[發明專利]聚焦式光伏光熱一體化供暖裝置

在審

• 申請號: 201810674711.5
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108759113A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 陳逸哲;王華君;陳蒙;程東炎;張鳳超;劉遙;胡宇尚
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: F24S10/70
• 分類號: F24S10/70;F24S20/00;F24S23/71;F24S40/40;F24S80/56;H02S40/22
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

本發明涉及聚焦式光伏光熱一體化供暖裝置，該裝置包括聚光器模塊、光伏電池模塊、集熱模塊和保護模塊；聚光器模塊采用復合拋物面式聚光器，聚光器模塊的對稱軸與當地春分或秋分時太陽光線平行；所述光伏電池模塊包括雙玻光伏電池、第一柔性光伏電池和第二柔性光伏電池，所述集熱模塊包括大集熱管和小集熱管，所述雙玻光伏電池的兩端分別連接大集熱管和小集熱管，雙玻光伏電池、大集熱管和小集熱管三者的中心對稱面與聚光器模塊的對稱軸面重合，且雙玻光伏電池位于聚光器模塊的聚光點移動范圍內；在大集熱管的下表面貼有第一柔性光伏電池，在小集熱管的上表面貼有第二柔性光伏電池。該裝置結構簡單，光能利用率高。

技術領域

本發明屬于太陽能光伏光熱利用技術領域，具體涉及一種聚焦式光伏光熱一體化供暖裝置。

背景技術

隨著人類社會的不斷發展和延續，人們對能源的需求越來越大。現在普遍大量使用的能源會產生一定的污染，且這些能源不是取之不盡用之不竭的。而太陽能是一種清潔能源，地球上普遍存在，且長期存在，若能良好開發利用太陽能資源，能解決人類部分能源問題。

中國北方的城市冬天氣溫普遍偏低，取暖問題成為人們的大問題?，F提倡的供暖設備中，以地源熱泵和空氣源熱泵為主，二者工作過程類似，地源熱泵系統主要分為三部分：室外地能換熱系統、地源熱泵機組和室內采暖空調末端系統，地源熱泵機組主要由壓縮機、冷凝器、蒸發器和膨脹閥四部分組成，其中主要因壓縮機的存在使得耗電量高，因熱交換是在地下進行，必須打井進行熱量傳輸，對場地要求高，占地面積大，且農村地區房屋結構大，地源熱泵安裝困難?？諝庠礋岜脵C組的供熱能力及其制熱性能系數隨室外溫度的降低而降低，對于冬天溫度低于零下25度的北方地區，空氣源熱泵并不能適用，光伏加空氣源熱泵同樣不適合寒冷地區。除此之外的光伏發電加谷電蓄熱及純太陽能供暖方式，其經濟性都不理想。因此，一種價格便宜、實用性高、無污染的取暖裝置亟待研發。

近年來，我國太陽能聚光器發展迅速，不少學者設計聚光裝置，如中國專利CN106247638A公開了一種具有槽式聚光器的太陽能熱發電系統，但其為追蹤式裝置，設有轉動機構，結構復雜，后期維護較困難。中國專利CN105716303B公開了一種太陽能光伏光熱一體化集熱系統，該系統夏季光伏板能吸收的太陽能有限，超出接收限度的能量不能轉化，存在資源的浪費；冬季光伏板轉化率較光熱部件轉化率有很大降低。

發明內容

本發明的目的在于提出一種聚焦式光伏光熱一體化供暖裝置，改善現有裝置結構復雜，光能利用率低的問題，并為北方非集中供熱區域，特別是農村居民采暖問題提供新裝置。

為了達到上述目的，本發明采用以下解決方案：

一種聚焦式光伏光熱一體化供暖裝置，其特征在于該裝置包括聚光器模塊、光伏電池模塊、集熱模塊和保護模塊；聚光器模塊采用復合拋物面式聚光器，聚光器模塊的對稱軸與當地春分或秋分時太陽光線平行；所述光伏電池模塊包括雙玻光伏電池、第一柔性光伏電池和第二柔性光伏電池，所述集熱模塊包括大集熱管和小集熱管，所述雙玻光伏電池的兩端分別連接大集熱管和小集熱管，雙玻光伏電池、大集熱管和小集熱管三者的中心對稱面與聚光器模塊的對稱軸面重合，且雙玻光伏電池位于聚光器模塊的聚光點移動范圍內；在大集熱管的下表面貼有第一柔性光伏電池，在小集熱管的上表面貼有第二柔性光伏電池；大集熱管遠離聚光器模塊的拋物線最低點；在聚光器模塊、光伏電池模塊、集熱模塊外設置保護模塊，該保護模塊由三塊透光玻璃及底座構成，所述聚光器模塊的拋物線最低點連接底座，大集熱管和小集熱管均與外部谷電儲熱裝置連接，光伏電池模塊通過逆變器與外部電網連接。

本發明具有以下有益效果：

1、該裝置沒有移動部件，保證聚光器模塊安裝時，其對稱軸與當地春分或秋分時太陽光線平行，且將光伏電池模塊及集熱模塊設置在聚光器模塊的對稱軸面上，實現聚光器較大角度的聚光，使得不同季節的太陽光線分別聚焦在光伏電池和集熱管上，節約成本，便于安裝和使用。