光熱、光伏一體化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光熱、光伏一體化系統(tǒng)，包括光熱發(fā)電槽式集熱器、聚光光伏電池組件和凸面反射鏡，凸面反射鏡活動安裝在光熱發(fā)電槽式集熱器的集熱管附近，光熱發(fā)電槽式集熱器的反射鏡的對稱軸上對應(yīng)設(shè)置有凸面反射鏡的第一工作位置、第二工作位置，第一工作位置設(shè)置于集熱管與反射鏡之間、第二工作位置設(shè)置于集熱管的相對徑向外側(cè)；聚光光伏電池組件設(shè)置于所述對稱軸上并靠近于所述反射鏡的整體鏡面中心位置。本發(fā)明在現(xiàn)有的光熱發(fā)電槽式集熱器上附加連體裝置，不影響其原有工作正常，增加和改善原裝置的功能并改進性能。所附加的結(jié)構(gòu)作為寄生裝置，具有適應(yīng)性強、結(jié)構(gòu)簡單、便于改換裝和革新等優(yōu)點，具有較高的應(yīng)用和科研價值。
【專利說明】光熱、光伏一體化系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源領(lǐng)域，尤其是一種光熱、光伏一體化系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]作為新能源行業(yè)的重要組成部分的太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)，聚光熱發(fā)電是具有很大潛力和經(jīng)濟技術(shù)競爭優(yōu)勢的項目，其發(fā)展歷史可從上個世紀七十年代算起；而光伏特效應(yīng)發(fā)現(xiàn)的時間更早并因此誕生了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)。從上述兩者應(yīng)用于發(fā)電的經(jīng)驗分別看到:光伏與光熱各有優(yōu)缺點而裝置架構(gòu)截然不同，有些地域適應(yīng)光伏發(fā)電，另一些地區(qū)則適應(yīng)光熱發(fā)電，甚至還有另外的區(qū)域在不同的季節(jié)分別適應(yīng)光伏和光熱兩種發(fā)電形式。由上所述，客觀上的市場需求為太陽能發(fā)電市場提供了可供技術(shù)攻關(guān)的努力方向，就是打造太陽能光伏光熱發(fā)電的兼容系統(tǒng)。在此首當包括了太陽光的收集裝置，涉及光伏和光熱的兼容裝置，如何具體實施使光熱、光伏一體化成為了解決問題的關(guān)鍵。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種光熱、光伏一體化系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可利用機械裝置來直接控制，并實現(xiàn)光熱、光伏相互切換。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明光熱、光伏一體化系統(tǒng)，包括光熱發(fā)電槽式集熱器、聚光光伏電池組件和凸面反射鏡，其中，凸面反射鏡活動安裝在光熱發(fā)電槽式集熱器的集熱管附近，光熱發(fā)電槽式集熱器的反射鏡的對稱軸上對應(yīng)設(shè)置有凸面反射鏡的第一工作位置、第二工作位置，第一工作位置設(shè)置于集熱管與反射鏡之間、第二工作位置設(shè)置于集熱管的相對徑向外側(cè)；聚光光伏電池組件設(shè)置于所述對稱軸上并靠近于所述反射鏡的整體鏡面中心位置；所述凸面反射鏡位于第二工作位置時，太陽光束經(jīng)所述反射鏡直接匯聚于集熱管來進行光熱工作；所述凸面反射鏡位于第一工作位置時，太陽光束經(jīng)所述反射鏡匯聚于凸面反射鏡后，經(jīng)凸面反射鏡反射至聚光光伏電池組件來進行光伏工作。
[0005]進一步，所述反射鏡為雙瓣反射鏡，該雙瓣反射鏡以對稱平面來對稱安裝，其雙瓣之間設(shè)置有間隙。
[0006]進一步，所述聚光光伏電池組件設(shè)置于所述間隙內(nèi)，并且所述聚光光伏電池組件的背光面設(shè)置于所述反射鏡陰面一側(cè)，以背上散熱形式在陰涼處散熱。
[0007]進一步，所述聚光光伏電池組件設(shè)置于所述光熱發(fā)電槽式集熱器的集熱管支架上，并靠近于所述光熱發(fā)電槽式集熱器的集熱器轉(zhuǎn)軸的位置。
