專利名稱：太陽能發(fā)電集熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能聚光集熱和發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域，具體是ー種太陽能發(fā)電集熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的太陽能發(fā)電或供熱設(shè)備往往只能實(shí)現(xiàn)單一的功能，即在使用發(fā)熱時(shí)，沒有外部電カ補(bǔ)充；在發(fā)電時(shí)，產(chǎn)生的余熱需要花成本進(jìn)行散熱。太陽能電池沒有恒溫控制，在 陽光充足、環(huán)境溫度很高時(shí)，太陽能電池因溫度上升而導(dǎo)致發(fā)電效率下降，有的甚至發(fā)生損壞。如何兼顧發(fā)電和供熱，并使太陽能電池在發(fā)電時(shí)基本保持恒溫以確保其發(fā)電效率，是本領(lǐng)域要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供ー種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、適于根據(jù)需要選擇供電或供熱、且光電或光熱轉(zhuǎn)換效率較高的太陽能發(fā)電集熱系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的太陽能發(fā)電集熱系統(tǒng)，包括用于光線平行疊加的聚光器和鄰近該聚光器的聚光帶設(shè)置的平行光接收器；平行光接收器包括背向一體設(shè)置的太陽能電池和太陽能集熱管；在需要太陽能電源時(shí)，將平行光接收器的太陽能電池與聚光器的反光面相對(duì)；在需要液體熱源時(shí)，翻轉(zhuǎn)平行光接收器，以使所述太陽能集熱管與聚光器的反光面相對(duì)。由于米用了聚光器，故而光電或光熱轉(zhuǎn)換效率較高。所述太陽能電池設(shè)于ー散熱腔體上，該散熱腔體通過端部的冷卻液出口或冷卻液入口與太陽能集熱管中的換熱液管路串聯(lián)，以充分利用太陽能電池發(fā)電時(shí)產(chǎn)生的熱能，并對(duì)太陽能電池起到冷卻的作用。所述聚光器包括水平骨架、垂直設(shè)于水平骨架上的一對(duì)主骨架、對(duì)稱設(shè)于水平骨架兩側(cè)的拋物線骨架、設(shè)于主骨架頂端的平行光接收器、設(shè)于拋物線骨架上的與所述平行光接收器平行的多條平面鏡。為提高聚光器的整體機(jī)械強(qiáng)度，所述拋物線骨架的遠(yuǎn)端與所述主骨架的中上部之間設(shè)有斜拉加強(qiáng)筋。所述拋物線骨架的外側(cè)中間部與所述主骨架的中上部之間設(shè)有拋物線加強(qiáng)筋，以提高拋物線骨架與主骨架的連接強(qiáng)度。2-5條所述平面鏡構(gòu)成一平面鏡組，相鄰的平面鏡組之間具有透風(fēng)間隙，可以很好透風(fēng)，防止大風(fēng)對(duì)聚光器的影響。所述散熱腔體的底板的下端面用于設(shè)置太陽能電池，散熱腔體內(nèi)設(shè)有多個(gè)平行相間設(shè)于所述底板的上端面的散熱片，各散熱片與所述底板的夾角為鋭角；散熱腔體的冷卻液入口鄰近散熱腔體的頂板設(shè)置，所述冷卻液出ロ鄰近所述底板設(shè)置。進(jìn)ー步，所述平面鏡的寬度為45-75mm，以使聚焦到接收器上的光線呈一矩形，進(jìn)而使接收器受熱面的溫度較均勻。所述平面鏡的兩端通過平面鏡安裝壓條設(shè)于拋物線骨架上，以壓緊平面鏡，同時(shí)方便安裝。太陽能電池可以采用普通的單晶硅電池或采用神化鎵太陽能電池模塊，神化鎵太陽能電池模通過陶瓷基板設(shè)于所述散熱腔體上。采用的聚焦透鏡為雙凸透鏡。本發(fā)明具有的技術(shù)效果(I)本發(fā)明的太陽能發(fā)電集熱系統(tǒng)中，在聚光器的聚光帶上，太陽能電池和太陽能集熱管背向一體設(shè)置；在需要太陽能電源時(shí)，將平行光接收器的太陽能電池與聚光器的反光面相對(duì)；在需要液體熱源時(shí)，翻轉(zhuǎn)平行光接收器，以使所述太陽能集熱管與聚光器的反光面相對(duì)。故而其可根據(jù)需要選擇供電或供熱；由于采用了聚光器，其光電或光熱轉(zhuǎn)換效率較高。