[實用新型]一種熱管式聚光光伏光熱一體化熱電聯產裝置

有效

• 申請號: 201520248007.5
• 申請日: 2015-04-21
• 公開（公告）號: CN205005013U
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 周莉;陸玉正;蔣川;周元興;黃秀勇
• 申請（專利權）人: 南京嘉業新能源有限公司
• 主分類號: H02S40/22
• 分類號: H02S40/22;H02S40/42;H02S40/44
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本實用新型涉及一種太陽能熱電聯產系統，特別是一種用于熱管式聚光光伏光熱一體化熱電聯產裝置，屬于太陽能應用技術領域。

背景技術

太陽能作為一種清潔、無污染的可再生能源，其開發和利用被認為世界能源戰略的重要組成部分。太陽能光伏發電系統已經大規模建，但是光伏發電成本一直高居不下，制約其發展。聚光技術是利用廉價的鏡面部分代替電池，從而降低光伏發電的成本。

聚光光伏系統是利用價廉的聚光鏡部分代替高昂的電池，從而降低光伏發電系統成本。商業化的光伏電池的光電轉換效率一般為5％～20％，換言之，近80％的太陽能沒有得到合理利用，轉化為熱能，導致電池的溫度升高，電池溫度每升高1度，效率約下降0.5％。在聚光條件下，電池表面的太陽輻射強度是非聚光條件下的數倍、數十倍、甚至數百倍，電池的溫度急劇上升，所以，聚光光伏系統中，電池的冷卻裝置是至關重要的。

自上世紀70年代，光伏光熱一體化的出現，降低了電池的溫度同時，也有效提高了太陽能的綜合利用率。所謂的光伏光熱一體化系統是一種集太陽能光伏發電與熱利用為一體的太陽能集熱器，簡稱PVT(Photovoltaic/ThermalCollector)。太陽照射在集熱器的表面產生電能，熱能從電池的冷卻系統中獲得。

聚光光伏光熱一體化系統，簡稱c-PVT(Concentrator-typePhotovoltaic/ThermalCollector)是集PVT與聚光裝置為一體的系統，聚光裝置可以提高電池表面的太陽輻射強度，增加PVT輸出電功率和熱功率

目前，已經有聚光光伏光熱一體化裝置被設計，但這些方案均存在一定的局限性。如中國專利CN102570910A公布了一種聚光光伏光熱太陽能綜合利用系統，包括聚光模組、跟蹤支架、換熱器單元、跟蹤控制部分，可實現太陽能綜合利用，但該系統的聚光單元由一次聚光單元、二次聚光單元，且一次聚光單元采用復雜的曲面鏡，其制造工藝復雜，長期使用，容易變形，產生很大的誤差。中國專利CN201120070039.2公布了高倍聚光太陽能光伏光熱復合發電系統，主要由聚光太陽能電池和半導體溫差發電模塊構成，有效地將聚光太陽能電池的余熱轉換為電能，但目前半導體溫差電池轉換效率、價格昂貴，很難大規模應用。

實用新型內容

技術問題：本實用新型的目的在于克服上述現有相關聚光太陽能裝置的缺陷，提供了一種熱管式聚光光伏光熱一體化熱電聯產裝置，能夠實現提高聚光發電系統的綜合效率。

技術方案：采為解決上述技術問題，提供一種熱管式聚光光伏光熱一體化熱電聯產裝置，該裝置包括電池芯片(1)、熱管(2)、冷凝管(3)、菲涅爾聚光鏡(4)、防塵罩(5)、二次聚光漏斗(6)、溫度傳感器(7)、給水泵(8)、控制器(9)、水箱(10)；

電池芯片(1)使用導熱膠粘貼在壓制成扁平狀的熱管(2)的蒸發段，熱管(2)的冷凝段安裝在冷凝管(3)內，冷凝管(3)有冷卻水進口和出口；防塵罩(5)的上開口安裝菲涅爾聚光鏡(4)，下開口安裝電池芯片(1)，同時在電池芯片(1)上安裝二次聚光漏斗(6)，電池芯片(1)的冷卻水進口和下一個電池芯片(1)的冷卻水出口連接，形成串聯設計，根據設計要求，電池芯片(1)的冷卻水進口也可以和下一個電池芯片(1)的冷卻水進口連接，形成并聯設計，最后的冷卻水出口與水箱(10)連接，溫度傳感器安(7)安裝在冷卻水管道中，將檢測的冷卻水溫度信號送給控制器(9)，控制器(9)根據溫度信號與溫度設定值，控制給水泵(8)的轉速，進而控制冷卻水的流速。溫度傳感器(7)檢測冷卻水的溫度，控制器(9)控制給水泵(10)動作，控制冷卻水的流量。

所述電池芯片是由高性能的砷化鎵聚光電池構成，是將太陽能轉換為電能的核心部件。

所述熱管，本實用新型在普通的熱管基礎上進行改造，改造成扁平狀，讓電池芯片與熱管蒸發段接觸面積增大，提高傳熱效率，其蒸發段使用導熱膠粘在光伏電池背板上，冷凝段安裝在冷凝管內，當電池芯片產生熱量時，熱管內的工質開始蒸發，工質在熱管的冷凝段將熱能傳遞到冷卻水中，將光伏電池中的通過熱管快速、有效地傳遞至冷卻水中。

所述菲涅爾聚光鏡是用于聚焦太陽能，聚光鏡的大小根據聚光比確定，若設計聚光比為500，則菲涅爾鏡的有效面積為電池芯片的有效面積的500倍。菲涅爾聚光鏡具有質量輕、成本低，非常實用于高倍聚光。

所述防塵罩是由廉價的塑料制成的，有效防止灰塵進入系統，落到電池芯片上，從而嚴重影響了光電、光熱轉換效率。