一种为SOEC供电和供热的碟式光伏光热一体化装置，属于太阳能光伏光热利用技术领域。它包括底座、支架、聚光镜模块及集热器；聚光镜模块包括小型抛物碟式聚光镜模块及光伏模块；小型抛物碟式聚光镜模块包括一个完整的小型抛物碟式聚光镜，光伏模块包括一组光伏电池，每个光伏电池表面涂有光谱选择性反射涂层，起到分光作用。本发明专利技术将传统的抛物碟式聚光器分为两部分，使得经过小型抛物碟式聚光镜反射的太阳光线直接到达集热器底面，被集热管吸收；其余到达单晶硅光伏电池表面的光线，一部分被单晶硅光伏电池利用，另一部分则被单晶硅光伏电池表面的光谱选择性反射涂层反射到集热器上；实现碟式聚光镜上的光伏光热一体化。实现碟式聚光镜上的光伏光热一体化。实现碟式聚光镜上的光伏光热一体化。
【技术实现步骤摘要】
一种为SOEC供电和供热的碟式光伏光热一体化装置
[0001]本专利技术属于太阳能光伏光热利用
，具体涉及一种为SOEC供电和供热的碟式光伏光热一体化装置。
技术介绍
[0002]随着社会多维空间的快速增长，工业化不断加速，对化石能源的需求不断增加，环境的恶化日益加剧地加重了。更多的研究和行业考虑利用可再生能源，如太阳能。太阳能作为一种可持续的能源，有许多优点；它是一种大量可用的资源并被认为是解决全球日益增长的能源需求的一个潜在的解决方案。而利用太阳能的两大技术分别是光伏技术和光热技术。光伏技术，是利用光伏电池吸收照射到电池表面的光，进而产生光生电动势（光生电压），并将电压收集对外送电。光热技术，简单来说，就是将太阳光集中照射到集热器表面，使集热器内部介质充分吸热而被利用。
[0003]近几年来，国内外学者致力于研究太阳能全光谱利用，以不断提高太阳能的利用率。根据光谱响应特性，全光谱太阳辐射可以转化为光伏（使用可见光谱）和光热(使用紫外光和红外光谱)。相应地，太阳能光伏(PV)和光热过程的耦合（PV/T）通常被认为是提高全谱太阳能利用的有效途径。目前，国内外对光伏
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光热一体化的技术，大部分都是在降低光伏电池温度的同时，将流体带走的能量加以利用，在提高光伏效率的同时还能提供一定的热能。传统的抛物碟式聚光镜采用点聚焦抛物面反射镜，通过双轴跟踪系统对太阳进行跟踪；太阳能通常被汇聚在焦点上，位于焦点上的吸收器则安；在这个焦点上用以吸收高密度的聚光太阳热对内部工质加热，内部工质可被加热到700℃。这些高温传热介质流经热力循环后到达汽轮机组驱动发电机发电。
[0004]SOEC，全名固体氧化物电解池(solid oxide electrolyzer cells)，原理与固体氧化物燃料电池相反，需要在一定的高温条件下才能将水电解为氢气和氨气，同时这个过程中需要持续的提供一定的电量。
技术实现思路
[0005]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种为SOEC供电和供热的碟式光伏光热一体化装置，其能够实现碟式聚光镜上的光伏光热一体化。
[0006]本专利技术提供如下技术方案：一种为SOEC供电和供热的碟式光伏光热一体化装置，包括底座、支架、设置在支架上的聚光镜模块及集热器；所述聚光镜模块包括位于中心位置的小型抛物碟式聚光镜模块及位于小型抛物碟式聚光镜模块四周的光伏模块；所述集热器设置在聚光镜模块的上方并位于聚光镜模块的中心焦点处；所述光伏模块包括一组光伏电池，其整体呈抛物线圆形阵列排布，每个光伏电池表面涂有光谱选择性反射涂层，起到分光作用；固体氧化电解池SOEC通过导线与光伏模块电信号连接，且通过导热管与集热器内集热管路出口相连接。
[0007]进一步的，所述小型抛物碟式聚光镜模块包括一个完整的小型抛物碟式聚光镜。
[0008]进一步的，所述光伏模块包括沿着侧面抛物线方向由内向外依次设置的内层光伏电池、中间层光伏电池及外层光伏电池；每一层光伏电池的反射焦点与小型抛物碟式聚光镜的中心焦点在同一位置处。
[0009]进一步的，所述集热器的底面为接收面，其四周侧面及顶端面均用绝热材料包裹。
[0010]进一步的，所述集热器包括主体及设置在主体内部的集热管路；所述集热管路的管路进口设置在主体的一个侧面底角处，其管路出口设置在主体的顶端。
[0011]进一步的，所述集热管路呈“S”型分层排布，其内部的流体为水蒸汽或导热油。
[0012]进一步的，所述底座包括基座、I级支撑柱及II级支撑柱；所述支架包括碟支撑架及集热器支撑架；所述I级支撑柱的下端与基座之间通过一组筋肋相连接，其上端通过支撑柱连接轴与II级支撑柱相连接，所述II级支撑柱与碟支撑架之间通过球形承轴相连接。
[0013]进一步的，所述碟支撑架包括支撑平板、小型抛物碟式聚光镜支撑架、光伏电池模块支撑架、支撑平板、十字支撑轴、圆形支撑轴和连接支撑轴；所述支撑平板、小型抛物碟式聚光镜支撑架及光伏电池模块支撑架通过十字支撑轴、连接支撑轴相连接形成一个整体。
