專利名稱：一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電
>J-U ρ α 裝直。
背景技術(shù)：
太陽的輻射功率達3. 8X1023kw，其中約有I. 08X1014kw輻射到地球表面，即使光電轉(zhuǎn)換效率僅為萬分之一，也能達到全世界總發(fā)電容量的4. 6倍。據(jù)計算太陽在一個月之內(nèi)輻射到地球上的能量可抵地球上包括石化燃料、原子能等在內(nèi)的所有不可再生能源儲量的10倍之多，太陽能是取之不盡用之不竭的綠色能源。我國是太陽能資源相當豐富的國家，國土面積2/3地區(qū)日照射數(shù)大于2300h，單位面積太陽能年輻射總量高于5016MJ/m2，因此用太能發(fā)電對我國乃至全人類持續(xù)發(fā)展意義重大，被譽為未來最理想的發(fā)電方式。目前，太陽能發(fā)電大致為光伏發(fā)電與光熱發(fā)電兩種形式，光伏發(fā)電已經(jīng)成熟，但其發(fā)電效率低，初期投資高，發(fā)電成本昂貴，使用中存在太陽電池板方位問題、維護問題、蓄電池壽命問題、控制面板問題、衰減問題等。特別是光伏太陽能從制造源頭上存在嚴重的環(huán)境污染和巨大的能耗投入，按物化能源構(gòu)成理論，9美元I峰瓦的硅電池產(chǎn)生的電僅值I美元。而光伏與市電結(jié)合，逆變器存在著諧波與電網(wǎng)嚴重不同步，或“孤島”效應或逆變器的故障常常造成電網(wǎng)的短路，加之逆變器的損失嚴重，造成光伏發(fā)電價格十分昂貴，用太陽能硅光電池發(fā)電，其成本是用燃煤發(fā)電(即普通的火力發(fā)電廠)的18 — 20倍。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，投入成本低，不僅能光伏發(fā)電，同時還將余熱用于溫差發(fā)電，大大提高了太陽能的利用率和發(fā)電效率。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置，其特征在于包括太陽光自動跟蹤裝置和安裝在太陽光自動跟蹤裝置上的發(fā)電單元陣列；所述發(fā)電單元陣列包括組裝框架、由多個矩形菲涅爾鏡組成且對太陽光線進行聚焦的菲涅爾鏡陣列、安裝在基板上且將光能轉(zhuǎn)換成電能的接收器陣列、利用冷端與熱端之間的溫差進行發(fā)電且將熱能轉(zhuǎn)換成電能的溫差發(fā)電片和貼裝在溫差發(fā)電片的冷端上的散熱器；所述接收器陣列安裝在菲涅爾鏡陣列的正下方且其由多個接收器單元組成，多個所述接收器單元均包括小棱鏡和安裝在所述小棱鏡底部的光伏電池，所述溫差發(fā)電片的熱端貼裝在基板的背面，所述菲涅爾鏡陣列、接收器陣列、基板、溫差發(fā)電片和散熱器均安裝在組裝框架上，所述組裝框架安裝在太陽光自動跟蹤裝置上。上述一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置，其特征是還包括用于實時測量風速的風速測量裝置；所述太陽光自動跟蹤裝置包括在自動跟蹤控制系統(tǒng)的控制作用下對太陽軌跡進行自動跟蹤的跟蹤支架，所述風速測量裝置與所述自動跟蹤控制系統(tǒng)相接。上述一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置，其特征是所述散熱器由多個散熱片組成，多個所述散熱片呈均勻布設(shè)，且多個所述散熱片的高度均相同。上述一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置，其特征是多個所述散熱片的高度均為IOcm0上述一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置，其特征是所述跟蹤支架為通過水平旋轉(zhuǎn)角和垂直俯仰角變化同時跟蹤太陽方位角和太陽高度角的雙軸跟蹤支架。上述一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置，其特征是多個所述矩形菲涅爾鏡的形狀均為正方形。上述一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置，其特征是多個所述矩形菲涅爾鏡的邊長均為24. 5mm。上述一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置，其特征是所述組裝框架為長方形框架。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點I、結(jié)構(gòu)簡單，安裝布設(shè)方便，投入成本低；2、通過高倍聚光方式增加了發(fā)電效率，避免了太陽能電池板的污染；3、通過溫差發(fā)電片利用了整個裝置光電轉(zhuǎn)換時的熱能，在一個裝置中同時實現(xiàn)了太陽光電和太陽熱電轉(zhuǎn)換，能源利用率高，環(huán)境效益明顯。綜上所述，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，投入成本低，不僅能光伏發(fā)電，同時還將余熱用于溫差發(fā)電，大大提高了太陽能的利用率和發(fā)電效率。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

