一種基于太陽能梯度利用的高效聚光發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于太陽能梯度利用的高效聚光發(fā)電裝置，包括支架，所述支架上安裝有初次反射鏡、圓弧光譜分頻器、光伏組件、再次反射鏡和集熱器，其中初次反射鏡用于反射太陽光；圓弧光譜分頻器用于接收初次反射鏡上反射的太陽光并進(jìn)行透射和反射；光伏組件用于接收圓弧光譜分頻器透射的太陽光進(jìn)行光伏發(fā)電；再次反射鏡用于將圓弧光譜分頻器反射的太陽光進(jìn)行再次反射；集熱器用于接收圓弧光譜分頻器反射的太陽光及接收再次反射鏡反射的太陽光進(jìn)行光熱發(fā)電。本發(fā)明能將光伏組件可以利用的波段透射到其上進(jìn)行光伏發(fā)電，而將不利于光伏組件進(jìn)行光伏發(fā)電的波段反射到集熱器上進(jìn)行光熱發(fā)電，光伏組件上的能流密度大，光伏組件發(fā)電量高。
【專利說明】一種基于太陽能梯度利用的高效聚光發(fā)電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能發(fā)電裝置領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于太陽能梯度利用的高效聚光發(fā)電裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]太陽能作為新能源開發(fā)利用中的一個重要形式，具有廣闊的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的太陽能利用主要是光熱利用和光伏發(fā)電，但是由于太陽能能流密度低導(dǎo)致這兩種方式的利用效率不高。因此，如何高效低成本地開展太陽能利用成為太陽能應(yīng)用中亟待解決的問題。目前，太陽能熱發(fā)電都是采用聚光方式來加熱集熱器內(nèi)的工質(zhì)，隨后再將得到的較高溫度的工質(zhì)送入汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電；對于光伏發(fā)電，采用太陽能聚光技術(shù)可以節(jié)省太陽能電池板使用數(shù)量，降低發(fā)電成本，但卻會進(jìn)一步使光伏板工作溫度過高而導(dǎo)致效率急劇下降。
[0003]在地面上觀測的太陽輻射的波段范圍大約為0.295?2.5 μπι，短于0.295 μπι和大于2.5 μπι波長的太陽輻射，因地球大氣中臭氧、水氣和其他大氣分子的強(qiáng)烈吸收，不能到達(dá)地面。其中0.38?1.1 ym波段范圍內(nèi)的光線比較適合光伏發(fā)電，波長大于1.1 μπι的光譜則作為熱能耗散在光伏板內(nèi)部，因此造成光伏板過熱，一旦散熱性能達(dá)不到要求，光伏電池的發(fā)電效率會急劇降低。此外，聚光系統(tǒng)中只有菲涅爾式和塔式聚光系統(tǒng)才是可以通過調(diào)節(jié)反射鏡傾角來使得光伏電池表明的能流密度均勻，而蝶式以及槽式聚光系統(tǒng)均會導(dǎo)致電池表面產(chǎn)生“熱斑”，降低光伏板效率。一種GalnP/GaAs/Ge三結(jié)光伏電池(Luque A，Hegedus S.Handbook of photovoltaic science and engineering[M].Jorn ffiley&Sons,2011.)的光譜響應(yīng)曲線顯示出，該光伏電池已將光伏轉(zhuǎn)換區(qū)間擴(kuò)展至300?1800nm。多結(jié)電池具有超高的轉(zhuǎn)換效率，但造價昂貴，一般與聚光系統(tǒng)構(gòu)成HCPV發(fā)電系統(tǒng)，在聚光比大于400時具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用價值。因此，開展聚光光伏發(fā)電是具有經(jīng)濟(jì)價值的。
