專利名稱：一種聚光式太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚光式太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，可同時進(jìn)行光伏發(fā)電和提供生活熱 水供應(yīng)，屬太陽能光伏發(fā)電和太陽能集熱技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽能是首屈一指的可再生能源，太陽能光伏發(fā)電是太陽能利用的一種重要形 式。太陽能光伏發(fā)電利用太陽能電池組件將太陽光能直接轉(zhuǎn)換為電能，具有轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)少、能 源質(zhì)量高、建設(shè)周期短和發(fā)電方式接近零排放等優(yōu)勢。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還存在以下不足(1)通常照射到太陽能電池組件表面上的太陽能輻照度小于1000W/m2，由于太陽 能電池的發(fā)電量與其接受的太陽輻射能成正比，因此太陽能電池組件的利用效率較低，實(shí) 際光電轉(zhuǎn)換效率只有7-10%左右。(2)太陽能電池在運(yùn)行過程中，未被利用的太陽輻射能除了一部分被反射外其余 大部分被電池吸收轉(zhuǎn)化為熱能。如果這些吸收的熱量不能及時排除，太陽能電池溫度就會 逐漸升高而降低發(fā)電效率，據(jù)統(tǒng)計太陽能電池溫度每升高1°C功率約減少0. 35%。另外，太 陽能電池長期在高溫下工作還會因迅速老化而縮短使用壽命。(3)目前太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率在10-15%之間，只是利用了太陽能中很小 的一部分，大部分太陽能沒有被充分利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種聚光式太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺 點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)太陽能電池板工作廢熱的回收利用，大幅度提高太陽能的綜合利用效率。本發(fā)明提出的聚光式太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，包括多功能太陽能轉(zhuǎn)換板、立柱、拉 桿、平面反光鏡、底板、支座、步進(jìn)電機(jī)、主動齒輪、被動齒輪和轉(zhuǎn)軸；所述的多功能太陽能轉(zhuǎn) 換板置于立柱的頂部，立柱通過拉桿固定在底板的中央，所述的平面反光鏡置于立柱兩側(cè)， 底板安裝在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸安裝在支柱上，支柱固定在地基上；所述的步進(jìn)電機(jī)、主動齒輪、被 動齒輪和轉(zhuǎn)軸置于支柱的一側(cè)，步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與主動齒輪的輸入軸相連，主動齒輪與 被動齒輪相互嚙合，被動齒輪與轉(zhuǎn)軸聯(lián)動。上述聚光式太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置中，所述的多功能太陽能轉(zhuǎn)換板由保護(hù)玻璃、太 陽能電池、電極引線、粘結(jié)劑層、管式吸熱板、隔熱層和外殼組成；所述的隔熱層置于外殼 內(nèi)，所述的管式吸熱板置于隔熱層上，所述的太陽能電極置于管式吸熱板上部的粘結(jié)劑層 中，粘結(jié)劑層中的多個太陽能電極之間通過電極引線相互連接，兩端的太陽能電極引線從 外殼中伸出；所述的保護(hù)玻璃蓋在粘結(jié)劑層上。上述聚光式太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置中，所述的平面反光鏡為四塊，四塊平面反光鏡 成扇形對稱置于立柱的兩側(cè)，其中，內(nèi)側(cè)平面反光鏡與底板的夾角為α，α = 6°，外側(cè)平 面反光鏡與底板的夾角為β，β =11°。
本發(fā)明提出的聚光式太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其中的多功能太陽能轉(zhuǎn)換板具有太陽 能電池板和太陽能集熱器的功能，可同時實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換和光熱轉(zhuǎn)換，對太陽能進(jìn)行綜合利 用，大幅度提高太陽能的綜合利用效率。其中的平面反光鏡首先將陽光會聚到多功能太陽 能轉(zhuǎn)換板前面的太陽能電池板上，通過增加太陽能電池板單位面積上的輻射量來提高太陽 能電池的發(fā)電效率，太陽能電池板背面的集熱器然后迅速吸收太陽能電池板的工作廢熱， 在降低太陽能電池工作溫度并提高其光電轉(zhuǎn)換效率，將太陽能電池板的工作溫度控制在 40°C左右，充分利用太陽能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率，因此可提高太陽能電池板的發(fā)電能力。 還可以加熱生活用水，大幅度提高了太陽能的綜合利用效率。