[0014]进一步的，所述集热器设置在集热器基座上，所述集热器基座通过一组集热器支撑架与碟支撑架相连接。
[0015]通过采用上述技术，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术将传统的抛物碟式聚光器分为两部分，设计了一个为SOEC供电和供热的碟式光伏光热一体化装置，使得经过小型抛物碟式聚光镜反射的太阳光线直接到达集热器底面，被集热管吸收；其余到达单晶硅光伏电池表面的光线，一部分被单晶硅光伏电池利用，另一部分则被单晶硅光伏电池表面的光谱选择性反射涂层反射到集热器上；实现碟式聚光镜上的光伏光热一体化。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术抛物碟式光伏光热分布的俯视结构示意图；图3为本专利技术集热器中集热管路排布示意图；图4为本专利技术固体氧化电解池SOEC的整体结构示意图；图5为本专利技术装置的支架结构示意图。
具体实施方式
[0017]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0018]相反，本专利技术涵盖任何由权利要求定义的在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本专利技术有更好的了解，在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。
[0019]一种为SOEC供电和供热的碟式光伏光热一体化装置：如图1所示，装置包括支架、底座、聚光镜模块及集热器10；聚光镜模块包括小型抛
物碟式聚光镜模块1及光伏模块2，小型抛物碟式聚光镜模块1由一个完整的小型抛物碟式聚光镜13组成，光伏模块2由多个单晶硅光伏电池组成；集热器10设置在集热器基座11上，集热器基座11通过一组集热器支撑架12与碟支撑架8相连接。固体氧化电解池SOEC通过导线与光伏模块2电信号连接，且通过导热管与集热器10相连接。
[0020]具体的，底座包括基座3、I级支撑柱5及II级支撑柱6；基座3置于地面上；I级支撑柱5的下端与基座3之间通过一组筋肋4相连接，其上端通过支撑柱连接轴34与II级支撑柱6相连接，II级支撑柱6与碟支撑架8之间通过球形承轴7相连接；具体的，支架包括碟支撑架8及集热器碟支撑架12；碟支撑架8包括支撑平板31、小型抛物碟式聚光镜支撑架26、光伏电池模块支撑架9、十字支撑轴32、圆形支撑轴30和连接支撑轴33；支撑平板31、小型抛物碟式聚光镜支撑架26及光伏电池模块支撑架9通过十字支撑轴32、连接支撑轴33相连接形成一个整体。
[0021]具体的，小型抛物碟式聚光镜模块1固定在小型抛物碟式聚光镜支撑架26上，多个单晶硅光伏电池组成的光伏模块2固定于光伏电池模块支撑架9上，每个光伏电池表面涂有光谱选择性反射涂层。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种为SOEC供电和供热的碟式光伏光热一体化装置，其特征在于：包括底座、支架、设置在支架上的聚光镜模块及集热器；所述聚光镜模块包括位于中心位置的小型抛物碟式聚光镜模块及位于小型抛物碟式聚光镜模块四周的光伏模块；所述集热器设置在聚光镜模块的上方并位于聚光镜模块的中心焦点处；所述光伏模块包括一组光伏电池，其整体呈抛物线圆形阵列排布，每个光伏电池表面涂有光谱选择性反射涂层，起到分光作用；固体氧化电解池SOEC通过导线与光伏模块电信号连接，且通过导热管与集热器内集热管路出口相连接。2.根据权利要求1所述的一种为SOEC供电和供热的碟式光伏光热一体化装置，其特征在于所述小型抛物碟式聚光镜模块包括一个完整的小型抛物碟式聚光镜。3.根据权利要求2所述的一种为SOEC供电和供热的碟式光伏光热一体化装置，其特征在于所述光伏模块包括沿着侧面抛物线方向由内向外依次设置的内层光伏电池、中间层光伏电池及外层光伏电池；每一层光伏电池的反射焦点与小型抛物碟式聚光镜的中心焦点在同一位置处。4.根据权利要求3所述的一种为SOEC供电和供热的碟式光伏光热一体化装置，其特征在于所述集热器的底面为接收面，其四周侧面及顶端面均用绝热材料包裹。5.根据权利要求4所述的一种为SOEC供电和供热的碟式光伏光热一...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，邱惠翀，夏起，赵建国，王俊祺，林良锐，林子涵，刘慧，纪辰，马可韦，王琮玮，郑嘉蔚，高增梁，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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