光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置，包括太阳能集热器、温度检测单元、温度反馈单元、透光光伏电池组件单元、控制单元和驱动单元；太阳能集热器包括聚光镜和集热管；温度检测单元用来检测集热管内的温度信息；温度反馈单元用来接收温度信息，并将温度信息传输给控制单元；透光光伏电池组件单元位于聚光镜的上方；控制单元根据接收的温度信息给驱动单元发送指令；聚光镜遮挡面积指透光光伏电池组件单元对聚光镜的遮挡面积。本发明专利技术通过控制透光光伏电池组件单元的移动，来改变透光光伏电池组件单元对聚光镜的遮挡面积，从而改变太阳能集热器所接收的太阳辐射能量，进而改变太阳能集热器的聚光比，达到控制集热管内温度的目的。

【技术实现步骤摘要】
光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置
本专利技术属于太阳能利用
，具体是一种光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置。
技术介绍
人类所需能量的绝大部分都直接或间接来自太阳，太阳能作为一种清洁、无污染、储量巨大的可再生能源，对其进行有效地开发利用是当下节能减排、可持续发展的重点研究方向。太阳能的转化利用方式主要包括：太阳能光热利用、太阳能光电利用、太阳能光化学利用、太阳能光生物利用等。光热利用是太阳能利用的主要形式，主要包括太阳能热水器、太阳能海水淡化、太阳灶、太阳温室等。太阳能光电利用主要有光伏发电技术，是利用半导体材料的光生电子效应直接把太阳能转变为电能的发电方式。太阳能光热利用中，太阳能的能流密度较低，采用聚光的方式可将太阳能转化为较高品位的热能加以利用，几倍甚至几百倍地提高太阳能辐照强度。传统的聚光集热方式如槽式、线性菲涅尔等，因为集热器形状基本固定，其聚光比是一个常数，往往不能准确控制集热管的温度，随着日照辐射强度以及气候的变化，集热管内的温度将随之改变，产生较大的温度梯度和热应力，集热管易发生形变，将降低集热器的使用寿命以及经济性，这一局限性将极大阻碍太阳能集热器的发展。太阳能光伏利用中，目前的光伏电池只能吸收太阳光的部分光谱，很多的能量以热的形式散失没有得到有效利用，光伏发电的效率不高。聚光光伏技术的显著优点是随着聚光比的增加，光电转化效率提高，但严重的散热问题，导致温度上升反而会降低光电转化效率，通常需要将温度控制在200摄氏度以下以获得较好的光电转化效率。光伏电池的厚度减小到微米量级可使其具备透光特性，在保障一定的光伏效率的同时，为光伏光热综合利用提供条件，提高太阳能利用效率。
技术实现思路
为了解决现有太阳能光热利用中太阳能集热器聚光比不可变以及太阳能光伏利用中太阳能光伏发电效率有限的问题，本专利技术提供了光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置，该装置可实现太阳能光伏和太阳能光热的综合高效利用。本专利技术光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置，包括太阳能集热器、温度检测单元、温度反馈单元、透光光伏电池组件单元、控制单元和驱动单元；所述太阳能集热器包括聚光镜和位于所述聚光镜焦线处的集热管；所述温度检测单元用来检测所述集热管内的温度信息；所述温度反馈单元用来接收温度信息，并将温度信息传输给所述控制单元；所述透光光伏电池组件单元位于所述聚光镜的上方；所述控制单元根据接收的温度信息给所述驱动单元发送指令，具体为：当温度信息高于预设温度时，控制单元给驱动单元发送向增大聚光镜遮挡面积的方向移动的指令；当温度信息低于预设温度时，控制单元给驱动单元发送向减小聚光镜遮挡面积的方向移动的指令；所述驱动单元根据指令驱动所述透光光伏电池组件单元移动；所述聚光镜遮挡面积指透光光伏电池组件单元对聚光镜的遮挡面积。本专利技术通过控制透光光伏电池组件单元的移动，来改变透光光伏电池组件单元对聚光镜的遮挡面积，从而改变太阳能集热器所接收的太阳辐射能量，进而改变太阳能集热器的聚光比，达到控制集热管内温度的目的。作为优选，为保障透光光伏电池组件单元的平稳移动，本专利技术还包括导轨，所述透光光伏电池组件单元安装于所述导轨上。作为一种具体实施方式，本专利技术还包括用来支撑所述太阳能集热器的支架。作为一种具体实施方式，所述聚光镜为线性菲涅尔透镜或抛物面聚光镜。作为优选，所述透光光伏电池组件单元有2个，分别位于所述聚光镜两端的上方；该2个透光光伏电池组件单元在驱动单元的驱动下相对或相背移动。为确保集热管内温度均匀，一种优选方案为：所述集热管上均匀分布若干温度检测单元，用来检测集热器内不同段的温度信息；且所述透光光伏电池组件单元由若干子透光光伏电池组成；所述控制单元根据接收的各段温度信息给所述驱动单元发送指令，具体为:对温度信息高于预设温度的集热器段，控制单元给驱动单元发送向增大该集热器段所对应聚光镜区域的遮挡面积的方向移动的指令；对温度信息低于预设温度的集热器段，控制单元给驱动单元发送向减小该集热器段所对应聚光镜区域的遮挡面积的方向移动的指令；所述驱动单元根据指令驱动相应的子透光光伏电池移动；所述聚光镜区域的遮挡面积指子透光光伏电池对聚光镜区域的遮挡面积。所述透光光伏电池组件单元有2个，分别记为第一透光光伏电池组件单元和第二透光光伏电池组件单元，第一透光光伏电池组件单元和第二透光光伏电池组件单元分别位于所述聚光镜两端的上方；第一透光光伏电池组件单元和第二透光光伏电池组件单元中相对的子透光光伏电池在驱动单元的驱动下相对或相背移动。本优选方案中，通过控制各子透光光伏电池的移动，来改变各子透光光伏电池对聚光镜的遮挡面积，进而改变太阳能集热器的聚光比，通过分段调控使集热管内温度趋于稳定。为了在集热管内进行化学反应的情况下确保集热管内温度恒定，一种优选方案为：所述透光光伏电池组件单元由若干子透光光伏电池组成；所述控制单元给所述驱动单元发送指令，所述指令具体为：沿着集热管的入口至出口的方向，使各子透光光伏电池向对聚光镜的遮挡面积逐渐增大的方向移动；所述驱动单元根据指令驱动各子透光光伏电池移动。所述透光光伏电池组件单元有2个，分别记为第一透光光伏电池组件单元和第二透光光伏电池组件单元，第一透光光伏电池组件单元和第二透光光伏电池组件单元分别位于所述聚光镜两端的上方；第一透光光伏电池组件单元和第二透光光伏电池组件单元中相对的子透光光伏电池在驱动单元的驱动下相对或相背移动。和现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：本专利技术利用透光光伏电池组件单元进行发电，并且通过移动透光光伏电池组件单元来调控太阳能集热器的聚光比，从而控制集热管内温度趋于一个相对稳定的温度区间。本专利技术可极大提高太阳能的综合利用效率。本专利技术将大大拓展集热系统的应用范围，并减小由温度梯度较大产生的热应力，从而提高太阳能集热器的使用寿命。与此同时，本专利技术中透光光伏电池组件单元吸收的部分太阳光谱能量，可转化为电能加以利用，从而显著提高太阳能的综合利用效率，促进太阳能高效、稳定的利用。附图说明图1为实施例1中太阳能综合利用装置的结构示意图；图2为实施例2中太阳能综合利用装置的结构示意图；图3为实施例3中太阳能综合利用装置的结构示意图。图中，1-透光光伏电池组件单元，110-子透光光伏电池，2-导轨，3-控制单元，4-驱动单元，5-温度反馈单元，6-太阳能集热器，610-集热管，620-抛物面聚光镜，630-线性菲涅尔透镜，7-温度检测单元，8-支架。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例和/或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合3个优选的实施例，并参照附图对本专利技术进行详细说明。实施例1参阅图1，所示光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置，包括太阳能集热器6、温度检测单元7、温度反馈单元5、透光光伏电池组件单元1、控制单元3和驱动单元4。本实施例中，采用支架8支撑太阳能集热器6，透光光伏电池组件单元1安装于导轨2上。太阳能集热器6采用广泛使用的槽式太阳能集热器，包括抛物本文档来自技高网...