[0004]在光伏熱水系統(tǒng)中，如專利CN201758374U(于德勇.一種一體式太陽能光伏光熱板的)，計(jì)劃在進(jìn)行光伏發(fā)電的同時，使用流體流過太陽能電池板背面，帶走電池內(nèi)的熱量，從而降低電池工作溫度；然后收集加熱得到的熱水，加以利用。這種系統(tǒng)從理論上達(dá)到了太陽光的綜合利用，但是加熱得到的流體溫度最高不到80°C，屬于低品位溫度熱水，實(shí)際有效利用程度低。有文章指出，兩級透射-反射聚光分頻電熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)具有更高的太陽能利用效率(兩級透射-反射聚光分頻電熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析，王剛等，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2012)。因此，開展太陽能聚光分頻光伏光熱協(xié)同高效發(fā)電是值得研宄的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種基于太陽能梯度利用的高效聚光發(fā)電裝置，解決了光伏組件表面過熱和光斑不均，節(jié)約了光伏組件的材料，提高了光伏組件轉(zhuǎn)換效率和熱利用效率。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于太陽能梯度利用的高效聚光發(fā)電裝置，包括支架和冷卻裝置，所述支架上安裝有初次反射鏡、圓弧光譜分頻器、光伏組件、再次反射鏡和集熱器，其中
[0007]初次反射鏡，相對于水平面傾斜布置，用于反射太陽光；
[0008]圓弧光譜分頻器，其開口朝上，用于接收初次反射鏡上反射的太陽光并進(jìn)行透射和反射；
[0009]光伏組件，位于圓弧光譜分頻器的上方，用于接收圓弧光譜分頻器透射的太陽光進(jìn)行光伏發(fā)電，其蓋合在圓弧光譜分頻器上與圓弧光譜分頻器上端的兩邊緣均接觸；
[0010]冷卻裝置，用于向光伏組件通風(fēng)進(jìn)行冷卻；
[0011]再次反射鏡，用于將圓弧光譜分頻器反射的太陽光進(jìn)行再次反射；
[0012]集熱器，用于接收圓弧光譜分頻器反射的太陽光及接收再次反射鏡反射的太陽光進(jìn)行光熱發(fā)電。
[0013]優(yōu)選地，光伏組件包括上光伏板和下光伏板，下光伏板蓋合在圓弧光譜分頻器上與圓弧光譜分頻器上端的兩邊緣均接觸，上光伏板能直接利用照射的太陽光進(jìn)行光伏發(fā)電，下光伏板能接受圓弧光譜分頻器透射的太陽光進(jìn)行光伏發(fā)電。
[0014]優(yōu)選地，還包括用于向光伏組件通風(fēng)進(jìn)行冷卻的冷卻裝置。
[0015]優(yōu)選地，還包括PID溫度調(diào)控裝置，其連接在光伏組件上，用于檢測光伏組件的溫度并向冷卻裝置發(fā)出送風(fēng)調(diào)控指令。
[0016]優(yōu)選地，所述PID溫度調(diào)控裝置包括多個溫度傳感器，該多個溫度傳感器沿光伏組件的縱向設(shè)置。
[0017]優(yōu)選地，所述光伏組件包括上光伏板和下光伏板，下光伏板蓋合在圓弧光譜分頻器上與圓弧光譜分頻器上端的兩邊緣均接觸，上光伏板和下光伏板之間設(shè)置有多個豎擋板，上光伏板、豎擋板及下光伏板共同形成一冷卻風(fēng)通道，所述冷卻裝置向冷卻風(fēng)通道內(nèi)通風(fēng)從而對光伏組件進(jìn)行冷卻。
[0018]優(yōu)選地，所述集熱器為真空管式太陽能集熱器。
