一种光伏光热耦合互补一体化利用系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种光伏光热耦合互补一体化利用系统，包括聚光系统、若干真空管、蓄水单元和蓄电池，其中真空管包括同轴设置的玻璃外管和玻璃内管，贴于玻璃内管的外壁上的第一太阳能电池板、设于玻璃内管内的弧形玻璃隔板、贴于弧形玻璃隔板上的第二太阳能电池、密封玻璃内管的封盖，封盖与弧形玻璃隔板以及玻璃内管的内壁之间形成闭合循环的流体通道，循环的流体通道内填充有纳米流体并设有微型泵，热二极管设置于空管的前端，其一端伸入流体通道内，另一端伸入至蓄水单元内，蓄电池与第一太阳能电池板和第二太阳能电池板电连接，本实用新型专利技术能够提高太阳能利用率，输出高品质热能。

A Photovoltaic Photothermal Coupling Complementary Integrated Utilization System

【技术实现步骤摘要】
一种光伏光热耦合互补一体化利用系统
本技术涉及太阳能应用领域，尤其涉及一种光伏光热耦合互补一体化利用系统。
技术介绍
随着节能减碳问题的日益突出，对新型清洁能源的探索在全世界范围内成为一股热潮。在清洁可再生能源当中，太阳能以其储量充足、清洁安全、分布广泛等优点愈加受到科技工作者的喜爱。据统计，太阳辐射到达地球表面的能量高达4×1015MW，约为全球能耗的2000倍。我国拥有丰富的太阳能资源，如果能合理的利用好太阳能，无疑能对我国经济发展所面临的环境污染以及能源短缺问题产生重要的影响。在太阳能的利用中，光—热、光—电转换应用最为广泛。在“光—热”转换利用中，真空管型太阳能热水器以其操作方便、节能清洁等优点迅速成为我国目前使用最普遍的太阳能产品，已广泛应用于中国的广大地区，尤其受到我国广大农村地区的欢迎。现有的光伏光热一体化利用系统中，由于真空管内的太阳能电池板不能将热量及时传递至传热介质，导致太阳能的光电转换效率较低，输出低品质热量的问题，使得供出的热水温度较低。
技术实现思路
针对现有技术中存在不足，本技术提供了一种光伏光热耦合互补一体化利用系统，能够提高太阳能利用率，输出高品质热能。本技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种光伏光热耦合互补一体化利用系统，包括：聚光系统，用于会聚太阳光，具有若干聚光中心；若干真空管，所述真空管分别位于所述聚光系统的聚光中心，所述真空管包括：玻璃外管；玻璃内管，设置于所述玻璃外管内，所述玻璃内管与所述玻璃外管之间形成真空夹层；第一太阳能电池板，贴于所述玻璃内管的外壁；弧形玻璃隔板，设置于所述玻璃内管内，所述弧形玻璃隔板的凹面朝向所述玻璃内管的轴线，所述弧形玻璃隔板的凸面朝向所述第一太阳能电池板；封盖，设置于所述真空管的前端，所述封盖与所述弧形玻璃隔板以及所述玻璃内管的内壁之间形成闭合循环流体通道；第二太阳能电池板，贴于所述弧形玻璃隔板的凹面，所述第二太阳能电池板能够吸收聚光装置汇聚的太阳光；纳米流体，填充于所述循环流体通道内；微型泵，设置于所述循环流体通道内，用于使纳米流体在流体通道内循环流动；热二极管，设置于所述真空管的前端，所述热二极管的一端伸入流体通道内；蓄水单元，所述热二极管的另一端伸入至所述蓄水单元内，将热量传递至蓄水单元；蓄电池，连接所述第一太阳能电池板和第二太阳能电池板，储存所述第一太阳能电池板和第二太阳能电池板产生的电力。根据本技术的一个实施例，所述弧形玻璃隔板的前端设有弧形半包围挡板，所述弧形半包围挡板的凸面斜朝向第二太阳能电池板，所述弧形半包围挡板的凹面斜朝向封盖，所述弧形半包围挡板的凹面与所述玻璃内管的内部之间形成导热区，所述热二极管的一端位于所述导热区内。根据本技术的一个实施例，所述玻璃内管和玻璃外管的后端为半球形圆头密封，所述玻璃内管的半球面凹朝向所述玻璃内管的后端。根据本技术的一个实施例，所述弧形玻璃隔板的后端设有弧形过渡板，所述弧形过渡板的凹面朝向所述第二太阳能电池板，所述弧形过渡板的凸面朝向所述玻璃内管后端的半球面。