[實(shí)用新型]一種利用太陽能和燃料化學(xué)能的新型分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320422303.3
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN203434177U
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘劍鋒;胡松;劉楊先;唐愛坤;邵霞
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: H01L31/052
• 分類號: H01L31/052;F24H1/00
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光伏技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及太陽能光伏和熱光伏整體系統(tǒng)裝置，是基于提高原有的太陽能光伏和熱光伏系統(tǒng)的整體效率和穩(wěn)定性實(shí)用性而進(jìn)行的設(shè)計(jì)，以達(dá)到節(jié)能減排的目的。?

背景技術(shù)

太陽能是一種綠色環(huán)保可再生能源，而且隨處可見，可就地利用。太陽能利用技術(shù)近年得到不斷發(fā)展，其中太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)正是利用太陽能的有效途徑，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：無噪聲，無污染，能量隨處可得，不受地域限制，無需消耗燃料，容易儲(chǔ)存，還可以方便地與建筑物相結(jié)合等，這些優(yōu)點(diǎn)都是常規(guī)發(fā)電和其它發(fā)電方式所不能比擬的。熱光伏發(fā)電是將各種諸如燃料的燃燒熱、廢熱、太陽能、放射性同位素?zé)嵩吹犬a(chǎn)生的熱量，通過熱輻射發(fā)射器轉(zhuǎn)變?yōu)榧t外波段的輻射能，該輻射能投射到熱光伏電池上轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋峁夥l(fā)電在理論上可以獲得較高的轉(zhuǎn)換效率，并且具有對多種燃料的適應(yīng)性、無運(yùn)動(dòng)部件、易于維護(hù)、高功率密度、無噪聲運(yùn)行與低輻射等優(yōu)點(diǎn)。但目前的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和熱光伏發(fā)電系統(tǒng)，都只輸出電能，而且在各自單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，太陽能光伏發(fā)電易受天氣和光照條件的影響，熱光伏發(fā)電也存在效率不高的缺點(diǎn)。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中單獨(dú)使用太陽能光伏系統(tǒng)或熱光伏系統(tǒng)而產(chǎn)生的不足，而將太陽能光伏系統(tǒng)或熱光伏系統(tǒng)有機(jī)整合，以提高太陽能光伏和熱光伏系統(tǒng)的整體效率和穩(wěn)定性實(shí)用性。?

本實(shí)用新型在傳統(tǒng)太陽能光伏系統(tǒng)和熱光伏系統(tǒng)的基礎(chǔ)上做了以下改進(jìn)：?

(1)由于不斷地接受輻射能，光伏電池溫度會(huì)不斷升高，其效率會(huì)下降。據(jù)研究顯示，在輻射源溫度為1227℃時(shí)，電池溫度為25℃情況下電池轉(zhuǎn)換效率為25%，而當(dāng)電池溫度為130℃時(shí)，電池的轉(zhuǎn)換效率則降低為17%。因此，可以在光伏電池的背部增加水冷卻系統(tǒng)，以維持在恒定低溫下工作，避免因溫度升高帶來的光電轉(zhuǎn)換效率下降。?

(2)在沒有任何熱回收措施的情況下，大量的能量就浪費(fèi)掉了。如果高溫燃燒產(chǎn)物直接排放，不僅浪費(fèi)能源，還對環(huán)境造成危害。因此在熱光伏系統(tǒng)的排煙出口加一個(gè)換熱設(shè)備，以降溫排放溫度，輸出經(jīng)逐級加熱的熱水，達(dá)到熱電聯(lián)產(chǎn)的目的，提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。?

(3)太陽能光伏系統(tǒng)易受天氣變化和光照條件的影響，系統(tǒng)輸出電能的穩(wěn)定性難以保證。因此，熱光伏系統(tǒng)的加入，是對太陽能光伏系統(tǒng)輸出電能的良好調(diào)節(jié)，以維持輸出電能的穩(wěn)定性。?

本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：?

一種新型分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括熱源、熱輻射器、熱光伏電池、煙氣換熱器及冷卻設(shè)備，所述煙氣換熱器包括煙氣管道和水通道，煙氣管道與熱輻射器的煙氣排放出口相連；該系統(tǒng)還包括太陽能光伏電池，所述太陽能光伏電池與熱光伏電池相串聯(lián)；?

所述冷卻設(shè)備由水泵及冷卻水管組成，冷卻水管延伸至煙氣換熱器的水通道；所述冷卻系統(tǒng)的冷卻水管依次經(jīng)過熱光伏電池與太陽能光伏電池，冷卻水經(jīng)換熱后成低溫?zé)崴俳?jīng)過煙氣換熱器與熱輻射器高溫?zé)煔鈸Q熱，進(jìn)一步加熱成高溫?zé)崴?

進(jìn)一步的，所述太陽能光伏電池采用單晶硅電池，熱光伏電池采用GaSb電池，環(huán)形布置在熱光伏系統(tǒng)的外圍，接收來自輻射器發(fā)出的輻射能。?

進(jìn)一步的，所述熱輻射器采用柱形，外壁面材料采用SiC，與GaSb光伏電池匹配；熱輻射器內(nèi)的燃燒室采用多孔介質(zhì)填充。?

進(jìn)一步的，在熱輻射器與光伏電池之間布置光子過濾器，將大于禁帶波長的光子反射回輻射器。?

進(jìn)一步的，所述煙氣換熱器采用套管式換熱器，煙氣與熱水隔開，逆流換熱，包括低溫?zé)崴肟凇⒏邷責(zé)崴隹凇⒏邷責(zé)煔馊肟凇⑴艧煶隹凇⒗鋮s水通及煙氣通道；所述低溫?zé)崴肟谂c流經(jīng)太陽能光伏電池的冷卻水管相連通，高溫?zé)煔馊肟谂c熱輻射器高溫?zé)煔獬隹谙噙B通，所述的煙氣通道為蛇形。?

本實(shí)用新型的有益效果在于：?

1）用水冷卻光伏電池，有效的降低了太陽能光伏電池和熱光伏電池因接收輻射能而造成的自身溫度升高，不僅能提高光伏電池的電效率，還能提高設(shè)備的運(yùn)行壽命。?

2）由于是熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，回收了熱能，在輸出電能的同時(shí)，也能輸出熱能，相比于單獨(dú)的熱光伏系統(tǒng)和太陽能光伏系統(tǒng)，系統(tǒng)的總效率得到提升。?

3）由于是結(jié)合了太陽能光伏系統(tǒng)和熱光伏系統(tǒng)，能最大限度的利用太陽能，不僅可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的，又能提高系統(tǒng)輸出電能的穩(wěn)定性，在各種天氣條件下全天候穩(wěn)定地供電供熱。?

4）系統(tǒng)負(fù)荷的調(diào)節(jié)比較方便，可以調(diào)節(jié)冷卻水的流量和燃料的供給量，能實(shí)現(xiàn)對輸出電能和熱能的調(diào)節(jié)，以適應(yīng)負(fù)荷的變化。?

附圖說明