[0019]優(yōu)選地，集熱器位于圓弧光譜分頻器的正下方，以接收圓弧光譜分頻器反射的太陽光。
[0020]優(yōu)選地，所述初次反射鏡包括左初次反射鏡和右初次反射鏡，左初次反射鏡和右初次反射鏡分別位于圓弧光譜分頻器的左下方和右下方，圓弧光譜分頻器接收左初次反射鏡和右初次反射鏡反射的太陽光。
[0021]優(yōu)選地，所述初次反射鏡包括鏡主體及分別一體成型在鏡主體兩端的弧面鏡，鏡主體為平面鏡，鏡主體相對于水平面的夾角為I?40°。
[0022]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果:
[0023]I)本發(fā)明中設(shè)計(jì)的圓弧光譜分頻器對光伏組件的光譜相應(yīng)波段中的光譜段具有高透射率，對另外波段的具有高反射率，因此其將光伏組件可以利用的波段透射到光伏組件上進(jìn)行光伏發(fā)電，而將不利于光伏組件進(jìn)行光伏發(fā)電的波段反射到集熱器上進(jìn)行光熱發(fā)電，在避免了光伏組件過熱的同時也加熱了集熱器內(nèi)的流體；
[0024]2)本發(fā)明由于采用傾斜布置的初次反射鏡，通過合理布置初次反射鏡和調(diào)節(jié)初次反射鏡的傾斜角度使得透射光線在光伏組件的表面是均勻疊加的，保證了光伏組件表面能流密度分布的均勻性。在考慮了入射光線角度、玻璃初次反射鏡傾斜誤差、鏡面的平整度、聚光器跟蹤誤差等光學(xué)誤差，得到光伏組件表面能流密度能高達(dá)0.96，適合光伏組件的工作；
[0025]3)本發(fā)明的光伏組件蓋合在圓弧光譜分頻器上，其與圓弧光譜分頻器上端的兩邊緣均接觸，二者使圓弧光譜分頻器的內(nèi)腔形成一半封閉腔，可以使透射進(jìn)入半封閉腔內(nèi)的太陽光經(jīng)過多次反射后被光伏組件充分吸收，提高光電轉(zhuǎn)換效率；另外，集熱器放置在圓弧光譜分頻器的正下方接收反射光，集熱器的位置可以離地面比較近，減小了建造成本，有利于維修保養(yǎng)；
[0026]4)本發(fā)明在光伏組件上還連接有PID溫度調(diào)控裝置，用于調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)工作狀態(tài)，將光伏組件中不能轉(zhuǎn)換為電能的那部分熱能帶走，使光伏組件處于最佳工作溫度，避免光伏組件表面異常過熱問題，保證光伏組件的正常高效運(yùn)行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明撤去冷卻裝置后的主視圖；
[0029]圖3為本發(fā)明中兩端為弧面鏡的初次反射鏡的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0031]如圖1、圖2所示，一種基于太陽能梯度利用的高效聚光發(fā)電裝置，包括支架1和冷卻裝置8，所述支架1上安裝有初次反射鏡2、圓弧光譜分頻器3、光伏組件4、再次反射鏡6和集熱器7，其中
[0032]初次反射鏡2，相對于水平面傾斜設(shè)置，用于反射太陽光；初次反射鏡2可以選用平面鏡，也可以選用其它帶有弧形的反射鏡，以利于太陽光線更好地反射到圓弧光譜分頻器3上。優(yōu)選地，本發(fā)明選用的初次反射鏡2包括鏡主體21及分別一體成型在鏡主體21兩端的弧面鏡22，鏡主體21為平面鏡，鏡主體21相對于水平面的夾角為1?40°。
[0033]圓弧光譜分頻器3，其開口朝上，用于接收初次反射鏡2上反射的太陽光并進(jìn)行透射和反射；
[0034]光伏組件4，位于圓弧光譜分頻器3的上方，用于接收圓弧光譜分頻器3透射的太陽光進(jìn)行光伏發(fā)電，其蓋合在圓弧光譜分頻器3上與圓弧光譜分頻器3上端的兩邊緣均接觸；光伏組件4包括上光伏板41和下光伏板42，下光伏板42蓋合在圓弧光譜分頻器3上與圓弧光譜分頻器3上端的兩邊緣均接觸，上光伏板41能直接利用照射的太陽光進(jìn)行光伏發(fā)電，下光伏板42能接受圓弧光譜分頻器3透射的太陽光進(jìn)行光伏發(fā)電。
