一种太阳能发电集热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种太阳能发电集热装置。该装置包括聚光系统、接收系统和自动追踪系统，所述的聚光系统至少包括一个聚光单元；所述的接收系统包括ＩＩＩ－Ｖ电池组件、高温层压散热器和无阻集热传输装置；所述的自动追踪系统包括机械或液压式追踪器、传感器、ＰＬＣ自动控制器和驱动系统。本实用新型专利技术采用小聚光镜片反光，使反光效率达到９５％，大镜面聚集聚焦，使得太阳光的光能密度大大提高至１０００倍以上，选用砷化镓太阳能电池组件，转换效率提高，可以产生普通光伏电池２－３倍电能，使用自动追踪系统，采用使得整个系统的发电量高于传统固定式系统达到３０％以上。另外可以采用移动和固定两种安装方式，适用面更广阔。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种太阳能发电集热系统，尤其涉及一种太阳能发电集热装置。
技术介绍
目前，随着传统能源的日益紧缺和全球环境的日益恶化，各国对于可再生能源的 重视程度不断提高。而在诸多的可再生能源中，只有太阳能取之不尽，用之不竭且没有污 染，是最具有发展潜力的可再生能源。太阳能的利用形式包括光伏、光热等。近年来随着转化效率的不断提高及电池厚度的日益降低，晶硅太阳能电池逐渐占 据市场的主流。但是晶硅电池的快速发展却导致了硅原料的短缺且硅电池在生产过程中产 生大量的资源消耗。使得光伏发电的成本居高不下，而且光转化效率不到20%，光能利用率 差和增加环保负担，也不能产生热能。因此，如何寻找新材料、新结构来提高太阳能使用效 率，降低成本，成为太阳能技术得到大规模普及应用所必须解决的问题。
技术实现思路
专利技术目的针对现有技术中存在的不足，本技术的目的是提供一种太阳能发 电集热装置，以实现具有结构简单，光电转化效率高，光能利用率高达70%以上，环境适用 性强等优点，能够在光伏发电的同时，收集光热从而提供热水，热能利用率达到40%以上。技术方案为了实现上述专利技术目的，本技术采用的技术方案为一种太阳能发电集热装置，包括聚光系统、接收系统和自动追踪系统。所述的聚光 系统至少包括一个聚光单元，所述的聚光单元包括具有球状抛物面形状的镜面，所述的镜 面由若干个小聚光镜片组成。所述的接收系统包括III-V电池组件、高温层压散热器和无 阻集热传输装置，III-V电池组件与高温层压散热器相连，在所述的高温层压散热器上设置 有温差电池芯片，在III-V电池组件上设置有输出电极，在所述的温差电池芯片和输出电 极上均设有线路与逆变器或蓄电池相连。所述的自动追踪系统包括机械或液压式追踪器、 传感器、PLC自动控制器和驱动系统；在该装置的主支撑架上设置有机械或液压式追踪器， 该机械或液压式追踪器与聚光系统的支撑架相连，并通过传感器、PLC自动控制器和驱动系 统的相互配合作用，实现对太阳光的自动追踪。所述的传感器与PLC自动控制器相连接， PLC自动控制器与驱动系统相连接，驱动系统与所述的机械或液压式追踪器相连接。所述的 镜面将太阳光聚集后，反射入接收系统，通过III-V电池组件的发电集热，电能通过电极传 入蓄电池，热能通过散热器而被收集。所述的小聚光镜片阵列在复合强化塑料上，所述的复合强化塑料设置在具有网状 球形抛物面的支撑结构上。所述的复合强化塑料为抗紫外线的复合强化塑料，经过高精度 抛磨，在其上涂有反光涂层。所述的III-V电池组件是通过在砷化镓衬底片上进行外延单层、双层多层外延 层，制作成为单层、双层多级电池。