[實用新型]光熱光電一體型太陽能采集器

有效

• 申請號: 201220275992.5
• 申請日: 2012-06-11
• 公開（公告）號: CN202853148U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 羅運山
• 申請（專利權）人: 羅運山
• 主分類號: F24J2/12
• 分類號: F24J2/12;F24J2/46;H02N6/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種光熱光電一體型太陽能采集器，主要用于太陽能光熱光電同時采集。

背景技術

目前一般的太陽能采集器，特別是家用熱水器及屋頂光伏發電工程的光電池陣列，采用固定放置，有的也有根據不同情況采取平放、斜放的方式固定接收太陽能。眾所周知，地球圍繞太陽公轉和自轉的變化，固定放置采集器不可能全天候用聚光手段采集到高能流的太陽能；而聚光采集太陽能可以將低能束的太陽光束轉變為高能束的太陽光束被采集應用。千百年來人類不斷探索，成功應用了菲涅爾透鏡、光漏斗聚光、槽式聚光技術，但工藝復雜，成本高是商業化應用的主要瓶頸。

光伏電池在高倍聚光下發電。隨著溫度的提高光伏電池的發電效率衰減直至光伏電池燒壞失效，降溫的成本是光伏聚光發電的難以克服的負擔。到目前為止，人們采用的聚光裝置大致可分為三類：塔式聚光裝置、槽形拋物鏡聚光裝置和盤式拋物聚光裝置。這三類聚光裝置有一個共同的特點，都是通過轉動反射鏡來跟蹤太陽。如果需要1000kw的太陽能，就需要1500平方米的聚光鏡來聚光(太陽能的平均密度只有約700-800w/m2)即需要約150面10平方米的聚光鏡，每面反射鏡都需要一套獨立的跟蹤控制裝置跟蹤太陽。由于這些裝置在室外運行，要承受風雪雨的侵蝕，因此必須能抵御八級以上的大風。在風中鏡子所承受的作用力很大，通過杠桿原理這種作用力在支撐點或支撐軸上被放大幾十倍，具有相當大的破壞作用。為使系統穩定運行數年，其機械支撐傳動部分必須十分堅固。因此一套有使用價值的機械跟蹤裝置通常相當昂貴，價格在二萬元左右。僅150套跟蹤裝置就需二三百萬元，再加上其他配套系統，整個系統造價十分高昂，在經濟上得不償失。另外，任何一個機械系統都需要考慮到出現故障后的維修問題。假設一套跟蹤控制系統可能穩定工作3年(即3年出一次故障，需要維修一次。這對機械系統來講已經是一個非常高的要求了，這些類似裝置甚至出現過一場大風過后，就無法工作的現象)。由于150套跟蹤控制裝置彼此獨立，平均每周就有一套裝備出現故障，需要維修。這會給使用者帶來極度的不便。三五年以后，由于不可避免地出現機械老化、風雨侵蝕和生銹等現象，裝置系統的故障率上升，維修和保養工作將會消耗大量的人力物力，使生產者和使用者難以承受。

上述存在的問題正是太陽聚光跟蹤技術遲遲無法步入大規模應用的原因所在，業內普遍認為通過提高機械系統的設計和制造水平很難解決。要想解決這個問題，需要探索新的太陽能聚光跟蹤方法。

發明內容

為解決上述問題，本實用新型提供一種光熱光電一體型太陽能采集器。采用垂直極軸步進式太陽能聚光跟蹤方法，不僅能達到聚光采集太陽能的目的，而且結構簡單，降低了成本，提高了性價比，使規模性、工業化聚光采集太陽能的商業化運營成為可能。

本實用新型的聚光太陽能采集器由采集器支架、軸承、一維跟蹤系統、液壓傳動桿、反光鏡、光熱光電采集盒外殼、保溫層、真空玻璃透光蓋板、窄縫、吸熱板、光電電池、自控水泵、傳熱金屬方水管、進水口、出水口、光電池引出線組成；其一維跟蹤系統采取按采集器的中軸線水平東西方向布置。根據事先計算的太陽赤緯角的變化，拋物面反射鏡繞軸作俯仰轉動跟蹤太陽，達到白天全天都能聚光采集到高能流的太陽能目的。由于地球公轉的變化半年一周期，采取了這種方法后，采集器角度每天變動0.2度左右并采取一維俯仰運動，每天跟蹤機械轉動約一次上下，使地球圍繞太陽公轉發生的變化得到矯正；太陽的光束始終平行于垂直太陽采集器的接收面。又由于東西水平放置采集器，并且按太陽能采集器俯仰軸承的軸線精確東西水平放置，一日之內從早到晚基本上保持太陽能采集器的接收面的垂直中軸面與太陽能光束線在平行面上，進入拋物線反光鏡上的光束折射光斑就會按設計全部落在太陽能采集器接收面或接收面的東西延長線上。

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖

圖2是光熱光電采集盒剖面圖

具體實施方式