[0035]冷卻裝置8，用于向光伏組件4通風(fēng)進(jìn)行冷卻；
[0036]再次反射鏡6，用于將圓弧光譜分頻器3反射的太陽光進(jìn)行再次反射；
[0037]集熱器7，用于接收圓弧光譜分頻器3反射的太陽光及接收再次反射鏡6反射的太陽光進(jìn)行光熱發(fā)電。集熱器7位于圓弧光譜分頻器3的正下方，以接收圓弧光譜分頻器3反射的太陽光。由于圓弧光譜分頻器3可以將太陽光朝下反射，反射的太陽光與豎直線的夾角比較小，即反射的太陽光比較接近豎直，因此可以將集熱器7設(shè)置得靠地面比較近的位置，以便于集熱器7的安裝和維護(hù)。
[0038]本發(fā)電裝置還包括PID溫度調(diào)控裝置。PID溫度調(diào)控裝置連接在光伏組件4上，用于檢測光伏組件4的溫度并向冷卻裝置8發(fā)出送風(fēng)調(diào)控指令。所述PID溫度調(diào)控裝置包括多個溫度傳感器5，該多個溫度傳感器5沿光伏組件4的縱向設(shè)置，以檢測光伏組件4在多個位置的溫度，更好地了解光伏組件4上的溫度。
[0039]進(jìn)一步，上光伏板41和下光伏板42之間設(shè)置有多個豎擋板43，上光伏板41、豎擋板43及下光伏板42共同形成一冷卻風(fēng)通道40，所述冷卻裝置8根據(jù)PID溫度調(diào)控裝置檢測的溫度情況，可以向冷卻風(fēng)通道40內(nèi)通風(fēng)從而對光伏組件4進(jìn)行冷卻。
[0040]進(jìn)一步，所述初次反射鏡2包括左初次反射鏡2和右初次反射鏡2，左初次反射鏡2和右初次反射鏡2分別位于圓弧光譜分頻器3的左下方和右下方，圓弧光譜分頻器3接收左初次反射鏡和右初次反射鏡反射的太陽光，這樣可以提高圓弧光譜分頻器3透射到下光伏板42上的能流密度。
[0041]所述初次反射鏡2距地面有一定高度，該高度為1.2?1.5m，初次反射鏡2的下面可以畜牧草，以節(jié)省占地面積和提高土地利用率。初次反射鏡2采用的鏡面寬度范圍12?24cm，初次反射鏡2的鏡主體21與水平面的夾角為I?40°，使得初次反射鏡2的聚光焦點(diǎn)在圓弧光譜分頻器3的表面，從而使光伏組件4獲得均勻的能流密度。鏡主體21的兩端設(shè)置弧面鏡22，可以使初次反射鏡2兩端的弧面鏡22反射的光線可以更好地聚焦到圓弧光譜分頻器3。為了保證光伏組件4上的光斑和能流密度均勻，可以通過控制鏡主體21與水平面的夾角來實(shí)現(xiàn)。
[0042]圓弧光譜分頻器3的形狀為一段劣弧。圓弧光譜分頻器3設(shè)置成此形狀，一是可以使圓弧光譜分頻器3與下光伏板42組成一個半封閉腔9，以便于圓弧光譜分頻器3透射的光線在半封閉腔9內(nèi)能夠多次反射，有利于經(jīng)過圓弧光譜分頻器3的透射光線更好地被下光伏板42吸收，提高太陽光利用率。二是可以使集熱器7放置在其正下方接收反射光，集熱器7的位置可以離地面比較近，方便安裝和維修。
[0043]所述PID溫度調(diào)控裝置通過溫度傳感器5檢測光伏組件4的溫度，適時啟動冷卻裝置8，維持光伏組件4的最高效率的溫度狀態(tài)，以防止光伏組件4過熱而降低工作效率。所述PID溫度調(diào)控裝置測量光伏板溫度并向冷卻裝置的送風(fēng)機(jī)80發(fā)出送風(fēng)調(diào)控指令，保證光伏組件4在一定溫度范圍內(nèi)工作。冷卻裝置8接受PID溫度調(diào)控裝置產(chǎn)生的風(fēng)量控制指令，調(diào)節(jié)送風(fēng)量，并通過送風(fēng)管道81送至冷卻風(fēng)通道40來冷卻上光伏板41和下光伏板42。
