太阳能光热混合利用系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种太阳能光热混合利用系统，属太阳能利用技术领域。该系统包括：追日架、抛物面反射聚光镜、多个集光器、电能储存传输单元和热交换单元；其中，抛物面反射聚光镜设在追日架上；多个集光器的受光面均与聚光抛物面反射聚光镜的反射面相对，多个集光器的正负极输出端串联连接后与电能储存传输单元电连接；多个集光器的热输出端均与热交换单元连接。该系统设置多个集光器，各集光器所对应的抛物面反射聚光镜面积相等，各集光器的输出一致，可以串联使用，每个光伏电池都能工作在较理想的状态，从而汇集起的电能能够实现最大化。可以有效克服目前抛物面聚光太阳能系统所存在的光线均匀性的问题，具有高效、廉价、方便维护的优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能应用
，尤其涉及一种太阳能光热混合利用系统。
技术介绍
聚光太阳能发电中，光伏电池发电电压小而电流大，为将电流远距离传输，通常采用串联法，将各光伏电池串联，因为在不同光照条件下，光伏电池最大效率时电压变化很小，电流随光照强弱而变化，并因光伏电池功率较高，通常切割成 小块使用，否则光伏电池表面印制的导线将难以承载光伏电池所产生的电流。所以光伏电池串联应用的前提是各光伏电池受光要均匀，否则串联应用时效率会大幅度下降，而光伏电池并联应用则因电流过大从而使所用导线很粗，并且导线电阻带来的功率损失较高。现在高倍聚光太阳能系统普遍采用菲涅耳镜聚光技术，各菲涅耳镜所对应的光伏电池串联后输出，以各菲涅耳镜的相等面积来保证各光伏电池受光均匀，聚光倍数多数在500 1000倍，追日精度要求±0.3°以内，菲涅耳镜由精密加工的铝合金箱体支撑，以保证每平米数十个光伏芯片的定位精度。现有菲涅尔镜式电池组件具有以下缺点(1)菲涅耳镜成本高寿命短；(2)铝合金箱体成本高；(3)热量被散失到空气中而无法被有效利用等问题。为解决以上问题，人们在研究用抛物面反射聚光镜来做为反射元件构建高倍聚光太阳能利用系统，这需要同时解决以下几个问题(1)电流密集问题，光伏电池集中后，电流会较集中，传输电流的导线难以布置。(2)散热问题，光伏电池集中后，其未能转换成电能的太阳能会以热能形式集中在一起，简单的气冷散热无法满足散热要求。(3)电流的均匀性问题，因为在一个抛物面镜的聚光光斑内光是不均匀分布的，有强弱差别，所以对集光器内的光伏电池不能简单串联使用，否则会造成各电池效率大幅度下降而失去利用价值。尤其电流密集问题和因均匀性问题而造成电池无法串联升压的问题比较难解决，现有技术采用立体液冷支撑结构来解决电流密集问题，采用多平面的抛物面反射聚光镜用类似无影灯的方式来解决光线均匀性问题，但由于追日系统的跟踪误差和光伏电池元件的晃动，解决的效果仍然不好，并且多平面构成的抛物面聚光镜制造和调整比较困难。
技术实现思路
本技术实施方式提供一种太阳能光热混合利用系统，可以解决目前的太阳能利用系统因反射光线分布不均而产生存在效率低下的问题。为解决上述问题本技术提供的技术方案如下本技术实施方式提供一种太阳能光热混合利用系统，包括追日架、抛物面反射聚光镜、多个集光器、电能储存传输单元和热交换单元；其中，所述抛物面反射聚光镜设置在所述追日架上；多个集光器的受光面均与所述聚光抛物面反射聚光镜的反射面相对，多个集光器的正负极输出端串联连接后与所述电能储存传输单元电连接；多个集光器的热输出端均与所述热交换单元连接。由上述提供的技术方案可以看出，本技术实施方式提供的系统，通过设置多个集光器的多个集光器的电输出端的正负极相互串联连接，因各集光器所对应的抛物面反射聚光镜面积相等，且均处在同一追日架体，所以各集光器的输出一致，可以串联使用，所以每个光伏电池都能工作在较理想的状态，从而汇集起的电能能够实现最大化。从而可以有效克服目前抛物面聚光太阳能系统所存在的光线均匀性的问题，具有高效、廉价、方便维护的优点。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。图I为本技术实施例提供的太阳能光热混合利用系统的结构示意图；图2为本技术实施例提供的系统各集光器串联后连接电能输出单元的示意图；图3为本技术实施例提供的系统的集光器的示意图；图4为本技术实施例提供的系统的集光器的侧视示意图；图5为本技术实施例提供的系统的集光器的俯视示意图；图6为本技术实施例提供的聚光均光器的结构示意图；图7为本技术实施例提供的另一结构聚光均光器的示意图；图8为本技术实施例提供的光伏电池组的结构示意图；图9为本技术实施例提供的系统的又一结构集光器的示意图；图10为图9所示又一结构集光器的侧视示意图；图11为本技术实施例提供的系统采用V型支撑体的集光器结构示意图；图12为本技术实施例提供的系统采用V型支撑体的集光器的侧视的示意图；图13为本技术实施例提供的太阳能光热混合利用系统的另一结构示意图；图14为本技术实施例提供的太阳能光热混合利用系统的又一结构示意图；图15为本技术实施例提供的追日架与抛物面聚光反射镜和集光器的连接结构示意图；图中各标号为1_直射阳光；2_追日架；3_抛物面反射聚光镜；4_集光器;41_聚光均光器；42_光伏电池；421-串列的光伏电池组；43_液冷支撑体；431_氧化铝陶瓷电路板；432_导线；433_走线槽口 ；434_散热管；44_防反向肖特基二极管；401集光器一；40n-集光器N ；5-电能储存传输单元；51_储能电容；52_蓄电池充放电保护器；531_蓄电池组；54_逆变器；6_热交换单元；61_储水箱；62_散热器；63_换热器；64_水泵；65_热水储水箱；7-过热保护控制器。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术的保护范围。下面对本技术实施例作进一步地详细描述。本技术实施例提供一种太阳能光热混合利用系统，可以实现利用太阳能转化成电、热能进行利用，如图I所示，该系统包括追日架2、抛物面反射聚光镜3、多个集光器4、电能储存传输单兀5和热交换单兀6 ；其中，抛物面反射聚光镜3设置在所述追日架2上(见图15)；多个集光器4的受光面均与抛物面反射聚光镜3的反射面相对，多个集光器4通 过各自正负极输出端串联连接后与电能储存传输单元5电连接；多个集光器4的热输出端均与热交换单元6连接。上述系统中的每个集光器均有带正负极的电输出端，各集光器的电输出端的正负极串联(即集光器4、集光器一 401…集光器N 40n串联)后，具有总的正负极输出端，通过总正负极输出端连接电能储存传输单元5，串联的方式如图2所示。上述系统中的各集光器结构如图3 5所示，包括聚光均光器41、液冷支撑体43和多个光伏电池42串联而成的光伏电池组421 ;其中，聚光均光器41设置在一个光伏电池组421的受光面上方；光伏电池组421的各光伏电池均设置在所述液冷支撑体43上，光伏电池组421设有正负极输出端；液冷支撑体43上设有连接热交换单元6的热输出端。每个集光器4中可以设置多个聚光均光器41，各聚光均光器41对应于一个由多个光伏电池42串联而成的串列光伏电池组421 ;不同聚光均光器所对应的光伏电池组421之间并联连接。上述集光器4中的聚光均光器41可米用聚光棱镜,聚光棱镜可米用倒置的棱台体结构(如图6)，聚光棱镜下底面上也可以设置交叉的分割槽，交叉的分割槽将下底面分割为多个独立出光口(如图7所示)，从而加大光伏芯片间的间距，便于光伏芯片的布置和导线的引出。上述集光器4中的液冷支撑体43为具有多个支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能光热混合利用系统，其特征在于，包括：追日架、抛物面反射聚光镜、多个集光器、电能储存传输单元和热交换单元；其中，所述抛物面反射聚光镜设置在所述追日架上；多个集光器的受光面均与所述聚光抛物面反射聚光镜的反射面相对，多个集光器的电输出端的正负极相互串联连接后与所述电能储存传输单元电连接；多个集光器的热输出端均与所述热交换单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能光热混合利用系统，其特征在于，包括 追日架、抛物面反射聚光镜、多个集光器、电能储存传输单元和热交换单元；其中， 所述抛物面反射聚光镜设置在所述追日架上； 多个集光器的受光面均与所述聚光抛物面反射聚光镜的反射面相对，多个集光器的电输出端的正负极相互串联连接后与所述电能储存传输单元电连接； 多个集光器的热输出端均与所述热交换单元连接。2.如权利要求I所述的系统，其特征在于，所述各集光器均包括聚光均光器、液冷支撑体和多个光伏电池串联而成的光伏电池组；其中，所述聚光均光器设置在一个光伏电池组的受光面上方；所述光伏电池组的各光伏电池均设置在所述液冷支撑体上，光伏电池组设有正负极输出端；所述液冷支撑体上设有连接热交换单元的热输出端。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述集光器包括多个聚光均光器，各聚光均光器对应于一个由多个光伏电池串联而成的光伏电池组； 不同聚光均光器所对应的光伏电池组之间并联连接。4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述各集光器中的光伏电池组的多个光伏电池，相邻布置铺设在所述液冷支撑体的支撑面上。5.如权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述聚光均光器采用聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：容云，
申请(专利权)人：容云，
类型：实用新型
国别省市：