一种发电系统

技术领域

本发明属于太阳能热利用技术领域，尤其是涉及一种发电系统。

背景技术

常规太阳能热发电系统的溢出损失约在8％左右，为了防止溢出的反射光线烧毁吸热器非受热面结构，需要设置专门的隔热区域，增加了系统投资，提高了成本。高倍聚光光伏电池板比常规光伏电池板具有更高的光电转换效率和单位面积输出，但是需要设计足够的反射面积，一般需要另外设置碟式或者线聚焦反射器，投资高于常规光伏电池板。现有的光伏和光热结合技术多为独立设置光伏和光热系统，通过发电侧并联，或者在高倍聚光光伏电池板发电的同时，利用散热量加热热水提供热量，但是冷却水的温度较低，不足以用于发电。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种发电系统，从而解决现有技术中常规光热电站的太阳能光线溢出损失的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种发电系统，包括：

吸热装置，包括多个吸热表面，用于吸收太阳光的光能，将光能转换为热能；

光伏电池板，围绕所述吸热装置的吸热表面设置，用于将光能转换为电能；

光反射镜场，用于将太阳光的入射光反射至所述吸热表面和所述光伏电池板；

储热装置，与所述吸热装置连接，用于储存所述吸热装置所吸收的热能；

热电转换装置，与所述储热装置连接，用于将所述储热装置中储存的热能转换为电能；

电压输出结构，与所述热电转换装置和所述光伏电池板分别连接，用于接收所述光伏电池板和所述热电转换装置所输出的电能，将所述电能转换为预设电压值后输出。

可选地，所述吸热装置包括：

吸热器和吸热塔；

所述吸热器设置于所述吸热塔上，所述吸热器包括多个吸热表面，所述光伏电池板围绕所述吸热器的所述吸热表面设置。

可选地，所述吸热器为表面式吸热器或腔式吸热器。

可选地，所述光伏电池板为高倍聚光光伏电池板。

可选地，所述光反射镜场包括：

多个定日镜，多个所述定日镜的镜面围绕所述吸热装置设置，且多个所述定日镜的镜面朝向所述吸热装置。

可选地，所述光伏电池板能够相对于吸热表面在第一位置与第二位置之间转动；

在第一位置时，所述光伏电池板与所述吸热装置的吸热表面之间呈预设角度，所述光反射镜场能够将太阳光的入射光反射至所述吸热表面和所述光伏电池板；

在第二位置时，所述光伏电池板遮盖所述吸热表面，所述光反射镜场能够将月光的入射光反射至所述光伏电池板。

可选地，所述储热装置包括：

第一流体回路和高温储罐；

所述第一流体回路设置有导热流体，所述第一流体回路的出口与所述高温储罐的进口连通，至少部分所述第一流体回路设置于所述吸热装置中；

通过所述第一流体回路，所述吸热装置所吸收的热能传递至所述导热流体，高温的所述导热流体储存于所述高温储罐中。

可选地，所述热电转换装置包括：

第二流体回路、换热结构、第三流体回路、透平结构和发电结构；

所述第二流体回路的进口与所述储热装置连通，至少部分的所述第二流体回路设置于所述换热结构中；所述第二流体回路设置有导热流体，用于将所述储热装置中所述储存的热能传递至所述换热结构；

所述换热结构的出口与所述第三流体回路的进口连通；

所述透平结构设置于靠近所述换热结构的出口的所述第三流体回路上；

所述透平结构与所述发电结构连接；

其中，所述换热结构中的发电工质与所述导热流体进行换热后，高温的所述发电工质经所述第三流体回路，在所述透平结构中做功，为所述发电结构提供发电动力。

可选地，所述透平结构为汽轮机、燃气轮机和超临界二氧化碳透平系统中的至少一项。

可选地，所述热电转换装置还包括：

冷却结构；

所述换热结构的进口与所述第三流体回路的出口连通；

所述冷却结构设置于所述透平结构和所述换热结构之间，靠近所述换热结构的进口的所述第三流体回路上；

其中，所述发电工质在所述透平结构做功后，低温的所述发电工质输出至所述冷却结构中进行冷却，经冷却后的所述发电工质经所述第三流体回路回流至所述换热结构中。

可选地，所述储热装置还包括：

低温储罐，所述低温储罐的进口与所述第二流体回路的出口连通；所述低温储罐的出口与所述第一流体回路的进口连通，用于储存与所述换热结构换热后的低温的所述导热流体。

可选地，所述高温储罐和所述低温储罐采用以下至少一种储热形式：

熔盐储热、相变储热和固体储热。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：

上述方案中，所述发电系统包括：吸热装置，包括多个吸热表面，用于吸收太阳光的光能，将光能转换为热能；光伏电池板，围绕吸热装置的吸热表面设置，用于将光能转换为电能；光反射镜场，用于将太阳光的入射光反射至吸热表面和光伏电池板；储热装置，与吸热装置连接，用于储存吸热装置所吸收的热能；热电转换装置，与储热装置连接，用于将储热装置中储存的热能转换为电能；电压输出结构，与热电转换装置和光伏电池板分别连接，用于接收光伏电池板和热电转换装置所输出的电能，将电能转换为预设电压值后输出，结合光伏与光热发电，形成光伏与光热共同发电的耦合系统，大幅减少太阳能光线溢出损失，提高发电量。