[0044]集熱器7采用真空管式太陽能集熱器，其吸收圓弧光譜分頻器3和再次反射鏡6反射過來的太陽光，轉(zhuǎn)換為熱能之后傳導(dǎo)給管內(nèi)工質(zhì)，加熱管內(nèi)循環(huán)流動的工質(zhì)，然后再通過熱能發(fā)電。再次反射鏡6對未投射到集熱器7上的太陽光進(jìn)行再次反射后到達(dá)集熱器7，提高集熱器7的光熱轉(zhuǎn)換效率。
[0045]本發(fā)明適用于光照充足的戈壁灘和荒漠地區(qū)，采用具有較高的支架1，一方面使得初次反射鏡2遠(yuǎn)離地面得到保護(hù)，另一方面由于初次反射鏡2的鏡面以下的地面接受不到太陽光直射，減少了土壤水蒸氣的流失，可以改善土壤環(huán)境進(jìn)行牧草種植，供畜牧業(yè)使用。
[0046]光伏組件4位于圓弧光譜分頻器3正上方，圓弧光譜分頻器3上的薄膜能使長波反射、短波透射，即其反射熱光線，透射冷光線，以1.1 μπι為界限，大于1.1 ym的長波波段被反射到集熱器7上，小于1.1 μ m短波波段被透射到下光伏板42上，有效避免長波透射到下光伏板42上而使下光伏板42過熱。因?yàn)榘l(fā)熱效應(yīng)不可避免，短波中有一些變成了熱量，再高倍集聚，導(dǎo)致光伏組件4不可避免的發(fā)熱，而發(fā)熱會導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率低下。因此，需要使用冷卻裝置8對光伏組件4進(jìn)行冷卻。
[0047]圓弧光譜分頻器3的表層采用真空鍍膜技術(shù)，使得介于0.38?1.1 ym的光譜透射到下光伏板42的下表面，大于1.1 的波段光子反射到集熱器7上，實(shí)現(xiàn)使得適合光伏發(fā)電的短波波段透射到光伏組件4表面，適合進(jìn)行光熱發(fā)電的長波波段反射到集熱器7上。
[0048]圓弧光譜分頻器3設(shè)計(jì)對短波應(yīng)該具有高透射率，其透射率> 0.9，而對于其余波段應(yīng)該具有高反射率，其反射率> 0.9。圓弧光譜分頻器3將太陽光譜中短波透射到光伏組件4進(jìn)行光伏轉(zhuǎn)換發(fā)電，下光伏板42接受聚光分頻后的太陽光短波產(chǎn)生電能。
[0049]光伏發(fā)電中，不同種類的光伏電池光電轉(zhuǎn)換響應(yīng)區(qū)間不同，如硅電池的響應(yīng)區(qū)間為400?1200nm，理論光熱轉(zhuǎn)化可達(dá)70%，砷化鎵電池響應(yīng)區(qū)間為400?900nm，理論光熱轉(zhuǎn)換可達(dá)50%，而GalnP/GaAs/Ge三結(jié)光伏電池響應(yīng)區(qū)間為300?lOOnm，因此采用的圓弧光譜分頻器3的膜涂層也應(yīng)更具實(shí)際應(yīng)用的情況變化。
[0050]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于:
[0051]1)本發(fā)明中設(shè)計(jì)的圓弧光譜分頻器3對太陽能電池的光譜相應(yīng)波段(如硅電池的響應(yīng)波段為0.4?1.2 μ m，砷化鎵電池的響應(yīng)波段為0.4?0.9 μ m)中的介于0.38?1.1 ym的光譜段具有高透射率，對另外波段的具有高反射率，因此將光伏組件4可以利用的波段透射到光伏組件4上進(jìn)行光伏發(fā)電，而將不利于光伏發(fā)電的波段反射到集熱器7上進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)換，避免了光伏組件4過熱的同時也加熱了管內(nèi)流體。
