[發明專利]太陽能熱電聯用組件

無效

• 申請號: 201110453553.9
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102522921A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 吳喜元
• 申請（專利權）人: 吳喜元
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;H01L31/052;H01L31/042
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 李宇彤

技術領域

本發明屬于太陽能技術領域，特別涉及一種利用聚焦太陽光發電、集熱的與建筑相關的一種一體化的太陽能熱電聯用組件。

背景技術

當今世界能源日漸枯竭，能源危機將嚴重地影響人類社會的進步和發展。為此全世界都在為開發新能源已維持地球的可持續發展做著不懈的努力。太陽能是一種人類取之不盡的綠色能源，如何有效地利用和開發太陽能資源一直是科學界不斷努力的方向。早期的硅光電池和薄膜電池，由于轉換效率低而導致的發電成本居高不下；嚴重地制約著太陽能發電技術的普及、推廣和市場化進程。近年來經過科學家的不斷努力，光電池技術已經有了很大的提高。目前的聚光太陽能電池可以吸收相當于電池受光面積500-1000倍的光照面積的陽光，這樣就大大降低了電池的成本，并且轉換效率也有了極大的提高。為太陽能發電的市場化進程鋪平了道路。

????然而，使用這種新型聚光電池首先需要通過聚光系統將陽光聚焦在光電池芯片上。由于太陽相對地球位置始終是在變化的，這就要求聚光發電系統不能是固定的，它要實時變換角度使聚光系統的焦點始終落在光電池芯片上。這樣的系統被稱之為逐日系統（或被稱為追日或向日系統）。目前現有的太陽能聚光發電逐日系統都是把光電池和光學系統固定好后以陣列方式安裝在一個大的基板上，再將基板安裝在一個可控的活動支架上來實現系統的逐日功能。這種方式就產生了一個風帆效應。這樣的系統存在以下缺陷；

1、活動支架結構和基礎強度要求過高；聚光太陽能發電組件光學系統的重量并不是很大，但是將發電組件大面積組合在一塊基板上并暴露在大氣中卻需要承受很大的風荷載，為了保證承載發電組件的大面積基板能夠承受風荷載并始終追逐太陽運動，基板支架結構中大量地采用珩架和懸臂梁結構。由于基板面積很大，因此珩架和懸臂梁結構所采用的鋼材和基礎都必須有相當高的結構剛度和體積重量。

???2、驅動系統能耗浪費：聚光太陽能發電系統的逐日轉動速度極低，不需要安裝大型驅動系統，但是為了抗擊巨大的風荷載就必須配備大功率的驅動電機和大功率的減速器，以保證驅動系統的結構剛度。

3、散熱效果差太陽能量利用效率低：由于光電池不能將太陽光的能量100%轉換為電能，聚焦后的大部分太陽光能會以熱能的方式聚集在光電池上，這部分熱能如果不能有效地消耗掉，會使光電池的溫度不斷升高、產生光致衰退現象，至使光電轉換效率降低直至燒毀。因此對于太陽能轉換過程中無法轉換的部分熱能必須用主動或被動方式進行散熱。現有的聚焦太陽能發電系統都安裝在室外，因冬季室外溫度較低無法按裝水冷系統，因此只能以被動式風冷系統進行散熱。不僅散熱效果差影響了光電池的轉換效率，而且太陽能量中的大部分熱能被白白浪費掉而無法實現太陽能轉化利用效率的最大化。

????4、系統維護和電力傳輸成本高：對于安裝在遠離人居環境的野外高山上的聚焦太陽能發電系統（絕大部分），由于需要架設輸電線路將所發電力傳輸至用電城市，因此不僅傳輸成本投資較大、輸電線路損耗浪費較高，同時也給輸電系統的維護帶來很高的成本支出。

發明內容

本發明的目的是提供一種太陽能熱電聯用發電組件，將聚光太陽能發電和集熱裝置有機地結合在一起，組成聚光太陽能發電組件，再將多個發電組件以模塊化方式組合成陣列，發電組件內設置有單軸或雙軸多頭聯動的逐日驅動機構。組合成新型的具有太陽能光電、光熱轉換功能的建筑構件，可隨意組合成屋面板、玻璃幕墻、建筑窗體和汽車頂蓋、路燈充電板等，為建筑、汽車和路燈等提供廉價且清潔的能源。

本發明是通過以下技術方案來實現的：太陽能熱電聯用組件，包括透鏡、支撐架和太陽能電池模塊，其特征在于：透鏡固定在支撐架上，太陽能電池模塊固定在冷卻水套上，冷卻水套固定在支撐架，冷卻水套上裝有進水管和出水管，進水管、散熱器和出水管組成冷卻水循環系統。多個太陽能熱電聯用組件連接在一起，安裝在建筑物上，可以固定安裝，或沿著固定軌道滑動；或繞單一轉動軸轉動。或繞雙轉動軸轉動。支撐架以等間距陣列方式排列組合在一起。太陽能熱電聯用組件支撐架在建筑物上的安裝方式可以是單體封閉的、也可以是多個排列在一個箱體或容器內統一封閉的。太陽能電池模塊通過膠體和冷卻水套粘合在一起，或用螺絲連接或焊接在一起。太陽能電池模塊上有導線引出。支撐架在建筑物上的安裝方式可以多個排列和逐日驅動機構封裝在一個箱體中，構成一個相對獨立的太陽能采集發電裝置。

本發明的結構特點是：