圖1是聚光式太陽能熱點(diǎn)聯(lián)產(chǎn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是聚光式太陽能熱點(diǎn)聯(lián)產(chǎn)裝置的A-A剖面圖。圖3是多功能太陽能轉(zhuǎn)換板結(jié)構(gòu)示意圖。圖1-圖3中，1是多功能太陽能轉(zhuǎn)換板，2是立柱，3是拉桿，4是平面反光鏡，5是 底板，6是支座，7是地基，8是進(jìn)水口，9是出水口，10是被動齒輪，11是轉(zhuǎn)軸，12是步進(jìn)電 機(jī)，13是主動齒輪，14保護(hù)玻璃，15是太陽能電池，16是電極引線，17是粘結(jié)劑層，18是電 極導(dǎo)線，19是管式吸熱板，20是隔熱層，21是外殼。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的聚光式太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，包括多功能 太陽能轉(zhuǎn)換板1、立柱2、拉桿3、平面反光鏡4、底板5、支座6、步進(jìn)電機(jī)12、主動齒輪13、被 動齒輪10和轉(zhuǎn)軸11。多功能太陽能轉(zhuǎn)換板1置于立柱2的頂部，立柱2通過拉桿3固定在 底板4的中央。平面反光鏡4置于立柱2兩側(cè)，底板5安裝在轉(zhuǎn)軸11上，轉(zhuǎn)軸11安裝在支 柱6上，支柱6固定在地基7上。步進(jìn)電機(jī)12、主動齒輪13、被動齒輪10和轉(zhuǎn)軸11置于支 柱6的一側(cè)，步進(jìn)電機(jī)12的輸出軸與主動齒輪13的輸入軸相連，主動齒輪13與被動齒輪 12相嚙合，被動齒輪10與轉(zhuǎn)軸11聯(lián)動。上述聚光式太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置中，所述的多功能太陽能轉(zhuǎn)換板的結(jié)構(gòu)如圖3所 示，由保護(hù)玻璃14、太陽能電池15、電極引線16、粘結(jié)劑層17、管式吸熱板19、隔熱層20和 外殼21組成。隔熱層20置于外殼21內(nèi)，管式吸熱板19置于隔熱層20上，太陽能電極15 置于管式吸熱板上部的粘結(jié)劑層17中，粘結(jié)劑層17中的多個太陽能電極之間通過電極引 線16相互連接，兩端的太陽能電極引線18從外殼21中伸出。保護(hù)玻璃14蓋在粘結(jié)劑層 17上。上述聚光式太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置中，平面反光鏡有四塊，如圖1中所示，四塊平面 反光鏡4成扇形對稱置于立柱2的兩側(cè)，其中，內(nèi)側(cè)平面反光鏡與底板的夾角為α，α = 6°，外側(cè)平面反光鏡與底板的夾角為β，β = 11°。本發(fā)明的聚光式太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置中，多功能太陽能轉(zhuǎn)換板1的寬度B = 1000mm、長度 L = 2000mm、厚度 h = 80mm。立柱的高度 H 為 5000mm。本發(fā)明的聚光式太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置中，太陽能電池15采用多晶硅太陽能電池； 保護(hù)玻璃14采用透光率高的低鐵鋼化白玻璃，其功能主要有三個一是透過太陽輻射，使其投射在多晶硅太陽能電池板上，二是保護(hù)太陽能電池，使其不受風(fēng)霜雨雪和沙礫冰雹的 沖擊，三是形成溫室效應(yīng)，阻止太陽能電池板通過對流和輻射向周圍空間散熱；粘結(jié)劑層 17采用高透光性、抗紫外線老化的EVA乙烯聚醋酸乙烯脂，可保持優(yōu)良的氣密性、優(yōu)良的電 絕緣性和熱傳導(dǎo)性，并具有一定的彈性，可緩沖不同材料間的熱脹冷縮；管式吸熱板19是 多功能太陽能轉(zhuǎn)換板內(nèi)吸收太陽能電池板熱量并向生活用水傳遞熱量的部件，采用高頻焊 接工藝由熱傳遞性能好的銅管和銅板焊接而成；隔熱層20是抑制管式吸熱板19通過傳導(dǎo) 向周圍環(huán)境散熱的部件，采用巖棉材料；外殼21采用鋁合金板制成，其作用是保護(hù)及固定 保護(hù)玻璃14、太陽能電池15、粘結(jié)劑層17、管式吸熱板19和隔熱層20。平面反光鏡4是由平板玻璃拋光后先真空蒸鋁，然后再鍍上一氧化硅而成。多功能太陽能轉(zhuǎn)換板1固定在立拄2的上端，立拄2的下端固定在底板5上，拉桿 3兩端分別固定在立拄2的上端和底板5的側(cè)邊。平面反光鏡4固定在底板5上。調(diào)整平面反光鏡4的角度，使投射到平面反光鏡 5上的陽光全部反射到多功能太陽能轉(zhuǎn)換板1的工作表面上。轉(zhuǎn)軸11固定在底板5兩端，并安裝在支座6的孔內(nèi)，支座6固定在地基7上。被動齒輪10安裝在轉(zhuǎn)軸11上，主動齒輪13安裝在步進(jìn)電機(jī)12的軸上，被動齒輪 10與主動齒輪13嚙合，在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動下，被動齒輪10帶動底板5上的平面反光鏡4自 東向西跟蹤太陽，使多功能太陽能轉(zhuǎn)換板1的背面始終朝向太陽。