[0052]2)本發(fā)明由于采用傾斜布置的具有輕微弧度的反射鏡，各個初次反射鏡2的反射光的寬度應(yīng)該小于或等于分頻器寬度，通過合理布置初次反射鏡2和調(diào)節(jié)初次反射鏡2的傾斜角度使得折射光線在光伏組件4表面是均勻疊加的，保證了光伏組件4表面能流密度分布的均勻性。在考慮了入射光線角度、初次反射鏡2傾斜誤差、鏡面的平整度、聚光器跟蹤誤差等光學(xué)誤差，粗略估算得到的光伏組件4表面能流密度仍高達(dá)0.96，適合光伏組件4的工作。相比于現(xiàn)有的采用平板狀光譜分頻器的技術(shù)，本發(fā)明采用的圓弧光譜分頻器3透射的太陽光更多，光伏組件4上的能流密度更高，因此，在光伏組件4采用相同面積的情況下，本發(fā)明的圓弧光譜分頻器3透射到光伏組件4上的能流密度較平板狀的光譜分頻器的更高，能產(chǎn)生更高的發(fā)電量。反之，如果要使光伏組件4上產(chǎn)生相同容量的電量，則本發(fā)明采用圓弧光譜分頻器3比現(xiàn)有技術(shù)采用平板狀光譜分頻器所采用的光伏組件4的面積要更小一些，有助于節(jié)約材料。
[0053]3)本發(fā)明利用光伏組件4與圓弧狀分頻器組成一個半封閉腔9，可以使進(jìn)入半封閉腔9內(nèi)的太陽經(jīng)過多次反射后被光伏組件4充分吸收，提高光電轉(zhuǎn)換效率。
[0054]4)本發(fā)明中的選擇在光伏組件4上連接有PID溫度調(diào)控裝置，調(diào)節(jié)光伏組件4工作溫度，使光伏組件4處于最佳工作溫度，避免光伏組件4表面過熱問題，保證上光伏板41和下光伏板42的正常高效運(yùn)行。
[0055]5)本發(fā)明中光伏組件4采用了上光伏板41和下光伏板42及兩側(cè)擋板43組成冷卻風(fēng)通道40，冷卻裝置8向冷卻風(fēng)通道40內(nèi)通風(fēng)對光伏組件4進(jìn)行空冷；上光伏板41能直接利用照射其上的太陽能，使得太陽光的利用率得到了提高。
[0056]6)本發(fā)明中采用二次反射方式，采用初次反射鏡2和再次反射鏡6對太陽光進(jìn)行反射；初次反射鏡2、再次反射鏡6和集熱器7均是近地安裝，便于集熱器7的安裝和維護(hù)，節(jié)省了成本；且由于初次反射鏡2和集熱器7距離地面有一定高度，可以遮擋太陽直射，減少地面水分蒸發(fā)，有利于地面植被生長，特別是對于沙漠或者戈壁地區(qū)具有實(shí)現(xiàn)局部綠化的作用。
[0057]綜上，本發(fā)明中采用聚光分頻技術(shù)對太陽能中不同波段實(shí)行不同利用方式，在保持光伏組件4高效率光伏轉(zhuǎn)化的同時，也可以利用集熱器7內(nèi)加熱的工質(zhì)的溫度來進(jìn)行光熱發(fā)電，提高太陽能利用效率；采用圓弧光譜分頻器3和下光伏板42組成半封閉腔9，提高透射光線的吸收率；采用冷卻風(fēng)通道40、溫度控制以及冷卻裝置8，保證上光伏板41和下光伏板42的高效正常運(yùn)行；再次反射鏡6和集熱器7安裝在距地面一定高度的位置，便于安裝及維護(hù)，降低成本，促進(jìn)植被生長。
[0058]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于太陽能梯度利用的高效聚光發(fā)電裝置，包括支架(1)和冷卻裝置(8)，所述支架(1)上安裝有初次反射鏡(2)、圓弧光譜分頻器(3)、光伏組件(4)、再次反射鏡(6)和集熱器(7)，其特征在于:其中初次反射鏡(2)，相對于水平面傾斜布置，用于反射太陽光； 圓弧光譜分頻器(3)，其開口朝上，用于接收初次反射鏡(2)上反射的太陽光并進(jìn)行透射和反射； 光伏組件(4)，位于圓弧光譜分頻器(3)的上方，用于接收圓弧光譜分頻器(3)透射的太陽光進(jìn)行光伏發(fā)電，其蓋合在圓弧光譜分頻器(3)上與圓弧光譜分頻器(3)上端的兩邊緣均接觸冷卻裝置(8)，用于向光伏組件(4)通風(fēng)進(jìn)行冷卻； 