根据本技术的一个实施例，所述聚光系统包括至少两个聚光单元，所述聚光单元包括：第一抛物凹面；第二抛物凹面，所述第二抛物凹面与所述第一抛物凹面相同，所述第一抛物凹面的一端与第二抛物凹面的一端通过横轴转动连接，初始位置时，所述第一抛物凹面与第二抛物凹面构成一个抛物面；反光镜矩阵，设置于所述第一抛物凹面和所述第二抛物凹面上，所述反光镜矩阵包括多行乘多列微型反光镜；支座，所述横轴的两端支撑在所述支座上；升降机构，用于支撑并调整所述第一抛物凹面和所述第二抛物凹面的另一端的高度，以改变所述第一抛物凹面和所述第二抛物凹面的形状；动力机构，用于向所述升降机构提供动力；控制系统，与所述动力机构连接，用于控制所述动力机构，从而控制所述升降机构的动作，使所述第一抛物凹面和所述第二抛物凹面绕所述横轴转动，实现反光镜矩阵追光；其中，若干所述聚光单元并排设置，每相邻两个聚光单元之间有一个聚光中心，所述聚光中心位于相邻两个聚光单元之间中心的上方。根据本技术的一个实施例，所述第一抛物凹面和所述第二抛物凹面均为铝箔板。根据本技术的一个实施例，所述蓄水单元包括：蓄水箱；饮用水箱，与净水器的出水口连接，所述净水器的入水口与所述蓄水箱连接。根据本技术的一个实施例，所述光伏光热耦合互补一体化利用系统还包括储热单元，所述储热单元包括：储热箱体，所述储热箱体上设有流体入口和流体出口；第一流体管道，设置于所述储热箱体内，所述第一流体管道的进口端从所述流体入口伸出储热箱体外，所述第一流体管道的出口端从所述流体出口伸入箱体外；若干复合相变材料封装管，设置于所述储热箱体内；保温隔层，设置于所述复合相变材料封装管之间，以及所述复合相变材料封装管与所述储热箱体的内壁之间；其中，所述复合相变材料封装管包括：外壳，所述外壳密闭设置；若干相变材料管，设置于所述外壳内，其中每个所述相变材料管包括：第一管；第二管，设置于所述第一管内；相变材料，填充并封装在由所述第一管的内壁和所述第二管的外壁所形成的空腔内；第二流体管道，所述第二管能够套设于所述第二流体管上；各个所述相变材料管的温度均不相同，所有所述相变材料管通过第二流体管道按相变温度从高到底依次串联，所述第二流体管道的a端靠近相变温度高的相变材料管，所述第二流体管道的b端靠近相变温度低的相变材料管，所述第二流体管道的a端与b端分别伸出外壳外；所有所述复合相变材料封装管通过第二流体管道的两端并联在所述第一流体管道上，所有所述第二流体管道的a端均与第一流体管道的进口端连接，所有所述第二流体管道的b端均与第一流体管道的出口端连接，所述第一流体管道的进口端与第一流体管道的出口端均与蓄水单元连通。根据本技术的一个实施例，所述第一管由陶瓷纤维制成，所述相变材料为微胶囊相变材料。根据本技术的一个实施例，所述保温隔层由陶瓷纤维制成，所述陶瓷纤维的厚度为0～1mm。本技术的有益效果：本技术聚光系统反射太阳光至真空管内的纳米流体，纳米流体的分频技术将能够被第二太阳能电池板有效吸收利用波段的太阳能辐射至第二太阳能电池板，用于产电，第一太阳能电池板直接利用直射太阳光产电，两个太阳能电池板同时工作，从而提高太阳能利用率；纳米流体在循环流体通道内循环流动能够吸收两个太阳能电池板产生的热量，两个给太阳能电池板降温，并且纳米流体与第二太阳能电池板直接接触，冷却换热效率高，由于纳米流体能及时将两个太阳能电池板工作时的热量带走，避免了太阳能电池板的热负荷与温升，使太阳能电池板保持较高的光电转换效率，并且纳米流体的大量热量通过热二极管传至蓄水单元，输出高品质热能，使得本技术能够供出较高温度的热水。本技术中纳米流体的分频技术将能够被第二太阳能电池板有效吸收利用波段的太阳能辐射至第二太阳能电池板，其余波段的太阳能被纳米流体吸收用于集热，然后升温后的纳米流体流经导热区，由于热二极管作用，纳米流体与蓄水单元内水进行高效换热，输出高品热能量，从而使流经导热区的纳米流体降温，然后流向第一太阳能电池板与第二太阳能电池板之间的纳米流体通道，给两个太阳能电池板降温，实现集热循环，提高真空管的集热效率。