光电或光热转换效率较高的太阳能发电集热系统技术方案

技术编号:8077707 阅读:479 留言:0更新日期:2012-12-13 19:15
本发明专利技术涉及一种兼顾发电和供热需求,且光电、光热转换效率较高的聚光器,其包括:用于光线平行叠加的聚光器和邻近该聚光器的聚光带设置的平行光接收器;平行光接收器包括:背向一体设置的太阳能电池和太阳能集热管;在需要太阳能电源时,将平行光接收器的太阳能电池与聚光器的反光面相对;在需要液体热源时,翻转平行光接收器,以使所述太阳能集热管与聚光器的反光面相对。由于采用了聚光器,故而光电或光热转换效率较高。故而其可根据需要选择供电或供热;由于采用了聚光器,其光电或光热转换效率较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能聚光集热和发电的
,具体是ー种太阳能发电集热系统。
技术介绍
现有的太阳能发电或供热设备往往只能实现单一的功能,即在使用发热时,没有外部电カ补充;在发电时,产生的余热需要花成本进行散热。太阳能电池没有恒温控制,在阳光充足、环境温度很高时,太阳能电池因温度上升而导致发电效率下降,有的甚至发生损坏。 如何兼顾发电和供热,并使太阳能电池在发电时基本保持恒温以确保其发电效率,是本领域要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供ー种结构简单可靠、适于根据需要选择供电或供热、且光电或光热转换效率较高的太阳能发电集热系统。为解决上述技术问题,本专利技术提供的太阳能发电集热系统,包括用于光线平行叠加的聚光器和邻近该聚光器的聚光带设置的平行光接收器;平行光接收器包括背向一体设置的太阳能电池和太阳能集热管;在需要太阳能电源时,将平行光接收器的太阳能电池与聚光器的反光面相对;在需要液体热源时,翻转平行光接收器,以使所述太阳能集热管与聚光器的反光面相对。由于米用了聚光器,故而光电或光热转换效率较高。所述太阳能电池设于ー散热腔体上,该散热腔体通过端部的冷却液出口或冷却液入口与太阳能集热管中的换热液管路串联,以充分利用太阳能电池发电时产生的热能,并对太阳能电池起到冷却的作用。所述聚光器包括水平骨架、垂直设于水平骨架上的一对主骨架、对称设于水平骨架两侧的抛物线骨架、设于主骨架顶端的平行光接收器、设于抛物线骨架上的与所述平行光接收器平行的多条平面镜。为提高聚光器的整体机械强度,所述抛物线骨架的远端与所述主骨架的中上部之间设有斜拉加强筋。所述抛物线骨架的外侧中间部与所述主骨架的中上部之间设有抛物线加强筋,以提高抛物线骨架与主骨架的连接强度。平行光接收器设于所述主骨架的顶端,且平行光接收器的一端设于由电机驱动的旋转自锁机构中;2-5条所述平面镜构成一平面镜组,相邻的平面镜组之间具有透风间隙,可以很好透风,防止大风对聚光器的影响。所述太阳能电池为神化镓太阳能电池模块;在所述散热腔体上于各神化镓太阳能电池模块的前方设有聚焦透镜;所述聚光器设于ー适于自动跟踪太阳的跟踪支架上,该跟踪支架包括立柱、设于立柱顶部的水平旋转机构、设于水平旋转机构上的安装架、铰接于聚光器的前端底部和立柱的中上部之间的用于控制聚光器仰角的电动推杆;聚光器的底部中央铰接于安装架上。所述电动推杆(25)中的驱动电机(51)和所述水平旋转机构(22)中的电机与一适于检测太阳位置以控制聚光器(a)实时跟踪阳光的控制电路相连。进ー步,所述平面镜的宽度为45-75mm,以使聚焦到接收器上的光线呈一矩形,进而使接收器受热面的温度较均匀。所述平面镜的两端通过平面镜安装压条设于抛物线骨架上,以压紧平面镜,同时方便安装。太阳能电池可以采用普通的单晶硅电池或采用神化镓太阳能电池模块,神化镓太阳能电池模通过陶瓷基板设于所述散热腔体上。采用的聚焦透镜为双凸透镜。本专利技术具有的技术效果(I)本专利技术的太阳能发电集热系统中,在聚光器的聚光带上,太阳能电池和太阳能集热管背向一体设置;在需要太阳能电源时,将平行光接收器的太阳能电池与聚光器的反光面相对;在需要液体热源时,翻转平行光接收器,以使所述太阳能集热管与聚光器的反光面相对。故而其可根据需要选择供电或供热;由于采用了聚光器,其光电或光热转换效率较高。(2)聚光器中,每条玻璃反射光线进行叠加,使叠加至接收器受热面的光线呈一矩形,进而使接收器受热面的温度较均匀,不易产生局部过热的情况,确保了较高的光电或光热转换效率。(2)采用平面镜作为反射,其生产エ艺简单,价格便宜,方便维护与维修,任何玻璃店均可以加工。聚光器叠加过程的光线损耗,可以通过増加平面镜办法来补偿。(4)聚光器叠加过程的损耗,可以在两侧增加平面镜来补偿一部分。(5)聚光器中的抛物线骨架采用铝压铸或抗紫改性PC或钣金,均可以模具生产,一致好,适合批量化加工。(6)聚光器骨架由抛物线骨架、水平骨架、主骨架、平行光接收器、斜拉加强筋、抛物线加强筋等构成整体框架,结构强度好。(7)跟踪支架采用双轴跟踪机构,水平旋转机构驱动电机、电动推杆电机采用步进电机,且采用码盘检测,保证跟踪精度。电动推杆可以放在左侧也可以放在右側。采用双轴跟踪,在水平角与方位角都得到最高效率的利用,比任何ー种单轴跟踪方式的效率高出很多,从而使本双轴跟踪槽式支架适于实时准确跟踪阳光。