁，而導致進入溫海水池107中的海水中混有大量泥沙。當海水漲潮時，湧上來的裹挾有大量泥沙的渾濁海水會被用於阻擋風浪的防波堤105阻擋住，打開冷海水池106、溫海水池107的入水閘門，遠離海岸的表層清澈的溫海水就會因為水位高而經過溫海水抽水管104流入到溫海水池107中，而底層的冷海水也會因為連通器的作用而經過冷海水抽水管102被從海底層壓入到冷海水池106中。水滿後關閉入水閘門，等到落潮後，冷海水池106和溫海水池107中的海水就因為落潮後產生的高位差，而能夠經由排水管103自行流出排入大海。如果採用水泵抽排水，因為冷海水池106、溫海水池107和海洋水處於一個水平面上，當溫海水池排水泵402從溫海水池107中抽走海水和冷海水排水泵403從冷海水池106中抽走海水經由排水管103排入大海時，大海中的表層的溫海水和深層的冷海水就會因為連通器的作用，通過打開的進水口閘門自動補充到溫海水池107和冷海水池106中。
[0044]2、太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分的實施方式:
[0045]當白天太陽光照射到大棚201的棚頂上時，一小部分太陽光會經過安設在大棚201的棚頂上的多個太陽能發電集熱器203之間的間隙，穿透大棚201棚頂的透光窗202照射入棚內，給棚內照明。而絕大部分的太陽光則照射在棚頂上的太陽能發電集熱器203上，太陽光穿過太陽能發電集熱器203上面的透光上蓋204照射到透光太陽能電池205上，太陽光光譜中的非可見光被透光太陽能電池205吸收產生電能。而可見光則穿過透光太陽能電池205照射在太陽能發電集熱器203底層的吸熱塗層上，轉化為熱能，加熱太陽能發電集熱器203中的水。太陽能發電集熱器203中的熱水達到60攝氏度左右的溫度後，會被匯集到集水溝槽206中經由水管210抽入到儲熱水池207中，當進行溫差發電時抽入到換熱池209中用來加熱工質。加熱工質後變成較低溫度的乏水則被排入到儲乏水池208中儲存起來，以等待有機會接受太陽光加熱時送到太陽能發電集熱器中進行再次吸收太陽熱能。
[0046]3、溫差發電部分的實施方式:
[0047]溫差發電部分採用氨水做為工質，首先，氨水進入到溫海水池107中的換熱器312中進行第一次加熱，被溫海水加熱至23攝氏度左右，然後再進入回熱器302中接受從氣液分離器301中流出的熱水的加熱，升溫至30攝氏度左右，之後進入換熱池209中的換熱器313中進行第三次加熱到40攝氏度左右。40攝氏度左右高溫的氨水被送到氣液分離器301中，氨水被分離成高溫高壓的氨氣和水。其中，高溫高壓的氨氣通過前渦輪機303膨脹做功，帶動前發電機305發出電流，進入到前氣室304中變成低壓低溫的氨氣。當前氣室304中的氨氣量發生很大變化時，前氣室304下部安設的氣囊306就會隨著氣壓的變化而或膨脹或收縮，來調節前氣室304內的氣壓，使前氣室304內的氣壓保持在一個穩定的範圍。前氣室304中的氨氣通過後渦輪機307進入到後氣室309中，這時後氣室309中的噴水裝置310噴出水霧，將後氣室309內的氨氣迅速吸收溶解，從而形成真空度較高的真空，這個真空對前氣室304中的氨氣產生很大的吸力，使得前氣室304中的氨氣快速通過後渦輪機307補充到後氣室309中，從而對後渦輪機307做功，帶動後發電機308發出電能。而從氣液分離器301中分離出來的熱水，則被工質泵送到回熱器302中，給經過這裡的氨水進行二次加熱後，進入到冷海水池106中的換熱器311中進行冷卻至15攝氏度左右，然後進入到後氣室309中，被噴水裝置310以水霧的形式噴出來吸收溶解氨氣形成氨水,氨水在後氣室309的底部匯集起來，被工質泵401送往溫海水池107中的換熱器312中進行第二個發電循環的第一次加熱，開始第二個發電循環。