圖I為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型所采用發(fā)電單元陣列的裝配示意圖。圖3為本實用新型所采用菲涅爾鏡陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型所采用發(fā)電單元陣列的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記說明I一發(fā)電單兀陣列；1-1一菲捏爾鏡陣列；1-2—組裝框架；1-3—接收器陣列；1-4一溫差發(fā)電片；1_5—散熱器；1~6 一基板；2—太陽光自動跟蹤裝置。
具體實施方式
如圖I、圖2、圖3和圖4所示，本實用新型包括太陽光自動跟蹤裝置2和安裝在太陽光自動跟蹤裝置2上的發(fā)電單元陣列I。所述發(fā)電單元陣列I包括組裝框架1-2、由多個矩形菲涅爾鏡組成且對太陽光線進行聚焦的菲涅爾鏡陣列1-1、安裝在基板1-6上且將光能轉(zhuǎn)換成電能的接收器陣列1-3、利用冷端與熱端之間的溫差進行發(fā)電且將熱能轉(zhuǎn)換成電能的溫差發(fā)電片1-4和貼裝在溫差發(fā)電片1-4的冷端上的散熱器1-5。所述接收器陣列1-3安裝在菲涅爾鏡陣列1-1的正下方且其由多個接收器單元組成，多個所述接收器單元均包括小棱鏡和安裝在所述小棱鏡底部的光伏電池，所述溫差發(fā)電片1-4的熱端貼裝在基板1-6的背面，所述菲涅爾鏡陣列1-1、接收器陣列1-3、基板1-6、溫差發(fā)電片1-4和散熱器1-5均安裝在組裝框架1-2上，所述組裝框架1-2安裝在太陽光自動跟蹤裝置2上。[0028]本實施例中，所述散熱器1-5通過導熱硅脂貼裝在溫差發(fā)電片1-4的冷端上，且溫差發(fā)電片1-4的熱端通過導熱硅脂貼裝在基板1-6的背面。實際安裝時，在組裝框架1-2的最上端安裝菲涅爾鏡陣列1-1，正對菲涅爾鏡陣列
1-1且在組裝框架1-2的底部安裝接收器陣列1-3，接收器陣列1-3的底部安裝在基板1-6上，所述基板1-6的背面通過導熱硅脂貼裝溫差發(fā)電片1-4的熱端，且溫差發(fā)電片1-4的冷端通過導熱硅脂貼裝散熱器1-5。本實施例中，本實用新型還包括用于實時測量風速的風速測量裝置。所述太陽光自動跟蹤裝置2包括在自動跟蹤控制系統(tǒng)的控制作用下對太陽軌跡進行自動跟蹤的跟蹤支架，所述風速測量裝置與所述自動跟蹤控制系統(tǒng)相接。當所述風速測量裝置所測風速達到預先設(shè)定的本實用新型所能承受的最大承載風力時，所述跟蹤支架自動發(fā)電單元陣列I調(diào)整為水平位置，以便對本實用新型進行保護。本實施例中，所述風速測量裝置安裝在所述跟蹤支架上。 實際安裝時，所述散熱器1-5由多個散熱片組成，多個所述散熱片呈均勻布設(shè)，且多個所述散熱片的高度均相同。本實施例中，多個所述散熱片的高度均為10cm。由于傳統(tǒng)散熱片的一般為2cm，而本實用新型采用高度為IOcm的散熱片，更有利于散熱，此時所述溫差發(fā)電片1-4冷熱端的發(fā)電效率最高。本實施例中，所述跟蹤支架為通過水平旋轉(zhuǎn)角和垂直俯仰角變化同時跟蹤太陽方位角和太陽高度角的雙軸跟蹤支架。所述跟蹤支架上安裝有太陽光線傳感器，當能見度較高時，所述自動跟蹤控制系統(tǒng)利用太陽光線傳感器對太陽光線偏角進行測量，以實現(xiàn)太陽軌跡自動跟蹤。具體跟蹤過程如下當太陽光照射到所述太陽光線傳感器時，所述太陽光線傳感器測量太陽光線的偏角，與此同時所述自動跟蹤控制系統(tǒng)根據(jù)所測量到的太陽光線偏角，對所述跟蹤支架的水平旋轉(zhuǎn)角和/或垂直俯仰角進行調(diào)整，并相應使得當前的太陽光線垂直于所述太陽光線傳感器，此時太陽光線也垂直照射至發(fā)電單元陣列I上，如此便實現(xiàn)了太陽跟蹤。另外，當能見度較低時，所述自動跟蹤控制系統(tǒng)關(guān)閉所述太陽光線傳感器，并通過計算太陽高度角和太陽方位角實現(xiàn)太陽軌跡跟蹤。具體跟蹤過程如下所述自動跟蹤控制系統(tǒng)通過角度計算，計算得出每一時刻的太陽高度角和太陽方位角，并根據(jù)計算得出的太陽高度角和太陽方位角對所述跟蹤支架的水平旋轉(zhuǎn)角和/或垂直俯仰角進行調(diào)整，從而實現(xiàn)太陽軌跡跟蹤。實際使用時，所述跟蹤支架根據(jù)安裝地的太陽軌跡變化情形進行相應動作。每一天中當太陽完全落下后，所述跟蹤支架復位到初始位置進行自我保護；到第二天凌晨太陽升起后，所述跟蹤支架又開始進行跟蹤，如此不斷反復。本實施例中，多個所述矩形菲涅爾鏡的形狀均為正方形，并且多個所述矩形菲涅爾鏡的邊長均為24. 5mm。本實施例中，所述組裝框架1-2為長方形框架。