(2)聚光器中，每條玻璃反射光線進(jìn)行疊加，使疊加至接收器受熱面的光線呈一矩形，進(jìn)而使接收器受熱面的溫度較均勻，不易產(chǎn)生局部過熱的情況，確保了較高的光電或光熱轉(zhuǎn)換效率。(2)采用平面鏡作為反射，其生產(chǎn)エ藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，方便維護(hù)與維修，任何玻璃店均可以加工。聚光器疊加過程的光線損耗，可以通過増加平面鏡 辦法來補(bǔ)償。(4)聚光器疊加過程的損耗，可以在兩側(cè)增加平面鏡來補(bǔ)償一部分。(5)聚光器中的拋物線骨架采用鋁壓鑄或抗紫改性PC或鈑金，均可以模具生產(chǎn)，一致好，適合批量化加工。(6)聚光器骨架由拋物線骨架、水平骨架、主骨架、平行光接收器、斜拉加強(qiáng)筋、拋物線加強(qiáng)筋等構(gòu)成整體框架，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好。(7)跟蹤支架采用雙軸跟蹤機(jī)構(gòu)，水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電動(dòng)推桿電機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)，且采用碼盤檢測(cè)，保證跟蹤精度。電動(dòng)推桿可以放在左側(cè)也可以放在右側(cè)。采用雙軸跟蹤，在水平角與方位角都得到最高效率的利用，比任何ー種單軸跟蹤方式的效率高出很多，從而使本雙軸跟蹤槽式支架適于實(shí)時(shí)準(zhǔn)確跟蹤陽光。采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在遇到大風(fēng)能迅速將設(shè)備放到風(fēng)阻最小的位置。保證設(shè)備安全。遇到大雪時(shí)，可以將設(shè)備立起來，防大雪積壓，損壞設(shè)備。采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在跟蹤精度得到保證。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明，其中
圖I實(shí)施例中的太陽能發(fā)電集熱系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意 圖2是圖I中的所述太陽能發(fā)電集熱系統(tǒng)的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意 圖3是圖I中的聚光器的立體結(jié)構(gòu)示意 圖4是所述聚光器的俯視 圖5是所述聚光器的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意 圖6是所述聚光器的另ー側(cè)面結(jié)構(gòu)示意 圖7是神化鎵太陽能電池模塊所在的散熱腔體的結(jié)構(gòu)示意 圖8是圖7的A-A剖面視 圖9是所述太陽能發(fā)電集熱系統(tǒng)的另一立體結(jié)構(gòu)示意 圖10是所述太陽能發(fā)電集熱系統(tǒng)的另ー側(cè)面結(jié)構(gòu)示意 圖11是所述散熱腔體的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是在氣溫低于0°C時(shí)，所述散熱腔體中的散熱片開ロ朝上以在散熱片與散熱腔體的底板之間存儲(chǔ)少量導(dǎo)熱液的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明
如圖I 一 10，本實(shí)施例的太陽能發(fā)電集熱系統(tǒng)包括用于光線平行疊加的聚光器a和鄰近該聚光器a的聚光帶設(shè)置的平行光接收器4 ;平行光接收器4包括背向一體設(shè)置的太陽能電池4-1和太陽能集熱管4-2 ;在需要太陽能電源時(shí)，將平行光接收器4的太陽能電池4-1與聚光器a的反光面相對(duì)；在需要液體熱源時(shí)，翻轉(zhuǎn)平行光接收器4，以使所述太陽能集熱管4-2與聚光器a的反光面相對(duì)。其他實(shí)施方式中，平行光接收器4可以采用單個(gè)太陽能電池或太陽能集熱管。所述太陽能電池4-1設(shè)于ー散熱腔體11上，該散熱腔體11通過端部的冷卻液出ロ 13與太陽能集熱管4-2中的換熱液管路串聯(lián)。