本發(fā)明聚光式太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置的工作原理是多功能太陽能轉(zhuǎn)換板1的保護(hù)玻璃面14朝向平面反光鏡4的方向，平面反光鏡4 將陽光全部反射到多功能太陽能轉(zhuǎn)換板1的工作表面上，使太陽能電池15工作在3倍以上 的光強(qiáng)條件下，提高了單位面積太陽能電池的輸出功率。隨著陽光照射強(qiáng)度的增加，太陽能電池15的工作溫度會升高，導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率 下降。由于管式吸熱板19與粘結(jié)劑層17緊密結(jié)合，管式吸熱板19可以最大限度地吸收太 陽能電池15的熱量，降低太陽能電池15的工作溫度，同時將熱量傳遞給管式吸熱板19內(nèi) 的生活用水，使生活用水的溫度升高，作為生活熱水供應(yīng)，生活用水通過多功能太陽能轉(zhuǎn)換 板1兩端的進(jìn)水口 8和出水口 9循環(huán)。綜上所述，本發(fā)明在設(shè)計上對太陽能光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新，首先通過4塊平 面反光鏡將照射到太陽能電池板單位面積上的輻射量提高3倍以上，使太陽能電池的實(shí)際 光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大值；然后利用太陽能電池板背面的管式吸熱板迅速吸收太陽能電池 板的熱量，既能降低太陽能電池的工作溫度，又能加熱生活用水，實(shí)現(xiàn)了太陽能電池板工作 廢熱的回收利用，可大幅度提高太陽能的綜合利用效率。
權(quán)利要求
1.一種聚光式太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于該裝置包括多功能太陽能轉(zhuǎn)換板、立 柱、拉桿、平面反光鏡、底板、支座、步進(jìn)電機(jī)、主動齒輪、被動齒輪和轉(zhuǎn)軸；所述的多功能太 陽能轉(zhuǎn)換板置于立柱的頂部，立柱通過拉桿固定在底板的中央，所述的平面反光鏡置于立 柱兩側(cè)，底板安裝在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸安裝在支柱上，支柱固定在地基上；所述的步進(jìn)電機(jī)、主動 齒輪、被動齒輪和轉(zhuǎn)軸置于支柱的一側(cè)，步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與主動齒輪的輸入軸相連，主動 齒輪與被動齒輪相互嚙合，被動齒輪與轉(zhuǎn)軸聯(lián)動。
2.如權(quán)利要求1所述的聚光式太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征置于其中所述的多功能 太陽能轉(zhuǎn)換板由保護(hù)玻璃、太陽能電池、電極引線、粘結(jié)劑層、管式吸熱板、隔熱層和外殼組 成；所述的隔熱層置于外殼內(nèi)，所述的管式吸熱板置于隔熱層上，所述的太陽能電極置于管 式吸熱板上部的粘結(jié)劑層中，粘結(jié)劑層中的多個太陽能電極之間通過電極引線相互連接， 兩端的太陽能電極引線從外殼中伸出；所述的保護(hù)玻璃蓋在粘結(jié)劑層上。
3.如權(quán)利要求1所述的聚光式太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于其中所述的平面反光 鏡為四塊，四塊平面反光鏡成扇形對稱置于立柱的兩側(cè)，其中，內(nèi)側(cè)平面反光鏡與底板的夾 角為α，α = 6°，外側(cè)平面反光鏡與底板的夾角為β，β = 11°。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚光式太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，屬太陽能光伏發(fā)電和太陽能集熱技術(shù)領(lǐng)域。包括多功能太陽能轉(zhuǎn)換板和一組平面反光鏡，多功能太陽能轉(zhuǎn)換板包括保護(hù)玻璃、太陽能電池、電極引線、粘結(jié)劑層、管式吸熱板、隔熱層和外殼。本發(fā)明首先通過4塊平面反光鏡將照射到太陽能電池板單位面積上的輻射量提高3倍以上，使太陽能電池的實(shí)際光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大值；然后利用太陽能電池板背面的管式吸熱板迅速吸收太陽能電池板的熱量，既能降低太陽能電池的工作溫度，又能加熱生活用水，實(shí)現(xiàn)了太陽能電池板工作廢熱的回收利用，可大幅度提高太陽能的綜合利用效率。
文檔編號H01L31/058GK102104084SQ201010554538
公開日2011年6月22日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者王慶, 高宏 申請人:紫光股份有限公司