附图说明

图1为本发明实施例的发电系统的示意图之一；

图2为本发明实施例的发电系统的示意图之二。

附图标记说明：

1-光伏电池板；2-光反射镜场；3-吸热器；4-吸热塔；5-第一流体回路；6-高温储罐；7-第二流体回路；8-换热结构；9-第三流体回路；10-透平结构；11-发电结构；12-冷却结构；13-低温储罐。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明实施例针对现有技术中常规光热电站的太阳能光线溢出损失的问题，提供一种发电系统。

如图1至图2所示，本发明实施例提供了一种发电系统，包括：

吸热装置，包括多个吸热表面，用于吸收太阳光的光能，将光能转换为热能；

光伏电池板1，围绕所述吸热装置的吸热表面设置，用于将光能转换为电能；

光反射镜场2，用于将太阳光的入射光反射至所述吸热表面和所述光伏电池板1；

储热装置，与所述吸热装置连接，用于储存所述吸热装置所吸收的热能；

热电转换装置，与所述储热装置连接，用于将所述储热装置中储存的热能转换为电能；

电压输出结构，与所述热电转换装置和所述光伏电池板分别连接，用于接收所述光伏电池板1和所述热电转换装置所输出的电能，将所述电能转换为预设电压值后输出。

在本发明实施例中，所述电压输出结构可与电网连接，通过所述电压输出结构，可将该发电系统的电量输出。

本发明实施例通过吸热装置，包括多个吸热表面，用于吸收太阳光的光能，将光能转换为热能；光伏电池板1，围绕吸热装置的吸热表面设置，用于将光能转换为电能；光反射镜场2，用于将太阳光的入射光反射至吸热表面和光伏电池板1；储热装置，与吸热装置连接，用于储存吸热装置所吸收的热能；热电转换装置，与储热装置连接，用于将储热装置中储存的热能转换为电能；电压输出结构，与热电转换装置和光伏电池板1分别连接，用于接收光伏电池板1和热电转换装置所输出的电能，将电能转换为预设电压值后输出，结合光伏与光热发电，形成光伏与光热共同发电的耦合系统，大幅减少太阳能光线溢出损失，提高发电量。

需要说明的是，本发明实施例提供的所述发电系统利用光反射镜场2，实现二次反射效果，实现光伏与光热结合发电，同时解决了常规光热电站的溢出损失，将常规光热电站溢出的太阳光照射光伏电池板1，减少溢出损失，提高了系统的效率、降低了光反射镜场2的误差要求、减少了光伏电池板1的反射镜投入，提高了发电量。

可选地，所述吸热装置包括：

吸热器3和吸热塔4；

所述吸热器3设置于所述吸热塔4上，所述吸热器3包括多个吸热表面，所述光伏电池板1围绕所述吸热器3的所述吸热表面设置。

在本发明实施例中，如图2所示，所述吸热器3位于所述吸热塔4的顶部，所述光伏电池板1设置在所述吸热表面的四周位置，可接收不同偏转角度的太阳光的入射光，将光能转换为电能，实现光伏发电。

需要说明的是，未被所述吸热器3的吸热表面完全吸收而溢出的光线可以支持所述光伏电池板1发电，不会造成损失，并且能够使所述吸热表面的热流密度更加均匀，延长了所述吸热器3的运行寿命。

可选地，所述吸热器3为表面式吸热器或腔式吸热器。

需要说明的是，如图2所示，这里，所述吸热器3包括四个腔室吸热器。

可选地，所述光伏电池板1为高倍聚光光伏电池板。

在本发明实施例中，所述高倍聚光光伏电池板的聚光比为200至1000。

需要说明的是，由于所述高倍聚光光伏电池板的光电转换效率和单位面积输出更高，所以采用所述高倍聚光光伏电池板，可减少太阳能的溢出损失，提高发电量。

可选地，所述光反射镜场2包括：

多个定日镜，多个所述定日镜的镜面围绕所述吸热装置设置，且多个所述定日镜的镜面朝向所述吸热装置。

需要说明的是，所述光反射镜场2设置于所述吸热塔4的四周，通过不同的偏转角度将太阳光的直辐射光线反射至所述吸热表面和所述光伏电池板1上。

可选地，所述光伏电池板1能够相对于所述吸热表面在第一位置与第二位置之间转动；

在第一位置时，所述光伏电池板1与所述吸热装置的吸热表面之间呈预设角度，所述光反射镜场2能够将太阳光的入射光反射至所述吸热表面和所述光伏电池板1；

在第二位置时，所述光伏电池板1遮盖所述吸热表面，所述光反射镜场2能够将月光的入射光反射至所述光伏电池板1。

需要说明的是，在实际应用中，该发电系统中的所述光反射镜场2的工作情况如下：

所述光反射镜场2可在太阳光时候运行，所述光伏电池板1相对于所述吸热表面在第一位置，呈预设角度，所述光反射镜场2能够将太阳光的入射光反射至所述吸热表面和所述光伏电池板1；

