[發(fā)明專利]一種綜合利用太陽(yáng)能發(fā)電和集熱裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010194047.8
• 申請(qǐng)日: 2010-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101882892A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁海濱;易偉欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02N6/00
• 分類號(hào): H02N6/00;H02N11/00;F24J3/00
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 徐皂蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電和集熱的裝置，即一種綜合利用太陽(yáng)能發(fā)電和集熱裝置。

背景技術(shù)

能源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。近幾十年來(lái)，隨著人類社會(huì)的飛速發(fā)展，對(duì)能源的需求也急劇增加，能源和環(huán)境問(wèn)題一直是舉世矚目的重大問(wèn)題之一。作為常規(guī)能源的石油、煤炭和天然氣，按現(xiàn)在的開(kāi)采速度來(lái)計(jì)算，石油可以開(kāi)采40年左右，天然氣可以開(kāi)采50年左右，煤炭可以開(kāi)采200年左右。常規(guī)能源枯竭的時(shí)期即將到來(lái)。除資源枯竭問(wèn)題外，在石化燃料的使用過(guò)程中，環(huán)境保護(hù)也是不容忽視的問(wèn)題。環(huán)保問(wèn)題以地球溫暖化和酸性雨為代表。地球溫暖化是由于二氧化碳、臭氧層等的作用，使地球吸收到的太陽(yáng)熱能很難釋放到大氣層外，使地球的溫度每隔100年上升約1℃。此外，石化燃料燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳、氧化硫等又制造了酸性雨。因此，1997年第二屆控制排放物的京都國(guó)際環(huán)保會(huì)議成員研究，2002-2012年10年間排放量需逐年減少6％(與1990年比)。要想做到這一點(diǎn)，除改善現(xiàn)有常規(guī)發(fā)電設(shè)備的排放條件外，重要的是開(kāi)發(fā)新能源。在剛剛閉幕的哥本哈根聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)上，節(jié)能減排、走低碳經(jīng)濟(jì)之路越來(lái)越成為各國(guó)的共識(shí)。在這種形式下，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新型清潔能源就成了當(dāng)務(wù)之急。在清潔能源利用方面，首選的是太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電。太陽(yáng)輻射到達(dá)地球表面的功率為85×1012kW。它相當(dāng)于全世界發(fā)電量的幾十萬(wàn)倍，從這個(gè)意義上講太陽(yáng)提供的能量是取之不盡的。

在利用太陽(yáng)能發(fā)電方面，目前一般采用太陽(yáng)能電池板進(jìn)行光伏發(fā)電，也就是多采用單晶硅電池板，多晶硅電池板或是非晶硅薄膜電池板來(lái)進(jìn)行發(fā)電，但其每W發(fā)電成本都較高。再由于太陽(yáng)能的儲(chǔ)量巨大，是永久性的清潔能源，具有廣泛性和地區(qū)性，間歇性等特點(diǎn)，在現(xiàn)有情況下，如何更充分地利用太陽(yáng)能電池板進(jìn)行發(fā)電也已成為進(jìn)一步推廣太陽(yáng)能電池發(fā)電的一項(xiàng)重要工作，即在提高太陽(yáng)能電池利用率方面，除了盡量降低生產(chǎn)成本外，如何提高太陽(yáng)能電池板發(fā)電效率也是當(dāng)務(wù)之急。

太陽(yáng)能包括太陽(yáng)的熱能和光能，由于太陽(yáng)的熱能屬于低品位的熱能，采用常規(guī)的方法無(wú)法很好地利用這部分熱能。人們?cè)诔浞掷锰?yáng)光能的同時(shí)，再利用太陽(yáng)的熱能進(jìn)行發(fā)電也是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述難題，本發(fā)明提供一種綜合利用太陽(yáng)能發(fā)電和集熱裝置。本發(fā)明采用聚光裝置來(lái)提高發(fā)電效率，降低發(fā)電成本，采用溫度差進(jìn)行發(fā)電的熱電發(fā)電模塊很好地將太陽(yáng)的熱能轉(zhuǎn)化為電能。本發(fā)明有效地解決了現(xiàn)有太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)中成本高，成本回收周期長(zhǎng)，轉(zhuǎn)化效率低，太陽(yáng)能利用不充分等問(wèn)題，進(jìn)一步推廣了太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種綜合利用太陽(yáng)能發(fā)電和集熱裝置，含有太陽(yáng)能電池板，其中，在太陽(yáng)能電池板正面前方設(shè)置有弧面鏡，在太陽(yáng)能電池板背面設(shè)置有熱電發(fā)電模塊，在熱電發(fā)電模塊背面設(shè)置有熱交換器，太陽(yáng)能電池板與熱電發(fā)電模塊同時(shí)與蓄電池相連接。

本發(fā)明還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的，所述的熱交換器為U型，太陽(yáng)能電池板與熱電發(fā)電模塊嵌在熱交換器U型凹槽內(nèi)。

本發(fā)明還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的，所述的熱交換器分別與供水管、連接管相連，供水管又與保溫儲(chǔ)水箱相連接。

本發(fā)明還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的，所述的蓄電池與逆變器相連接。

本發(fā)明有益的效果

本發(fā)明綜合利用太陽(yáng)能發(fā)電和集熱裝置具有以下幾方面的特點(diǎn)：第一，發(fā)電成本低。本發(fā)明采用弧面鏡反光，將太陽(yáng)能集中收集在太陽(yáng)能電池板上，增加了太陽(yáng)能電池板的受光強(qiáng)度，減少了太陽(yáng)能電池板的使用面積，從而降低了每W的發(fā)電成本。第二，轉(zhuǎn)化效率高。因?yàn)樘?yáng)能電池板的發(fā)電量與光照強(qiáng)度成正比，所以光照強(qiáng)度越強(qiáng)，發(fā)電量越多，由于本發(fā)明采用采用弧面鏡反光收集太陽(yáng)能，增加了太陽(yáng)能電池板的受光強(qiáng)度，從而提高了太陽(yáng)能電池板的轉(zhuǎn)化效率；第三，發(fā)電效率高。由于采用弧面鏡反光收集太陽(yáng)能，在增加了太陽(yáng)能電池板的受光強(qiáng)度的同時(shí)，也接收到了更多的太陽(yáng)的熱能，致使太陽(yáng)能電池板溫度上升。而太陽(yáng)能電池板的發(fā)電效率與太陽(yáng)能電池板的溫度成反比，也就是說(shuō)，太陽(yáng)能電池板的溫度越高，發(fā)電效率越低。為了進(jìn)一步提高太陽(yáng)能電池板的發(fā)電效率，本發(fā)明采用水冷方式進(jìn)行降溫。通過(guò)鑲套在熱電發(fā)電模塊外側(cè)的水冷對(duì)太陽(yáng)能電池板進(jìn)行降溫，從而進(jìn)一步提高了太陽(yáng)能電池板的發(fā)電效率。與此同時(shí)，熱電模塊利用太陽(yáng)能電池板的高溫與水冷形成的低溫之間的溫度差進(jìn)行發(fā)電，進(jìn)一步提高了發(fā)電效率。第四，能量利用充分。通過(guò)弧面鏡反光收集到的太陽(yáng)的光能利用太陽(yáng)能電池板進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，太陽(yáng)的熱能通過(guò)熱電模塊進(jìn)行發(fā)電，多余的熱能用于加熱冷卻水，實(shí)現(xiàn)集熱，用于提供生活用熱水。

附圖說(shuō)明