【技术保护点】
光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置，其特征是：包括太阳能集热器、温度检测单元、温度反馈单元、透光光伏电池组件单元、控制单元和驱动单元；所述太阳能集热器包括聚光镜和位于所述聚光镜焦线处的集热管；所述温度检测单元用来检测所述集热管内的温度信息；所述温度反馈单元用来接收温度信息，并将温度信息转发给所述控制单元；所述透光光伏电池组件单元位于所述聚光镜的上方；所述控制单元根据接收的温度信息给所述驱动单元发送指令，具体为：当温度信息高于预设温度时，控制单元给驱动单元发送向增大聚光镜遮挡面积的方向移动的指令；当温度信息低于预设温度时，控制单元给驱动单元发送向减小聚光镜遮挡面积的方向移动的指令；所述驱动单元根据指令驱动所述透光光伏电池组件单元移动；所述聚光镜遮挡面积指透光光伏电池组件单元对聚光镜的遮挡面积。

【技术特征摘要】
1.光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置，其特征是：包括太阳能集热器、温度检测单元、温度反馈单元、透光光伏电池组件单元、控制单元和驱动单元；所述太阳能集热器包括聚光镜和位于所述聚光镜焦线处的集热管；所述温度检测单元用来检测所述集热管内的温度信息；所述温度反馈单元用来接收温度信息，并将温度信息转发给所述控制单元；所述透光光伏电池组件单元位于所述聚光镜的上方；所述控制单元根据接收的温度信息给所述驱动单元发送指令，具体为：当温度信息高于预设温度时，控制单元给驱动单元发送向增大聚光镜遮挡面积的方向移动的指令；当温度信息低于预设温度时，控制单元给驱动单元发送向减小聚光镜遮挡面积的方向移动的指令；所述驱动单元根据指令驱动所述透光光伏电池组件单元移动；所述聚光镜遮挡面积指透光光伏电池组件单元对聚光镜的遮挡面积。2.如权利要求1所述的光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置，其特征是：还包括用来保障透光光伏电池组件单元平稳移动的导轨，所述透光光伏电池组件单元安装于所述导轨上。3.如权利要求1所述的光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置，其特征是：还包括用来支撑所述太阳能集热器的支架。4.如权利要求1所述的光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置，其特征是：所述聚光镜为线性菲涅尔透镜或抛物面聚光镜。5.如权利要求1所述的光伏光热协同调控式太阳能综合利用装置，其特征是：所述透光光伏电池组件单元有2个，分别位于所述聚光镜两端的上方；该2个透光光伏电池组件单元在驱动单元的驱动下相对或相背移动。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡雪蛟，王宏圣，曾伟强，赵秋陵，孔慧，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42