所述光反射镜场2还可在月光时候运行，追踪月光，其中位于所述吸热表面下方的所述光伏电池板1相对于所述吸热表面在第二位置，遮盖所述吸热表面，所述光反射镜场2能够将月光的入射光反射至所述光伏电池板1，实现该发电系统在夜间有月光时的额外发电功能，同时，所述光伏电池板1在所述第二位置时，可减少所述吸热表面的散热损失，确保系统在夜间或停机时不散热，减少系统的起停时间和能量消耗；

还需要说明的是，所述光反射镜场2在月光时候运行时，所述光伏电池板1相对于所述吸热表面也可在所述第一位置。

可选地，所述储热装置包括：

第一流体回路5和高温储罐6；

所述第一流体回路5设置有导热流体，所述第一流体回路5的出口与所述高温储罐6的进口连通，至少部分所述第一流体回路5设置于所述吸热装置中；

通过所述第一流体回路5，所述吸热装置所吸收的热能传递至所述导热流体，高温的所述导热流体储存于所述高温储罐6中。

需要说明的是，所述吸热装置吸收热量后，通过所述导热流体将热量送入至所述高温初稿6中。

在本发明实施例中，所述导热流体可以为比热容较大的水。

可选地，所述热电转换装置包括：

第二流体回路7、换热结构8、第三流体回路9、透平结构10和发电结构11；

所述第二流体回路7的进口与所述储热装置连通，至少部分的所述第二流体回路7设置于所述换热结构8中；所述第二流体回路7设置有导热流体，用于将所述储热装置中所述储存的热能传递至所述换热结构8；

所述换热结构8的出口与所述第三流体回路9的进口连通；

所述透平结构10设置于靠近所述换热结构8的出口的所述第三流体回路9上；

所述透平结构10与所述发电结构11连接；

其中，所述换热结构8中的发电工质与所述导热流体进行换热后，高温的所述发电工质经所述第三流体回路，在所述透平结构10中做功，为所述发电结构11提供发电动力。

需要说明的是，所述第二流体回路7的进口与所述高温储罐6的出口连通，所述高温储罐6中的所述导热流体通过所述第二流体回路7，进入所述换热结构8中，将热量传递给所述发电工质，所述发电工质在所述透平结构10中做功，带动所述发电结构11发电，光能转换为热能后，再转换为机械能，最后将机械能转换为电能，从而形成光热发电。

在本发明实施例中，所述换热结构8是在一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现流体间热量传递的节能设备。

所述发电结构11为发电机。

可选地，所述透平结构10为汽轮机、燃气轮机和超临界二氧化碳透平系统中的至少一项。

在本发明实施例中，所述透平结构10为汽轮机。

可选地，所述热电转换装置还包括：

冷却结构12；

所述换热结构8的进口与所述第三流体回路7的出口连接；

所述冷却结构12设置于所述透平结构10和所述换热结构8之间，靠近所述换热结构8的进口的所述第三流体回路上；

其中，所述发电工质在所述透平结构10做功后，低温的所述发电工质输出至所述冷却结构12中进行冷却，经冷却后的所述发电工质经所述第三流体回路回流至所述换热结构8中。

需要说明的是，做功后的所述发电工质，经所述冷却结构12冷却凝结后，通过所述换热结构8与高温的所述导热流体进行换热，所述发电工质吸收热量，从而形成闭式循环系统，减少能量损失，提高换热效率。

可选地，所述储热装置还包括：

低温储罐13，所述低温储罐13的进口与所述第二流体回路7的出口连通；所述低温储罐13的出口与所述第一流体回路5的进口连通，用于储存通过所述换热结构8换热后的低温的所述导热流体。

需要说明的是，高温的所述导热流体通过所述换热结构8，与低温的所述发电工质换热后，所述导热流体排除热量，流入所述低温储罐中。

在本发明实施例中，所述低温储罐中13布置于所述吸热装置的下方。

可选地，所述高温储罐5和所述低温储罐13采用以下至少一种储热形式：

熔盐储热、相变储热和固体储热。

在本发明实施例中，所述低温储罐13采用熔盐储热的储热形式，为所述第一流体回路5提供低温的导热流体。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。