[發明專利]一種光伏光熱模塊分離式小型菲涅爾聚光集熱器

在審

• 申請號: 202011331954.2
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112413909A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 楊謀存;劉歡;周鈺婕;支黎明;朱躍釗
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: F24S23/30
• 分類號: F24S23/30;F24S10/70;H02S40/22
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

本發明公開了一種光伏光熱模塊分離式小型菲涅爾聚光集熱器，包括聚光集熱單元體(A)、太陽光線跟蹤裝置(B)、框架結構(C)、流體工質總進口管(6)和流體工質總出口管(7)，所述的集熱器由6～12個聚光集熱單元體(A)等間距并聯組成，集熱管(2)的軸線置于線性菲涅爾透鏡(1)的焦線處，光伏電池板(3)置于集熱管(2)下方，通過梯形端部(5)連接；太陽光線跟蹤裝置(B)中的減速電機(8)置于工質總進口管(6)與軸承座(11)之間，固定于金屬底板(12)上，錐齒輪(9)安裝于梯形端部，傳動連桿(10)與聚光集熱單元體(A)的梯形端部(5)相連；框架結構(C)中隔熱層(14)置于聚光集熱單元體(A)與軸承座(11)之間。本發明整體結構簡單，高度較小，可廣泛應用于建筑或廠房屋頂等場合，同時提供電能和高品位熱能。

技術領域

本發明涉及太陽能綜合利用技術領域，具體而言，涉及一種太陽能聚光分頻光伏光熱一體化利用技術，采用的光伏/光熱模塊分離式布置的結構適用于解決光伏電池板因溫度過高而導致的光電轉換效率下降的問題。

背景技術

太陽能是最豐富、分布最廣泛的一種可再生能源，其開發利用前景廣闊，尤其近些年太陽能利用技術更獲得了巨大的發展。太陽能聚光集熱器即為一種通過聚光元件的折射或反射作用聚集太陽光線使其輻照強度提高數倍或更高以獲得中高溫熱能的設備。近年來，為獲得更高的太陽能綜合利用率及開拓更為廣闊的應用市場，本領域技術人員已逐步進行可與普通建筑相結合的小型光伏光熱一體化聚光集熱器的探究。但太陽能光伏光熱一體化聚光集熱器結構復雜、太陽能綜合利用效率低、不易與普通建筑有效結合等問題仍是目前本領域亟待解決的一些技術問題。申請號為CN201810966767.8和CN201710655928.7的兩個中國發明專利分別公開了一種與復合拋物面聚光裝置(CPC)相結合的菲涅爾式太陽能集熱器，但其無法滿足普通建筑電能與高品位熱能同時使用的需求；申請號為CN201911307584.6、CN201810907764.7、CN201810308002.5、CN201610120700.3及CN201510590542.3等中國發明專利公開了多種太陽能光伏光熱一體化聯用裝置，但其結構多較為龐大或復雜以致難以與普通建筑有效結合，或多以太陽能光伏電池板背部鋪設冷卻流道的形式收集光電轉換余熱以達到光熱利用的目的，盡管此種方式對降低太陽能光伏電池板的工作溫度較有效果，但該類系統光伏組件與冷卻介質仍相互熱耦合，其工作效率受介質溫度的顯著影響，且長時間全光譜太陽光線的照射仍會對太陽能光伏電池板造成較大損傷。總體而言，結構簡單、高度較小，且易與普通建筑有效結合的太陽能光伏光熱一體化系統鮮有報道。

發明內容

本發明的目的即是提供一種菲涅爾式光伏光熱一體化聚光集熱器，通過其光伏光熱模塊分離布置的簡單結構及可對太陽光線實現自動跟蹤式聚光的運行方式，有效地解決太陽能聚光集熱器結構復雜、太陽能綜合利用效率低、光伏電池板光電轉換效率的高溫減益以及不易與普通建筑有效結合等問題。

本發明通過如下技術方案以達到上述目的：