由日光通量和地冷驱动的发电系统

摘要

本发明涉及由日光通量和地冷驱动的发电系统。具体地，提供了一种采用日光热通量产生电力的系统。所述系统包括加热子系统和冷却环路。冷却环路使冷却剂循环通过热交换器，并通过已经由加热子系统加热的膨胀的第二制冷剂加热所述冷却剂。冷却环路包括以深度D埋置在地层中的管。土壤围绕管的长度L，包围材料限定和保持径向土壤环区宽度δ_s，径向土壤环区宽度δ_s从管径向延伸到从管的轴线A径向度量的周界半径r_∞的外周界。径向土壤环区宽度δ_s可保持在k_s/h_s－r_o。管的长度L可等于mc_p/2π{(0.5469/k_f)＋(1/k_p)ln(r_o/r_i)＋(1/k_s)[1＋ln(r_∞/r_o)]}其中， r_∞＝k_s/h_s。深度D可等于，其中，α＝exp[(2πk_pL/mc_p)－ln(r_o/r_i)]。

主权项

1. 一种用于产生电力的系统，包括：加热子系统，其设置在地面上，用于产生热能并用于使至少一种流体循环以传送由所述加热子系统产生的热能，冷却环路，用于使具有热导率kf和比定压热容cp的冷却剂以质量流速m循环通过所述冷却环路，并用于从具有轴线、长度L和横截面的含流体的管中移走热能，以将热能散入地层中，所述管沿水平方向以深度D埋置在地层中，土壤，其围绕所述管的所述长度L且具有热导率ks，所述管由具有小于所述土壤的热导率ks的热导率kp的材料制成，所述土壤具有混合于其中的空气气体和水汽，所述空气气体和所述水汽组合限定了土壤传热系数hs，和包围材料，其将围绕所述管的所述长度L的所述土壤包围，用于限定和保持径向土壤环区，所述径向土壤环区具有围绕所述管并从所述管径向延伸到具有周界半径r∞的外周界的宽度δs，所述周界半径r∞从所述轴线A径向度量。