[發明專利]太陽能光熱混合利用系統

有效

• 申請號: 201210006230.X
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102545706A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 容云
• 申請（專利權）人: 容云
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;H01L31/052;H01L31/058;G05D3/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

技術領域

本發明涉及太陽能應用技術領域，尤其涉及一種太陽能光熱混合利用系統。

背景技術

聚光太陽能發電中，光伏電池發電電壓小而電流大，為將電流遠距離傳輸，通常采用串聯法，將各光伏電池串聯，因為在不同光照條件下，光伏電池最大效率時電壓變化很小，電流隨光照強弱而變化，并因光伏電池功率較高，通常切割成小塊使用，否則光伏電池表面印制的導線將難以承載光伏電池所產生的電流。所以光伏電池串聯應用的前提是各光伏電池受光要均勻，否則串聯應用時效率會大幅度下降，而光伏電池并聯應用則因電流過大從而使所用導線很粗，并且導線電阻帶來的功率損失較高。

現在高倍聚光太陽能系統普遍采用菲涅耳鏡聚光技術，各菲涅耳鏡所對應的光伏電池串聯后輸出，以各菲涅耳鏡的相等面積來保證各光伏電池受光均勻，聚光倍數多數在500～1000倍，追日精度要求±0.3°以內，菲涅耳鏡由精密加工的鋁合金箱體支撐，以保證每平米數十個光伏芯片的定位精度。現有菲涅爾鏡式電池組件具有以下缺點：(1)菲涅耳鏡成本高壽命短；(2)鋁合金箱體成本高；(3)熱量被散失到空氣中而無法被有效利用等問題。

為解決以上問題，人們在研究用拋物面聚光反射鏡來做為反射元件構建高倍聚光太陽能利用系統，這需要同時解決以下幾個問題：(1)電流密集問題，光伏電池集中后，電流會較集中，傳輸電流的導線難以布置。(2)散熱問題，光伏電池集中后，其未能轉換成電能的太陽能會以熱能形式集中在一起，簡單的氣冷散熱無法滿足散熱要求。(3)電流的均勻性問題，因為在一個拋物面鏡的聚光光斑內光是不均勻分布的，有強弱差別，所以對集光器內的光伏電池不能簡單串聯使用，否則會造成各電池效率大幅度下降而失去利用價值。

尤其電流密集問題和因均勻性問題而造成電池無法串聯升壓的問題比較難解決，現有技術采用立體液冷支撐結構來解決電流密集問題，采用多平面組合的聚光反射鏡用類似無影燈的方式來解決光線均勻性問題，但由于追日系統的跟蹤誤差和光伏電池元件的晃動，解決的效果仍然不好，并且多平面組合的聚光反射鏡制造和調整比較困難。

發明內容

本發明實施方式提供一種太陽能光熱混合利用系統，可以解決目前的太陽能利用系統因反射光線分布不均而產生存在效率低下的問題。

為解決上述問題本發明提供的技術方案如下：

本發明實施方式提供一種太陽能光熱混合利用系統，包括：

追日架、拋物面反射聚光鏡、集光器、電能儲存傳輸單元和熱交換單元；其中，

所述拋物面反射聚光鏡設置在所述追日架上；

所述集光器的受光面與所述拋物面反射聚光鏡的反射面相對，集光器的電輸出端與所述電能儲存傳輸單元電連接；

所述集光器的熱輸出端與所述熱交換單元連接；

所述集光器包括：光伏電池、液冷支撐體和開關升壓器；其中，所述光伏電池設置在所述液冷支撐體上，光伏電池的電輸出端與開關升壓器連接，開關升壓器設有連接所述電能儲存傳輸單元的電輸出端；所述液冷支撐體上設有連接熱交換單元的熱輸出端。

由上述提供的技術方案可以看出，本發明實施方式提供的系統，通過采用集光器作為核心部件，集光器內設置與光伏電池連接的開關升壓器，從而保證了光伏電池產生的電能分別通過開關升壓器匯總在一起輸出到集光器外部，避免了因均勻性問題而帶來的無法簡單采用串聯結構升壓傳輸電能的問題。這樣做在成本上多了開關升壓器，但因為解決反射光線不均勻帶來的無法串聯升壓的問題而可以使用廉價且耐久的鋼化玻璃光滑拋物面聚光鏡，并且省去了鋁合金的電池組箱體，總成本上大幅度降低，并且同時可以提供可利用的熱資源，對太陽能實現了最大化的利用，使得太陽能發電的收益、成本比達到了經濟可行，同時還使得集光器內的光伏電池和開關升壓器成為方便維護的模塊化產品，提高了其可用性。本發明系統中的集光器通過開關升壓器與光伏電池配合，可以實現光伏電池獨立工作而無需做到能量均勻，使得光伏電池可以最佳工作，從而可以有效克服目前拋物面聚光太陽能系統所存在的光線不均勻的問題，具有高效、廉價、方便維護的優點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發明實施例提供的太陽能光熱混合利用系統的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的系統的集光器的示意圖；

圖3為本發明實施例提供的系統的集光器的側視示意圖；