【權利要求】
1.一種海洋溫差能與太陽能結合利用的發電系統，包括抽排水部分、太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分、溫差發電部分三個部分，該系統的抽排水部分由冷海水抽水管、排水管、溫海水抽水管、防波堤、冷海水池、溫海水池、溫海水池排水泵、冷海水池排水泵組成，其特徵在於:冷海水池(106)、溫海水池(107)與大海處於同一水平面上,冷海水抽水管(102)和溫海水抽水管(104)以及排水管(103)位置低於海平面，從而將大海與冷海水池(106)、溫海水池(107)連通成一個大型的連通器，溫海水抽水管(104)的吸水口設置在海水錶層，並且距離海岸遠一些，當海水漲潮時，湧上來的裹挾有大量泥沙的渾濁海水會被防波堤(105)阻擋住，打開冷海水池(106)、溫海水池(107)的入水閘門，遠離海岸的表層清澈的溫海水就會因為水位高而經過溫海水抽水管(104)流入到溫海水池(107)中，而底層的冷海水也會因為連通器的作用而經過冷海水抽水管(102)被從海底壓入到冷海水池(106)中，水滿後關閉入水閘門，等到落潮後，冷海水池(106)和溫海水池(107)中的海水就因為落潮後產生的高位差，而能夠經由排水管(103)自行流出排入大海，如果採用水泵抽排水，因為冷海水池(106)、溫海水池(107)和海洋水處於一個水平面上，當溫海水池排水泵(402)從溫海水池(107)中抽走海水與冷海水排水泵(403)從冷海水池(106)中抽走海水經由排水管(103)排入大海時，大海中的表層的溫海水和深層的冷海水就會因為連通器的作用，通過打開的進水口閘門自動補充到溫海水池(107)和冷海水池(106)中。
2.如權利要求1所述的一種海洋溫差能與太陽能結合利用的發電系統，其特徵在於:所述的抽排水部分中的冷海水池和溫海水池均設置有一個通道，通道內放置換熱器，通道的末端設置有排水口和排水泵。
3.一種海洋溫差能與太陽能結合利用的發電系統，包括抽排水部分、太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分、溫差發電部分三個部分，該系統的太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分由大棚、透光窗、太陽能發電集熱器、透光上蓋、透光太陽能電池、集水溝槽、儲熱水池、儲乏水池、換熱池、水管組成，其特徵在於:當白天太陽光照射到大棚(201)的棚頂上時，一小部分太陽光會經過安設在大棚(201)的棚頂上的多個太陽能發電集熱器(203)之間的間隙，穿透大棚(201)棚頂的透光窗(202)照射入棚內，而絕大部分的太陽光則照射在太陽能發電集熱器(203)上，太陽光穿過太陽能發電集熱器(203)上面的透光上蓋(204)照射到透光太陽能電池(205)上，太陽光光譜中的非可見光被透光太陽能電池(205)吸收產生電能，而可見光則穿過透光太陽能電池(205)照射在太陽能發電集熱器(203)底層的吸熱塗層上，轉化為熱能，加熱太陽能發電集熱器(203)中的水，太陽能發電集熱器(203)中的熱水達到一定溫度後，會被匯集到集水溝槽(206)中經由水管(210)抽入到儲熱水池(207)中，當進行溫差發電時抽入到換熱池(209)中用來加熱工質，加熱工質後變成較低溫度的乏水則被排入到儲乏水池(208)中儲存起來。
4.如權利要求3所述的一種海洋溫差能與太陽能結合利用的發電系統，其特徵在於:所述的太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分中的太陽能發電集熱器的底部和四壁鋪設有隔熱層，底部表面為吸熱塗層，太陽能發電集熱器表面設有透光上蓋，透光上蓋下部有支柱支撐，在太陽能發電集熱器透光上蓋的四周設有圍沿，太陽能發電集熱器內設置有太陽能電池，太陽能發電集熱器的底部設置有集水溝槽。