所述的III-V电池组件嵌入无阻传导集热器，无阻传导 集热器与高温层压散热器相连；在III-V电池组件上设置有输出电极；所述的无阻集热传输装置包括设置在高温层压散热器上的进出水口和与集水器相通的进出水管，通过进出水 管的最小限度流阻实现最大换热能力，从而实现集热。在所述的高温层压散热器上设置有 温差电池芯片，温差电池芯片利用水循环冷却系统产生温度差而产生电能；在输出电极和 温差电池芯片上均设有线路与逆变器或蓄电池相连。所述的机械或液压式追踪器包括机械或液压式方位角追踪机构和机械或液压式 仰角追踪机构；所述的机械或液压式方位角追踪机构和机械或液压式仰角追踪机构通过 各自的线路与驱动系统相连接，所述的控制器连接着传感器和驱动系统；所述的传感器感 应太阳的方位及风速信号传给控制器，由控制器控制驱动系统来驱动机械或液压式方位角 追踪机构和机械或液压式仰角追踪机构，使太阳能发电集热专用装置实现水平方向回转 252°方位角和垂直方向旋转94°方位角。III-V电池组件选用大尺寸砷化镓片材经过高度磨抛后，通过MOCVD技术在其表 面外延单、双层外延层，并经过切割、划线等太阳能制作工艺制成高光电转化效率的砷化镓 光伏电池，聚光后所产生的电能由电极导出。将生产的砷化镓光伏电池通过特殊的层压技术，层压至无阻传导集热器上。其中 层压适用瑞士进口层压机械，采用先进的激光焊接艺术，一次成型，制成太阳能光伏光热结 合组件。无阻传导集热器为膨胀系数与砷化镓电池相近的陶瓷基础材料加上热传媒传导技 术制成。选用特殊抗紫外线复合强化塑料作为聚光小镜片基材，经过高精度研磨抛光后， 在表面增加特殊纳米反光涂层，使反光效率达到95%以上。然后安装至已经设计好的大型 曲面上。聚光系统经过精密计算，将太阳光经曲面反射聚光，照射在焦点中心砷化镓电池 上。为了保证曲面的抗风性和焦点光斑的均勻性，采用多镜片划分技术，使用小型镜片进行 光反射，其中聚光小镜片支撑采用复合强化网格塑料，制成球状曲面结构。聚光系统与追踪系统相连接。主要由主支撑结构、方位角跟踪结构、仰角跟踪结构 组成。聚光系统是由采用多个矩形钢管紧贴球状抛物面，制成网状球形托架。此结构重量 轻，抗风能力强。该球形托架既与聚光系统固定，又与平衡臂用螺栓固定。平衡臂与横担支架钢管用螺栓联接。横担支架钢管与仰角跟踪结构相联接，仰角 跟踪机构是一种机械式丝杆传动结构形式当仰角跟踪结构中的电机驱动时，横担支架钢 管在仰角跟踪结构电机驱动下，将力矩传递到平衡臂上，而平衡臂带动托架及聚光系统在 垂直方向(南北向)94°方位角旋转。主支撑结构采用钢管支架，下端面与地脚螺栓相固定，支架上端面与方位角跟踪 结构联接。当方位角跟踪结构中的电机驱动后，电机输出轴带动小齿轮传动主支承结构上 的大齿轮，大齿轮在平面轴承的作用下带动齿轮箱、仰角跟踪结构、横担支架钢管、平衡臂、 托架及聚光系统实现水平方向(东西向)252°的方位角旋转。既水平方向回转又垂直方向 旋转始终将太阳光垂直于球状抛物面从而达到最高效率。使得整个系统的发电量高于传统 固定式系统，达到30%以上。控制器与传感器能连续根据时间和地点计算太阳位置，并根据接受的风速信号， 通过自动编程装置进行程序控制，启动电机控制系统。从而保证整套系统安全性和整个太 阳跟踪定位控制系统对太阳位置测定的精确度。4无阻传导集热器与水冷系统结合，通过低耗水泵是水路循环，经无阻传导集热器 加热后的热水经过蓄水箱，将蓄水箱中的水加热，留作使用。