一种太阳能调峰储能发电装置的制作方法

1.本实用新型属于发电系统的技术领域，具体涉及一种太阳能调峰储能发电装置。


背景技术：

[0002]“碳达峰，碳中和”节能环保的大背景下，开发清洁能源是大势所趋，太阳能利用便是很好途径，现有太阳能光伏发电和太阳能聚光阵发电等形式。前者太阳能光伏发电其中主要核心元件便是多晶硅或单晶硅电池片，生产技术要求高，前期硅提纯和加工本身也是高耗能产品；后者太阳能聚光阵发电条件要求环境开阔，光照充足，占地面积大等限制；再加上太阳能受白天黑夜以及阴天晴天等条件限制，用户用电又有工作日用电多节假日用电少，前半夜用电多后半夜用电少等峰谷用电不均衡的情况，针对上述情况而实用新型的一种太阳能调峰储能发电装置。


技术实现要素：

[0003]
本技术中为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种太阳能调峰储能发电装置。
[0004]
本实用新型提供了如下的技术方案：一种太阳能调峰储能发电装置，包括太阳能采集模块，该太阳能采集模块利用太阳能将储存其中的水加热；
[0005]
发电核心舱模块，所述太阳能采集模块通过汇流分配器将热水输送至所述发电核心舱模块中，所述发电核心舱模块将热能转换成电能；同时，再将冷却的热水通过所述汇流分配器输送至所述太阳能采集模块中；
[0006]
储能模块，所述储能模块通过配电模块电性连接于所述发电核心舱模块，用于储存所述发电核心舱模块传输的电能。
[0007]
优选的，所述配电模块通过电力变压器电性连接于电网，所述电网一侧设有并网开关。
[0008]
优选的，所述发电核心舱模块包括塔筒、热水箱、发电机、散热器、穿心连接轴以及叶轮；所述热水箱设置在所述塔筒中，所述叶轮可转动的设置在所述热水箱的上方，所述发电机位于所述热水箱的下方，所述叶轮通过所述穿心连接轴连接于所述发电机，若干所述散热器设置在所述热水箱的外侧，所述塔筒的下部设有进气调节门。
[0009]
优选的，还包括低温水箱和系统管道，所述低温水箱设置在所述发电机的下方，所述系统管道包括第一管道、第二管道以及第三管道，所述汇流分配器通过第一管道连通于所述热水箱，所述热水箱通过第二管道连通于所述低温水箱，所述低温水箱通过所述第三管道连通于所述汇流分配器。
[0010]
优选的，所述热水箱中设有中空管道，所述穿心连接轴穿过所述中空管道。
[0011]
优选的，所述汇流分配器包括第一电磁阀、第二电磁阀以及第三电磁阀，所述太阳能采集模块对应的安装有所述第一电磁阀，所述第一管道通过所述第二电磁阀连接于所述第一电磁阀，所述第三管道通过所述第三电磁阀连接于所述第一电磁阀。
[0012]
优选的，所述发电核心舱模块的上方设置有防雨盖。
[0013]
优选的，本实用新型装置还包括监控中心，所述监控中电性连接于所述太阳能采集模块、所述发电核心舱模块以及所述汇流分配器。
[0014]
本实用新型涉及一种太阳能调峰储能发电装置，其有益效果：本系统采用智能测控，根据各种传感器接收的信号，调控低温回水子系统，储能子系统以及用电低谷电能加热热水储能利用的配电子系统，综合各子系统构成的一种太阳能调峰储能发电装置。
附图说明
[0015]
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
[0016]
图1是本实用新型装置的结构示意图；
[0017]
图2是本实用新型装置中发电核心舱模块的结构示意图；
[0018]
图3是本实用新型装置中汇流分配器的结构示意图；
[0019]
图4是为本实用新型装置工作原理示意图；
[0020]