再次反射鏡￠)，用于將圓弧光譜分頻器(3)反射的太陽光進(jìn)行再次反射； 集熱器(7)，用于接收圓弧光譜分頻器(3)反射的太陽光及接收再次反射鏡(6)反射的太陽光進(jìn)行光熱發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太陽能梯度利用的高效聚光發(fā)電裝置，其特征在于:光伏組件(4)包括上光伏板(41)和下光伏板(42)，下光伏板(42)蓋合在圓弧光譜分頻器(3)上與圓弧光譜分頻器(3)上端的兩邊緣均接觸，上光伏板(41)能直接利用照射的太陽光進(jìn)行光伏發(fā)電，下光伏板(42)能接受圓弧光譜分頻器(3)透射的太陽光進(jìn)行光伏發(fā)電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太陽能梯度利用的高效聚光發(fā)電裝置，其特征在于:還包括PID溫度調(diào)控裝置，其連接在光伏組件(4)上，用于檢測光伏組件(4)的溫度并向冷卻裝置⑶發(fā)出送風(fēng)調(diào)控指令。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于太陽能梯度利用的高效聚光發(fā)電裝置，其特征在于:所述PID溫度調(diào)控裝置包括多個溫度傳感器(5)，該多個溫度傳感器(5)沿光伏組件(4)的縱向設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太陽能梯度利用的高效聚光發(fā)電裝置，其特征在于:所述光伏組件(4)包括上光伏板(41)和下光伏板(42)，下光伏板(42)蓋合在圓弧光譜分頻器(3)上與圓弧光譜分頻器(3)上端的兩邊緣均接觸，上光伏板(41)和下光伏板(42)之間設(shè)置有多個豎擋板(43)，上光伏板(41)、豎擋板(43)及下光伏板(42)共同形成一冷卻風(fēng)通道(40)，所述冷卻裝置(8)向冷卻風(fēng)通道(40)內(nèi)通風(fēng)從而對光伏組件(4)進(jìn)行冷卻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太陽能梯度利用的高效聚光發(fā)電裝置，其特征在于:所述集熱器(7)為真空管式太陽能集熱器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太陽能梯度利用的高效聚光發(fā)電裝置，其特征在于:集熱器(7)位于圓弧光譜分頻器(3)的正下方，以接收圓弧光譜分頻器(3)反射的太陽光。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太陽能梯度利用的高效聚光發(fā)電裝置，其特征在于:所述初次反射鏡(2)包括左初次反射鏡(2)和右初次反射鏡(2)，左初次反射鏡(2)和右初次反射鏡(2)分別位于圓弧光譜分頻器(3)的左下方和右下方，圓弧光譜分頻器(3)接收左初次反射鏡(2)和右初次反射鏡(2)反射的太陽光。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太陽能梯度利用的高效聚光發(fā)電裝置，其特征在于:所述初次反射鏡(2)包括鏡主體(21)及分別一體成型在鏡主體(21)兩端的弧面鏡 (22)，鏡主體(21)為平面鏡，鏡主體(21)相對于水平面的夾角為1?40°。
【文檔編號】H02S40/22GK104467630SQ201410670185
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】李建蘭, 喻修成, 丁傲霜, 黃樹紅 申請人:華中科技大學(xué)