采用步进电机驱动,在遇到大风能迅速将设备放到风阻最小的位置。保证设备安全。遇到大雪时,可以将设备立起来,防大雪积压,损坏设备。采用步进电机驱动,在跟踪精度得到保证。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解,下面根据的具体实施例并结合附图,对本专利技术作进ー步详细的说明,其中 图I实施例中的太阳能发电集热系统的立体结构示意 图2是图I中的所述太阳能发电集热系统的侧面结构示意 图3是图I中的聚光器的立体结构示意 图4是所述聚光器的俯视 图5是所述聚光器的侧面结构示意 图6是所述聚光器的另ー侧面结构示意 图7是神化镓太阳能电池模块所在的散热腔体的结构示意图;图8是图7的A-A剖面视 图9是所述太阳能发电集热系统的另一立体结构示意 图10是所述太阳能发电集热系统的另ー侧面结构示意 图11是所述散热腔体的局部放大结构示意 图12是在气温低于0°C时,所述散热腔体中的散热片开ロ朝上以在散热片与散热腔体的底板之间存储少量导热液的结构示意图。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明 如图I 一 10,本实施例的太阳能发电集热系统包括用于光线平行叠加的聚光器a和 邻近该聚光器a的聚光带设置的平行光接收器4 ;平行光接收器4包括背向一体设置的太阳能电池4-1和太阳能集热管4-2 ;在需要太阳能电源时,将平行光接收器4的太阳能电池4-1与聚光器a的反光面相对;在需要液体热源时,翻转平行光接收器4,以使所述太阳能集热管4-2与聚光器a的反光面相对。其他实施方式中,平行光接收器4可以采用单个太阳能电池或太阳能集热管。所述太阳能电池4-1设于ー散热腔体11上,该散热腔体11通过端部的冷却液出ロ 13与太阳能集热管4-2中的换热液管路串联。如图1,发电时,水通过散热腔体11的冷却液入口 16 (即A点)进入,散热腔体11的冷却液出ロ 13 (即A’点)与太阳能集热管4-2中的换热液管路的一端(即B’接ロ)相连,流经换热液管路的B’ B段,水温得到进入提升,再由换热液管路的另一端ロ(即B点)流出,回到水箱内。从而在太阳能电池工作时,换热液始終起到给太阳能电池降温的作用,故而在发电时基本保持恒温,进而确保了发电效率和使用寿命,防止发生过热的情況。换热液为水或导热油。作为优化的实施方式,在多个聚光器a之间,其中的太阳能集热管4-2中的换热液管路也依次串联;且换热液优选水,在与所述换热液管路相连的冷水源管路上设有温控阀,用于通过控制流量来控制水温。所述太阳能电池4-1为神化镓太阳能电池模块;在所述散热腔体11上于各神化镓太阳能电池模块的前方设有聚焦透镜12,以起到进ー步的聚光作用,以进ー步提高光电转换效率。为实现阳光跟踪功能,所述聚光器a设于ー适于自动跟踪太阳的跟踪支架上,该跟踪支架包括立柱21、设于立柱21顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能发电集热系统,其特征在于包括:用于光线平行叠加的聚光器(a)和邻近该聚光器(a)的聚光带设置的平行光接收器(4);平行光接收器(4)包括:背向一体设置的太阳能电池(4?1)和太阳能集热管(4?2);在需要太阳能电源时,将平行光接收器(4)的太阳能电池(4?1)与聚光器(a)的反光面相对;在需要液体热源时,翻转平行光接收器(4),以使所述太阳能集热管(4?2)与聚光器(a)的反光面相对;所述太阳能电池(4?1)设于一散热腔体(11)上,该散热腔体(11)通过端部的冷却液出口(13)或冷却液入口(16)与太阳能集热管(4?2)中的换热液管路串联;所述聚光器(a)包括:水平骨架(1)、垂直设于水平骨架(1)上的一对主骨架(2)、对称设于水平骨架(1)两侧的抛物线骨架(3)、设于抛物线骨架(3)上的与所述平行光接收器(4)平行的多条平面镜(5);平行光接收器(4)设于所述主骨架(2)的顶端,且平行光接收器(4)的一端设于由电机驱动的旋转自锁机构(4?3)中;2?5条所述平面镜(5)构成一平面镜组,相邻的平面镜组之间具有透风间隙;所述太阳能电池(4?1)为砷化镓太阳能电池模块;在所述散热腔体(11)上于各砷化镓太阳能电池模块的前方设有聚焦透镜(12);所述聚光器(a)设于一适于自动跟踪太阳的跟踪支架上,该跟踪支架包括:立柱(21)、设于立柱(21)顶部的水平旋转机构(22)、设于水平旋转机构(22)上的安装架(23)、铰接于聚光器(a)的前端底部和立柱(1)的中上部之间的用于控制聚光器(a)仰角的电动推杆(25);聚光器(a)的底部中央铰接于安装架(23)上;所述电动推杆(25)中的驱动电机(51)和所述水平旋转机构(22)中的电机与一适于检测太阳位置以控制聚光器(a)实时跟踪阳光的控制电路相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:秦益霖沈志刚
申请(专利权)人:常州聚焦新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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