如圖1，發(fā)電時(shí)，水通過散熱腔體11的冷卻液入口 16 (即A點(diǎn))進(jìn)入，散熱腔體11的冷卻液出ロ 13 (即A’點(diǎn))與太陽能集熱管4-2 中的換熱液管路的一端(即B’接ロ)相連，流經(jīng)換熱液管路的B’ B段，水溫得到進(jìn)入提升，再由換熱液管路的另一端ロ(即B點(diǎn))流出，回到水箱內(nèi)。從而在太陽能電池工作時(shí)，換熱液始終起到給太陽能電池降溫的作用，故而在發(fā)電時(shí)基本保持恒溫，進(jìn)而確保了發(fā)電效率和使用壽命，防止發(fā)生過熱的情況。換熱液為水或?qū)嵊?。作為?yōu)化的實(shí)施方式，在多個(gè)聚光器a之間，其中的太陽能集熱管4-2中的換熱液管路也依次串聯(lián)；且換熱液優(yōu)選水，在與所述換熱液管路相連的冷水源管路上設(shè)有溫控閥，用于通過控制流量來控制水溫。所述太陽能電池4-1為神化鎵太陽能電池模塊；在所述散熱腔體11上于各神化鎵太陽能電池模塊的前方設(shè)有聚焦透鏡12，以起到進(jìn)ー步的聚光作用，以進(jìn)ー步提高光電轉(zhuǎn)換效率。為實(shí)現(xiàn)陽光跟蹤功能，所述聚光器a設(shè)于ー適于自動(dòng)跟蹤太陽的跟蹤支架上，該跟蹤支架包括立柱21、設(shè)于立柱21頂部的水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)22、設(shè)于水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)22上的安裝架23、鉸接于聚光器a的前端底部和立柱I的中上部之間的用于控制聚光器a仰角的電動(dòng)推桿25 ;聚光器a的底部中央鉸接于安裝架23上。所述電動(dòng)推桿25中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)51和所述水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)22中的電機(jī)與一適于檢測(cè)太陽位置以控制聚光器a實(shí)時(shí)跟蹤陽光的控制電路相連。所述電動(dòng)推桿25的推桿25-1頂端與聚光器a的前端底部鉸接，所述電動(dòng)推桿25中的導(dǎo)套25-2中上部與立柱I的中上部通過抱箍26鉸接。所述電動(dòng)推桿25中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)51上設(shè)有用于檢測(cè)該驅(qū)動(dòng)電機(jī)51的轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度以檢測(cè)聚光器a仰角的碼盤27。聚光器a包括水平骨架I、設(shè)于水平骨架I上的主骨架2、對(duì)稱設(shè)于水平骨架I兩側(cè)的拋物線骨架3、設(shè)于主骨架2頂端的平行光接收器4、設(shè)于拋物線骨架3上的與所述平行光接收器4平行的多條平面鏡5。所述平面鏡5的兩端通過平面鏡安裝壓條8設(shè)于拋物線骨架3上。拋物線骨架3采用鋁壓鑄或抗紫改性PC或鈑金，均可以模具生產(chǎn)，一致好，適合批量化加工。所述拋物線骨架3的遠(yuǎn)端與所述主骨架2的中上部之間設(shè)有斜拉加強(qiáng)筋6。所述拋物線骨架3的外側(cè)中間部與所述主骨架2的中上部之間設(shè)有拋物線加強(qiáng)筋7。4條平面鏡5構(gòu)成一平面鏡組，相鄰的平面鏡組之間具有透風(fēng)間隙。所述平面鏡5的寬度為45_75mm。該平面鏡作為反射，其生產(chǎn)エ藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，方便維護(hù)與維修，任何玻璃店均可以加工。如圖11 — 12，所述散熱腔體11的底板14的下端面用于設(shè)置太陽能電池4-1，散熱腔體11內(nèi)設(shè)有多個(gè)平行相間設(shè)于所述底板14的上端面的散熱片15，各散熱片15與所述底板14的夾角為鋭角；散熱腔體11的冷卻液入口 16鄰近散熱腔體11的頂板17設(shè)置，所述冷卻液出ロ 13鄰近所述底板14設(shè)置。由于在所述太陽能電池4-1正常工作時(shí)，所述底板14處的溫度往往較高,故而使換熱液從鄰近散熱腔體11的頂板17初的冷卻液入口 16送入，并從鄰近所述底板14的冷卻液出ロ 13送出，可使換熱液與散熱片的接觸面由較低溫處向較高溫處流動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)均勻、充分換熱，確保了換熱效果。 