實際使用時，可根據(jù)實際需要采用其它形狀的組裝框架1-2。采用所述菲涅爾鏡陣列1-1和接收器陣列1-3進行發(fā)電時，對于任一個矩形菲涅爾鏡和與其配合使用的接收器單元來說，太陽光通過該矩形菲涅爾鏡被聚焦到所述接收器單元的小棱鏡上，并通過小棱鏡底部的光伏電池產(chǎn)生電能，隨后通過基板1-6將電能傳送出去；與此同時，所述基板1-6底部的高溫傳遞至溫差發(fā)電片1-4的高溫端(即熱端)，而溫差發(fā)電片1-4的另一端(即冷端)通過散熱器1-5降低溫度，從而使得溫差發(fā)電片1-4的冷熱端形成溫差，并產(chǎn)生電能。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置，其特征在于包括太陽光自動跟蹤裝置(2)和安裝在太陽光自動跟蹤裝置(2)上的發(fā)電單元陣列(I);所述發(fā)電單元陣列(I)包括組裝框架(1-2)、由多個矩形菲涅爾鏡組成且對太陽光線進行聚焦的菲涅爾鏡陣列(1-1)、安裝在基板(1-6)上且將光能轉(zhuǎn)換成電能的接收器陣列(1-3)、利用冷端與熱端之間的溫差進行發(fā)電且將熱能轉(zhuǎn)換成電能的溫差發(fā)電片(1-4)和貼裝在溫差發(fā)電片(1-4)的冷端上的散熱器(1-5);所述接收器陣列(1-3)安裝在菲涅爾鏡陣列(1-1)的正下方且其由多個接收器單元組成，多個所述接收器單元均包括小棱鏡和安裝在所述小棱鏡底部的光伏電池，所述溫差發(fā)電片(1-4)的熱端貼裝在基板(1-6)的背面，所述菲涅爾鏡陣列(1-1)、接收器陣列(1-3)、基板(1-6)、溫差發(fā)電片(1-4)和散熱器(1-5)均安裝在組裝框架(1-2)上，所述組裝框架(1-2 )安裝在太陽光自動跟蹤裝置(2 )上。
2.按照權(quán)利要求I所述的一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置，其特征在于還包括用于實時測量風速的風速測量裝置；所述太陽光自動跟蹤裝置(2)包括在自動跟蹤控制系統(tǒng)的控制作用下對太陽軌跡進行自動跟蹤的跟蹤支架，所述風速測量裝置與所述自動跟蹤控制系統(tǒng)相接。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置，其特征在于所述散熱器(1-5)由多個散熱片組成，多個所述散熱片呈均勻布設(shè)，且多個所述散熱片的高度均相同。
4.按照權(quán)利要求3所述的一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置，其特征在于多個所述散熱片的高度均為10cm。
5.按照權(quán)利要求2所述的一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置，其特征在于所述跟蹤支架為通過水平旋轉(zhuǎn)角和垂直俯仰角變化同時跟蹤太陽方位角和太陽高度角的雙軸跟蹤支架。
6.按照權(quán)利要求I或2所述的一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置，其特征在于多個所述矩形菲涅爾鏡的形狀均為正方形。
7.按照權(quán)利要求6所述的一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置，其特征在于多個所述矩形菲涅爾鏡的邊長均為24. 5_。
8.按照權(quán)利要求I或2所述的一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置，其特征在于所述組裝框架(1-2)為長方形框架。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能光熱光電綜合發(fā)電裝置，包括太陽光自動跟蹤裝置和安裝在太陽光自動跟蹤裝置上的發(fā)電單元陣列；發(fā)電單元陣列包括組裝框架、由多個矩形菲涅爾鏡組成且對太陽光線進行聚焦的菲涅爾鏡陣列、安裝在基板上且將光能轉(zhuǎn)換成電能的接收器陣列、利用冷端與熱端間的溫差進行發(fā)電且將熱能轉(zhuǎn)換成電能的溫差發(fā)電片和貼裝在溫差發(fā)電片的冷端上的散熱器；接收器陣列安裝在菲涅爾鏡陣列的正下方且其由多個接收器單元組成，接收器單元包括小棱鏡和安裝在小棱鏡底部的光伏電池，溫差發(fā)電片的熱端貼裝在基板的背面。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，投入成本低，不僅能光伏發(fā)電，同時還將余熱用于溫差發(fā)電，從而大大提高了太陽能的利用率和發(fā)電效率。
文檔編號H02N6/00GK202721635SQ20122039943
公開日2013年2月6日 申請日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月13日
發(fā)明者楊向民 申請人:陜西科林能源發(fā)展股份有限公司