5.如權利要求3所述的一種海洋溫差能與太陽能結合利用的發電系統，其特徵在於:所述的太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分中的大棚的棚頂隔一定距離開設有透光窗，棚頂四周設有圍沿。
6.如權利要求3所述的一種海洋溫差能與太陽能結合利用的發電系統，其特徵在於:所述的太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分中的換熱池的頂蓋和底部以及四壁鋪設有隔熱層，換熱池的內部放置換熱器，換熱池的一端設置有進水管，另一端設置有排水管，並與其它的儲熱池相通，當換熱池另一端的排水管開始排水，儲熱水池中的熱水就會通過進水管補充流入換熱池，經過換熱器把熱能傳遞給換熱器內通過的氨水，換熱後的較低溫度的熱水從排水管流到儲乏水池中。
7.一種海洋溫差能與太陽能結合利用的發電系統，包括抽排水部分、太陽能光電轉換和熱能收集存儲部分、溫差發電部分三個部分，該系統的溫差發電部分由氣液分離器、回熱器、前渦輪機、前氣室、前發電機、氣囊、後渦輪機、後發電機、後氣室、噴水裝置、工質泵、換熱器組成，其特徵在於:在氣液分離器(301)中，氨水被分離成高溫高壓的氨氣和水，其中的高溫高壓的氨氣通過前渦輪機(303)膨脹做功，帶動前發電機(305)發出電流，進入到前氣室(304)中變成低壓低溫的氨氣，當前氣室(304)中的氨氣量發生很大變化時，前氣室(304)下部安設的氣囊(306)就會隨著氣壓的變化而或膨脹或收縮來調節前氣室(304)內的氣壓，前氣室(304)中的氨氣通過後渦輪機(307)進入到後氣室(309)中，這時後氣室(309)中的噴水裝置(310)噴出水霧,將後氣室(309)內的氨氣迅速吸收溶解,從而形成真空度較高的真空，這個真空對前氣室(304)中的氨氣產生很大的吸力，使得前氣室(304)中的氨氣快速通過後渦輪機(307)補充到後氣室(309)中，從而對後渦輪機(307)做功，帶動後發電機(308)發出電能，而從氣液分離器(301)中分離出來的熱水，則進入到回熱器(302)中，給經過這裡的氨水進行二次加熱後，進入到冷海水池(106)中的換熱器(311)中冷卻至15攝氏度左右，然後進入到後氣室(309)中，被噴水裝置(310)以水霧的形式噴出來吸收溶解氨氣形成氨水，氨水在後氣室(309)的底部匯集起來,被工質泵(401)送往溫海水池(107)中的換熱器(312)中進行第二個發電循環的第一次加熱，開始第二個發電循環。
8.如權利要求7所述的一種海洋溫差能與太陽能結合利用的發電系統，其特徵在於:所述的溫差發電部分中的前氣室，為一個密閉的空間，底部為漏鬥狀設計，漏鬥的下方連接有大型氣囊，安設氣囊的空間與外界空間相通，氣囊下部安設有帶有單向閥的排放口。
9.如權利要求7所述的一種海洋溫差能與太陽能結合利用的發電系統，其特徵在於:所述的溫差發電部分中的後氣室，為一個密閉的空間，四壁為光滑設計，底部為漏鬥狀設計，上方布設有噴水裝置，漏鬥的下方連接有管路，管路上安設有單向閥。
10.如權利要求7所述的一種海洋溫差能與太陽能結合利用的發電系統，其特徵在於:所述的溫差發電部分中的後渦輪機的尺寸尤其是葉片的尺寸要較前渦輪機的葉片尺寸大兩倍以上，其進氣管路和排氣管路的口徑也較前渦輪機的管路口徑大四倍以上。
【文檔編號】H02S10/10GK204156778SQ201420281208
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年5月29日 優先權日:2014年5月29日
【發明者】李效雨 申請人:李效雨