图1至3中标记为：1、太阳能采集模块；2、发电核心舱模块；3、储能模块；4、配电模块；5、电力变压器；6、电网；7、并网开关；8、塔筒；9、热水箱；10、发电机；11、散热器；12、穿心连接轴；13、叶轮；14、低温水箱；15、第一管道；16、第二管道；17、第三管道；18、汇流分配器；19、第一电磁阀；20、第二电磁阀；21、第三电磁阀；22、防雨盖；23、监控中心；25、进气调节门；26、中空管道。
[0021]
图4中字符代号说明：f，f电磁阀；t，f温度传感器；sm回水水泵；m塔筒进风门控制电机；m塔筒进风门控制电机；w，w液位传感器；qr加热器；h发电机转速传感器。
具体实施方式
[0022]
以下结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分理解本实用新型的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本实用新型中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本实用新型各组成部分的相互位置关系来说的。
[0023]
如图1至3所示，一种太阳能调峰储能发电装置，包括太阳能采集模块1，该太阳能采集模块1利用太阳能将储存其中的水加热；发电核心舱模块2，所述太阳能采集模块1通过汇流分配器18将热水输送至所述发电核心舱模块2中，所述发电核心舱模块2将热能转换成电能；同时，再将冷却的热水通过所述汇流分配器18输送至所述太阳能采集模块1中；储能模块3，所述储能模块3通过配电模块4电性连接于所述发电核心舱模块2，用于储存所述发电核心舱模块2传输的电能。所述配电模块4通过电力变压器5电性连接于电网6，所述电网6一侧设有并网开关7。太阳能采集模块1将收集的冷水加热成热水，热水输送至发电核心舱模块2中，将热能转换成电能，一部分电能通过配电模块4输送至储能模块3中储存，一部分电能输送至电网6中，供居民使用。
[0024]
所述发电核心舱模块2包括塔筒8、热水箱9、发电机10、散热器11、穿心连接轴12、
叶轮13、低温水箱14以及系统管道；所述热水箱9设置在所述塔筒8中，所述叶轮13可转动的设置在所述热水箱9的上方，所述发电机10位于所述热水箱9的下方，所述叶轮13通过所述穿心连接轴12连接于所述发电机10，若干所述散热器11设置在所述热水箱9的外侧，所述塔筒8的下部设有进气调节门25。所述低温水箱14设置在所述发电机10的下方，所述系统管道包括第一管道15、第二管道16以及第三管道17，所述汇流分配器18通过第一管道15连通于所述热水箱9，所述热水箱9通过第二管道16连通于所述低温水箱14，所述低温水箱14通过所述第三管道17连通于所述汇流分配器18。太阳能采集模块1中的热水通过第一管道15输入进热水箱9中，打开进气调节门25，空气进入到塔筒8内，热水所含热能通过热水箱9的箱体和散热器11的传导和辐射方式加热塔筒8内的空气，热空气受热膨胀密度变小，向上流动，产生“烟囱效应”形成气流进一步上升流过叶轮13，驱动叶轮13旋转，叶轮13通过连接轴带动发电机10发电。热水冷却后通过第二管道16进入到低温水箱14中，再继续通过第三管道17输送至太阳能采集模块1中继续加热，实现循环利用。所述热水箱9中设有中空管道26，所述穿心连接轴12穿过所述中空管道26，便于叶轮13通过穿心连接轴12带动发电机10发电。
[0025]
具体的，所述汇流分配器18包括第一电磁阀19、第二电磁阀20以及第三电磁阀21，所述太阳能采集模块1对应的安装有所述第一电磁阀19，所述第一管道15通过所述第二电磁阀20连接于所述第一电磁阀19，所述第三管道17通过所述第三电磁阀21连接于所述第一电磁阀19。太阳能采集模块1上有若干加热水箱，每个加热水箱对应的配置一个第一电磁阀19，需要将热水输送至热水箱中时，打开相应的第一电磁阀19和第二电磁阀20，热水通过第一管道15输送至热水箱中，进行发电，发电完成之后，关闭第一电磁阀19和第二电磁阀20，冷却的热水进入到低温水箱14中，需要将低温水箱14中的冷水输送至太阳能采集模块1中时，打开第三电磁阀21和第一电磁阀19，通过第三管道17将冷水输送至太阳能采集模块1中，进行循环利用。
