[實(shí)用新型]聚光式太陽能光伏-熱電-余熱一體化系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420530971.2
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號(hào): CN204392142U
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳浩東;王長宏;林濤
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02S10/30
• 分類號(hào): H02S10/30;H02S10/20;H02S40/22
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

?本實(shí)用新型的一種太陽能發(fā)電裝置，尤其涉及一種光伏發(fā)電和溫差發(fā)電復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對于能源的需求不斷增加，環(huán)境受到不斷的破壞，要求我們開發(fā)新能源，改善能源結(jié)構(gòu)。太陽能作為一種取之不盡用之不竭的綠色能源，其利用越來越引起人們的關(guān)注。太陽能的利用主要包括了光熱利用和發(fā)電利用，由于傳統(tǒng)的發(fā)電利用由于成本遠(yuǎn)大于壽命，且制造過程中產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，導(dǎo)致太陽能光電利用推廣緩慢。本實(shí)用新型的聚光式太陽能光伏-熱電-余熱一體化系統(tǒng)，采用聚光式發(fā)電，有效減低光伏材料的成本；利用砷化鎵電池有效提高光利用效率和耐溫性。同時(shí)有效利用砷化鎵電池?zé)o法利用的紅外光熱效應(yīng)作為熱源，利用基于塞貝克效應(yīng)的溫差發(fā)電芯片進(jìn)行二次發(fā)電利用；并通過相變儲(chǔ)能裝置作為溫差發(fā)電冷源散熱并將品味較低的熱能存儲(chǔ)，供生活用水使用。因此，本實(shí)用新型提出了一種具有光利用效率高，安全可靠，無運(yùn)動(dòng)，壽命長的光電-熱電和余熱一體化系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種太陽能高效利用、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、使用壽命長的太陽能光伏-熱電和余熱一體化系統(tǒng)。

????為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：本實(shí)用新型的聚光式太陽能光伏-熱電-余熱一體化系統(tǒng)，包括聚光菲涅耳透鏡、容納有機(jī)相變材料的相變儲(chǔ)能換熱裝置、太陽能砷化鎵電池、溫差發(fā)電芯片，其中相變儲(chǔ)能換熱裝置裝設(shè)在螺桿的下端，聚光菲涅耳透鏡裝設(shè)在螺桿的上端，太陽能砷化鎵電池裝設(shè)在菲涅爾透鏡的光路聚焦處，溫差發(fā)電芯片放置于砷化鎵電池和相變儲(chǔ)能裝置之間，并通過耐高溫粘結(jié)劑進(jìn)行粘結(jié)，保證彼此之間接觸，溫差發(fā)電芯片通過以砷化鎵電池作為熱端和相變儲(chǔ)能裝置作為冷端，形成穩(wěn)定的溫差，再通過半導(dǎo)體塞貝克效應(yīng)將熱能轉(zhuǎn)化為電能，溫差發(fā)電芯片所發(fā)出的電壓送入蓄電池存儲(chǔ)，安裝在螺桿上的聚光菲涅耳透鏡、相變儲(chǔ)能換熱裝置、太陽能砷化鎵電池通過螺母固定并通過固定支架安置于地面。

???本實(shí)用新型的有益效果是：聚光式太陽能光伏-熱電-余熱一體化系統(tǒng)能通過能源的分級(jí)利用，將高品位能源用于發(fā)電，低品位能源用于熱利用。改過程相比傳統(tǒng)太陽能利用裝置有以下優(yōu)點(diǎn)：首先，本實(shí)用新型的聚光式太陽能光伏-熱電-余熱一體化系統(tǒng)采用聚光式，有效減少了光伏電池制造成本，提高材料的利用效率，裝置小巧緊湊。其次，由于采用光電和熱電耦合，合理利用光譜能量，發(fā)電效率超過純光電轉(zhuǎn)化效率理論值。再次，由于溫差發(fā)電芯片冷源采用相變儲(chǔ)能裝置，將余熱采用相變材料存儲(chǔ)并通過換熱蛇型管加熱生活用水，供生產(chǎn)生活需要。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型聚光式太陽能光伏-熱電-余熱一體化系統(tǒng)實(shí)施例的分解狀態(tài)側(cè)向結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1所示聚光式太陽能光伏-熱電-余熱一體化系統(tǒng)的分解狀態(tài)立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1所示聚光式太陽能光伏-熱電-余熱一體化系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖1所示聚光式太陽能光伏-熱電-余熱一體化系統(tǒng)的側(cè)向結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4中A區(qū)域的局部放大圖。

圖6為圖4中B區(qū)域的局部放大圖。

具體實(shí)施方式

????下面對本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行具體描述。

?如圖1~5所示，本實(shí)用新型的聚光式太陽能光伏-熱電-余熱一體化系統(tǒng)，其特征在于包括聚光菲涅耳透鏡11、容納有機(jī)相變材料的相變儲(chǔ)能換熱裝置22、太陽能砷化鎵電池14、溫差發(fā)電芯片15，其中相變儲(chǔ)能換熱裝置22裝設(shè)在螺桿16的下端，聚光菲涅耳透鏡11裝設(shè)在螺桿16的上端，太陽能砷化鎵電池14裝設(shè)在菲涅爾透鏡11的光路聚焦處，溫差發(fā)電芯片15放置于砷化鎵電池14和相變儲(chǔ)能裝置22之間，并通過耐高溫粘結(jié)劑進(jìn)行粘結(jié)，保證彼此之間接觸，溫差發(fā)電芯片15通過以砷化鎵電池14作為熱端和相變儲(chǔ)能裝置22作為冷端，形成穩(wěn)定的溫差，再通過半導(dǎo)體塞貝克效應(yīng)將熱能轉(zhuǎn)化為電能，溫差發(fā)電芯片15所發(fā)出的電壓送入蓄電池18存儲(chǔ)，安裝在螺桿16上的聚光菲涅耳透鏡11、相變儲(chǔ)能換熱裝置22、太陽能砷化鎵電池14通過螺母12固定并通過固定支架25安置于地面。

上述菲尼爾透鏡11由鋼化玻璃作為基板，透鏡表面透明鏡體上有多圈圓形齒槽，保證足夠強(qiáng)度、高折光率和低光損傷。所述的菲尼爾透鏡11聚焦區(qū)域?yàn)樗龅纳榛夒姵?4受光產(chǎn)生光生伏特效應(yīng)區(qū)域，其聚焦倍率可通過調(diào)節(jié)螺桿16和螺母12機(jī)構(gòu)來控制菲尼爾透鏡與砷化鎵電池14受光區(qū)域的距離。