本技术中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏光热耦合互补一体化利用系统，其特征在于，包括：聚光系统，用于会聚太阳光，具有若干聚光中心；若干真空管，所述真空管分别位于所述聚光系统的聚光中心，所述真空管包括：玻璃外管；玻璃内管，设置于所述玻璃外管内，所述玻璃内管与所述玻璃外管之间形成真空夹层；第一太阳能电池板，贴于所述玻璃内管的外壁；弧形玻璃隔板，设置于所述玻璃内管内，所述弧形玻璃隔板的凹面朝向所述玻璃内管的轴线，所述弧形玻璃隔板的凸面朝向所述第一太阳能电池板；封盖，设置于所述真空管的前端，所述封盖与所述弧形玻璃隔板以及所述玻璃内管的内壁之间形成闭合循环的流体通道；第二太阳能电池板，贴于所述弧形玻璃隔板的凹面，所述第二太阳能电池板能够吸收聚光装置汇聚的太阳光；纳米流体，填充于所述循环流体通道内；微型泵，设置于所述循环流体通道内，用于使纳米流体在流体通道内循环流动；热二极管，设置于所述真空管的前端，所述热二极管的一端伸入流体通道内；蓄水单元，所述热二极管的另一端伸入至所述蓄水单元内，将热量传递至蓄水单元；蓄电池，连接所述第一太阳能电池板和第二太阳能电池板，储存所述第一太阳能电池板和第二太阳能电池板产生的电力。

【技术特征摘要】
1.一种光伏光热耦合互补一体化利用系统，其特征在于，包括：聚光系统，用于会聚太阳光，具有若干聚光中心；若干真空管，所述真空管分别位于所述聚光系统的聚光中心，所述真空管包括：玻璃外管；玻璃内管，设置于所述玻璃外管内，所述玻璃内管与所述玻璃外管之间形成真空夹层；第一太阳能电池板，贴于所述玻璃内管的外壁；弧形玻璃隔板，设置于所述玻璃内管内，所述弧形玻璃隔板的凹面朝向所述玻璃内管的轴线，所述弧形玻璃隔板的凸面朝向所述第一太阳能电池板；封盖，设置于所述真空管的前端，所述封盖与所述弧形玻璃隔板以及所述玻璃内管的内壁之间形成闭合循环的流体通道；第二太阳能电池板，贴于所述弧形玻璃隔板的凹面，所述第二太阳能电池板能够吸收聚光装置汇聚的太阳光；纳米流体，填充于所述循环流体通道内；微型泵，设置于所述循环流体通道内，用于使纳米流体在流体通道内循环流动；热二极管，设置于所述真空管的前端，所述热二极管的一端伸入流体通道内；蓄水单元，所述热二极管的另一端伸入至所述蓄水单元内，将热量传递至蓄水单元；蓄电池，连接所述第一太阳能电池板和第二太阳能电池板，储存所述第一太阳能电池板和第二太阳能电池板产生的电力。2.根据权利要求1所述的光伏光热耦合互补一体化利用系统，其特征在于，所述弧形玻璃隔板的前端设有弧形半包围挡板，所述弧形半包围挡板的凸面斜朝向第二太阳能电池板，所述弧形半包围挡板的凹面斜朝向封盖，所述弧形半包围挡板的凹面与所述玻璃内管的内部之间形成导热区，所述热二极管的一端位于所述导热区内。3.根据权利要求1所述的光伏光热耦合互补一体化利用系统，其特征在于，所述玻璃内管和玻璃外管的后端为半球形圆头密封，所述玻璃内管的半球面的凸面朝向所述玻璃内管的后端。4.根据权利要求3所述的光伏光热耦合互补一体化利用系统，其特征在于，所述弧形玻璃隔板的后端设有弧形过渡板，所述弧形过渡板的凹面朝向所述第二太阳能电池板，所述弧形过渡板的凸面朝向所述玻璃内管后端的半球面。5.根据权利要求1所述的光伏光热耦合互补一体化利用系统，其特征在于，所述聚光系统包括至少两个聚光单元，所述聚光单元包括：第一抛物凹面；第二抛物凹面，所述第二抛物凹面与所述第一抛物凹面相同，所述第一抛物凹面的一端与第二抛物凹面的一端通过横轴转动连接，初始位置时，所述第一抛物凹面与第二抛物凹面构成一个抛物面；反光镜矩阵，设置于所述第一抛物凹面和所述第二抛物凹面上，所述反光镜矩阵包括多行乘多列微型反光镜；支座，所述横轴的两端支撑在所述支座上；升降机构，用于支撑并调整所述第一抛物凹面和所述第二抛物凹面...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚佳桂，苏靖珂，韩新月，高鸿，张剑，孙洋凯，曾飞飞，黄志凯，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32