相鄰的散熱片15在所述底板14上的垂直投影部分重合，以使所述底板14上端面上始終有導(dǎo)熱液，從而能確保散熱效果，防止所述太陽能電池4-1正常工作時(shí)產(chǎn)生的瞬間高溫對(duì)太陽能電池4-1的損害。所述散熱片與金屬散熱腔體的頂板之間具有間隙，以使冷卻液冷熱充分對(duì)流并使其受熱均勻。在利用水進(jìn)行冷卻時(shí)，其環(huán)境溫度低于零下時(shí)，可以轉(zhuǎn)動(dòng)所述散熱腔體11并將散熱片15的開ロ方向向上設(shè)置，自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)水處，并使出水ロ泵工作很短時(shí)間，以抽出散熱腔體11中的一部分水，留出足夠的空間，即使水可能會(huì)結(jié)冰，體積膨脹，也不會(huì)將散熱腔體11凍裂，同時(shí)散熱腔體11存在的少量換熱液也可防止散熱腔體11溫度過高。當(dāng)正常發(fā)電時(shí)，通過溫度檢測(cè)，實(shí)施控制散熱腔體11內(nèi)的水流速度，以迅速散熱。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種太陽能發(fā)電集熱系統(tǒng)，其特征在于包括用于光線平行疊加的聚光器(a)和鄰近該聚光器(a)的聚光帶設(shè)置的平行光接收器(4)； 平行光接收器(4)包括背向一體設(shè)置的太陽能電池(4-1)和太陽能集熱管(4-2)；在需要太陽能電源時(shí)，將平行光接收器(4)的太陽能電池(4-1)與聚光器(a)的反光面相對(duì)； 在需要液體熱源時(shí)，翻轉(zhuǎn)平行光接收器(4)，以使所述太陽能集熱管(4-2)與聚光器(a)的反光面相對(duì)； 所述太陽能電池(4-1)設(shè)于一散熱腔體(11)上，該散熱腔體(11)通過端部的冷卻液出口(13)或冷卻液入口(16)與太陽能集熱管(4-2)中的換熱液管路串聯(lián)； 所述聚光器(a)包括水平骨架(I)、垂直設(shè)于水平骨架(I)上的一對(duì)主骨架(2)、對(duì)稱設(shè)于水平骨架(I)兩側(cè)的拋物線骨架(3)、設(shè)于拋物線骨架(3)上的與所述平行光接收器(4)平行的多條平面鏡(5);平行光接收器(4)設(shè)于所述主骨架(2)的頂端，且平行光接收器(4)的一端設(shè)于由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)自鎖機(jī)構(gòu)(4-3)中；2-5條所述平面鏡(5)構(gòu)成一平面鏡組，相鄰的平面鏡組之間具有透風(fēng)間隙； 所述散熱腔體(11)的底板(14)的下端面用于設(shè)置太陽能電池(4-1)，散熱腔體(11)內(nèi)設(shè)有多個(gè)平行相間設(shè)于所述底板(14)的上端面的散熱片(15)，各散熱片(15)與所述底板(14)的夾角為銳角；散熱腔體(11)的冷卻液入口(16)鄰近散熱腔體(11)的頂板(17)設(shè)置，所述冷卻液出口( 13)鄰近所述底板(14)設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種兼顧發(fā)電和供熱需求，且光電、光熱轉(zhuǎn)換效率較高的聚光器，其包括用于光線平行疊加的聚光器和鄰近該聚光器的聚光帶設(shè)置的平行光接收器；平行光接收器包括背向一體設(shè)置的太陽能電池和太陽能集熱管；在需要太陽能電源時(shí)，將平行光接收器的太陽能電池與聚光器的反光面相對(duì)；在需要液體熱源時(shí)，翻轉(zhuǎn)平行光接收器，以使所述太陽能集熱管與聚光器的反光面相對(duì)。由于采用了聚光器，故而光電或光熱轉(zhuǎn)換效率較高。故而其可根據(jù)需要選擇供電或供熱；由于采用了聚光器，其光電或光熱轉(zhuǎn)換效率較高。
文檔編號(hào)F03G6/06GK102767491SQ20121026192
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2011年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月6日
發(fā)明者沈志剛, 黃文翼 申請(qǐng)人:常州聚焦新能源科技有限公司