机械式跟踪机构是在控制器接受到传感器的信号下，发出控制信号驱动方位角跟 踪器电机，电机输出轴带动小齿轮传动主支承结构上的大齿轮，大齿轮在平面轴承的作用 下带动齿轮箱、横担支架钢管、平衡臂、及聚光系统水平旋转252°方位角。与此同时，仰角 跟踪器驱动电机接受到控制器的信号，使仰角跟踪器实行南北方向94°摆动。液压式跟踪机构通过传感器感应太阳的方及风速信号，由控制器控制液压式跟踪 机构的驱动电机，驱动电机通过液压传动使聚光系统实行水平方向和垂直方向旋转。追踪太阳光聚光系统可分固定式和移动式两种。固定式是将主支承结构用地脚螺栓固定在水泥地基上。这种固定方法稳定性好， 抗风能力强。移动式是用三个三角架固定在主支承结构上，利用三角形具有稳定性原理增 加与地面的接触面积，使整个系统具有稳定性，放置于平坦的地面上即可。聚光系统是一种接近正方形(带圆弧形)球状抛物面。这种形状的聚光系统最大 采光面积可达52平方米。外圆弧是抗紫外线复合强化塑料，内为多个弧形抛物面小镜片经 过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能发电集热装置，包括聚光系统、接收系统和自动追踪系统，其特征在于：所述的聚光系统至少包括一个聚光单元，所述的聚光单元包括具有球状抛物面形状的镜面，所述的镜面由若干个塑料小聚光镜片组成；所述的接收系统包括Ⅲ－Ⅴ电池组件、高温层压散热器和无阻集热传输装置，Ⅲ－Ⅴ电池组件与高温层压散热器相连，在所述的高温层压散热器上设置有温差电池芯片，在Ⅲ－Ⅴ电池组件上设置有输出电极，在所述的温差电池芯片和输出电极上均设有线路与逆变器或蓄电池相连；所述的自动追踪系统包括机械或液压式追踪器、传感器、ＰＬＣ自动控制器和驱动系统，所述的机械或液压式追踪器设置在该装置的主支撑架上，该机械或液压式追踪器与聚光系统的支撑架相连，所述的传感器与ＰＬＣ自动控制器相连接，ＰＬＣ自动控制器与驱动系统相连接，驱动系统与所述的机械或液压式追踪器相连接。

【技术特征摘要】
一种太阳能发电集热装置，包括聚光系统、接收系统和自动追踪系统，其特征在于所述的聚光系统至少包括一个聚光单元，所述的聚光单元包括具有球状抛物面形状的镜面，所述的镜面由若干个塑料小聚光镜片组成；所述的接收系统包括III V电池组件、高温层压散热器和无阻集热传输装置，III V电池组件与高温层压散热器相连，在所述的高温层压散热器上设置有温差电池芯片，在III V电池组件上设置有输出电极，在所述的温差电池芯片和输出电极上均设有线路与逆变器或蓄电池相连；所述的自动追踪系统包括机械或液压式追踪器、传感器、PLC自动控制器和驱动系统，所述的机械或液压式追踪器设置在该装置的主支撑架上，该机械或液压式追踪器与聚光系统的支撑架相连，所述的传感器与PLC自动控制器相连接，PLC自动控制器与驱动系统相连接，驱动系统与所述的机械或液压式追踪器相连接。2.根据权利要求1所述的太阳能发电集热装置，其特征在于所述的小聚光镜片阵列 在复合强化塑料上，所述的复合强化塑料设置在具有球形抛物面的支撑结构上。3.根据权利要求2所述的太阳能发电集热装置，其特征在于所述的复合强化塑料为 抗紫外线的复合强化塑料，在其上涂有反光涂层。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁长胜，刘当如，冯于驰，沈宏春，
申请(专利权)人：江苏中显集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]