[0026]
所述发电核心舱模块2的上方设置有防雨盖22，起到防雨的作用。
[0027]
本实用新型装置还包括监控中心23，所述监控中心23电性连接于所述太阳能采集模块1、所述发电核心舱模块2以及所述汇流分配器18。通过监控中心23控制太阳能采集模块1、发电核心舱模块2以及汇流分配器18，从而实现精确的本实用新型装置，提高了工作效率。
[0028]
本实用新型装置的运行原理说明：
[0029]
如图4所示，该系统运行前，测控中心先通过各模块的温度/液位传感器，对整个系统进行检测，均符合运行要求才能启动运行；太阳能采集模块(以下简称采集模块)正常运行条件是这样的，分四种个状态：1.初始注水；2.热水发电；3.低温回水；4.调峰储能。
[0030]
1.初始注水
[0031]
先将低温水箱加注满常温水，关闭所有电磁阀。
[0032]
初始水从举例第一组开始，过程是：测控中心发出指令打开汇流分配器的f2(第三电磁阀)和f1(第一电磁阀)电磁阀，启动回水水泵，由低温水箱向第一组采集模块注水，如果第一组采集模块的注水完毕，关闭汇流分配器的f2和f1电磁阀，以及回水水泵；向第二组模块注水，测控中心发出指令打开汇流分配器的f2和f2电磁阀，启动回水水泵，由低温水箱向第一组采集模块注水，如果第一组采集模块的注水完毕；再循环上述方法，依次给其它采
集模块注水。
[0033]
2.热水发电
[0034]
该系统运行前，测控中心先通过各模块的温度/液位传感器，对整个系统进行检测，均符合运行要求才能启动运行。第一组到第n组采集模块的液位高度、温度都达到设定的条件；热水箱已排空，所有电磁阀关闭。假如从第一组采集模块开始，过程是：测控中心发出指令打开汇流分配器的f1和f1电磁阀，第一组采集模块向热水箱注水；如果第一组采集模块的注水完毕，根据测控中心数据还未达到热水箱的液位，那么测控中心发出指令汇流分配器的f1电磁阀关闭,然后打开f2电磁阀，f1电磁阀保持打开；如果第二次注水完成，依然为注满热水箱，那么测控中心依次将采集模块的热水注入到热水箱。热水箱外围布满散热器，安装于塔筒之内，热水的热量向周围传递，加热周围的空气，热空气密度变低而上升，塔筒外的空气通过进气门进入，由于塔筒对气流的限制形成“烟囱效应”向上的气流流速加快，气流驱动叶轮旋转，叶轮通过连杆及连轴器与发电机相连，从而带动发电机发电。
[0035]
叶轮的转速通过测控中心的设计定值，发出指令给进风门控制电机，电机控制进风门的进风量，从而达到控制叶轮的转速。
[0036]
3.低温回水
[0037]
由于热水箱外围布满散热器，不断向塔筒内的空气中传导散热，加热周围的空气，形成气流驱动叶轮旋转，热量不断耗散，最终温度低于测控中定值，就需要跟换热水，采取低温回水循环利用，简称：低温回水。先关闭所有电磁阀，将低温水箱排空；再打开f3电磁阀，热水箱中的水注入到低温水箱备用；采集模块需要时，按初始注水步骤依次补注水。
[0038]
4.调峰储能
[0039]
由于生产生活的需要，用电总是有高峰和低谷，本系统可利用下半夜用电低谷的剩余电量，按测控中心的指令开启加热装置对水箱里的水进行加热升温，关闭塔筒进气门，进行保温状态，发电核心舱的水箱体积巨大，加热需要4～8小时；在用电高峰到来，再开启进风门，进行正常发电，起到部分调峰储能的作用；另外，本系统还设置有专门的储能装置(蓄电池组)，低谷或剩余电量进行储能；需要时再逆变送入电网系统，也起到一定的调峰储能的作用。
[0040]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。