[0008]進一步，所述凸面反射鏡上還一體設(shè)置有凹面反射鏡，所述凸面反射鏡和凹面反射鏡整體形成副反射鏡，而且所述凸面反射鏡和凹面反射鏡在所述第一工作位置、所述第二工作位置時的對稱面均與所述對稱平面重合。
[0009]進一步，所述凹面反射鏡對應(yīng)于光熱的二次反射工作狀態(tài)，所述凸面反射鏡對應(yīng)光伏二次反射工作狀態(tài)。
[0010]進一步，所述副反射鏡通過轉(zhuǎn)動定位器、連接件安裝在所述集熱管上，轉(zhuǎn)動定位器、連接件、所述副反射鏡連接形成連體裝置，該連體裝置圍繞所述集熱管的軸心旋轉(zhuǎn)定位。
[0011]進一步，所述連體裝置、聚光光伏電池組件作為所述光熱發(fā)電槽式集熱器的寄生裝置，所述連體裝置設(shè)置為圍繞所述集熱管的軸心的180度轉(zhuǎn)動限位，采用轉(zhuǎn)動限位方式達到光伏發(fā)電與光轉(zhuǎn)熱的物理功能切換。
[0012]進一步，所述凹面反射鏡在光熱工作狀態(tài)下時反射周圍空間的散射光聚焦于所述集熱管進行光能再利用；所述凹面反射鏡在光伏工作狀態(tài)下時，作為所述集熱管的遮光罩。
[0013]進一步，所述凸面反射鏡為疊層復(fù)合式雙曲面反射鏡，每層的曲面開口參數(shù)按序排列且層間設(shè)置有半導(dǎo)體反射膜，可依據(jù)調(diào)節(jié)反射率以便適應(yīng)不同電池的聚光度要求；所述凹面反射鏡為圓弧面反射鏡。
[0014]本發(fā)明在現(xiàn)有的光熱發(fā)電槽式集熱器上附加連體裝置，不影響其原有工作正常，同時，增加和改善原裝置的功能并改進性能。所附加的結(jié)構(gòu)作為寄生裝置，具有適應(yīng)性強、結(jié)構(gòu)簡單、便于改換裝和革新等優(yōu)點，具有較高的應(yīng)用和科研價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中A部放大圖；
圖3為圖1中B部放大圖；
圖4為本發(fā)明總體在光熱工作狀態(tài)下的工作示意圖；
圖5為本發(fā)明總體在光伏工作狀態(tài)下的工作示意圖；
圖6為圖4中C部放大圖；
其中附圖標記為:連體裝置1、集熱管2、集熱管支架3、雙瓣反射鏡4、集熱器轉(zhuǎn)軸5、聚光光伏電池組件6、光熱發(fā)電槽式集熱器7、太陽光束8、對稱平面9、副反射鏡11、連接件12、轉(zhuǎn)動定位器13、凹面反射鏡14、凸面反射鏡15、第一工作位置16、第二工作位置17。

【具體實施方式】
[0016]下面，參考附圖，對本發(fā)明進行更全面的說明，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實施例。而是，提供這些實施例，從而使本發(fā)明全面和完整，并將本發(fā)明的范圍完全地傳達給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。
[0017]為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對術(shù)語，用于說明圖中示出的一個元件或特征相對于另一個元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對說明可相應(yīng)地解釋。
[0018]如圖1至圖6所示，本發(fā)明光熱、光伏一體化系統(tǒng)，包括連體裝置1、集熱管2、集熱管支架3、反射鏡、集熱器轉(zhuǎn)軸5、聚光光伏電池組件6、光熱發(fā)電槽式集熱器7。
[0019]其中，集熱管2、集熱管支架3、反射鏡、集熱器轉(zhuǎn)軸5為光熱發(fā)電槽式集熱器7的常規(guī)零部件，反射鏡為雙瓣反射鏡4，其雙瓣之間設(shè)置有間隙。連體裝置1、聚光光伏電池組件6作為附加裝置寄生于現(xiàn)有的光熱發(fā)電槽式集熱器7上，并與其一體設(shè)置，而且在附加裝置停止工作后原有的光熱發(fā)電槽式集熱器7可照常工作。
[0020]連體裝置I由轉(zhuǎn)動定位器13、連接件12、副反射鏡11連接組合而成。副反射鏡
11的結(jié)構(gòu)設(shè)置為凸凹雙面組合反射鏡，具體包括凹面反射鏡14和凸面反射鏡15，其中，凹面反射鏡14對應(yīng)于光熱的二次反射工作狀態(tài)，凸面反射鏡15對應(yīng)光伏二次反射工作狀態(tài)。凹面反射鏡14的作用為:對應(yīng)光熱工作狀態(tài)下，反射周圍空間的的散射光聚焦于集熱管2進行光能再利用，光伏工作狀態(tài)下作為集熱管2的遮光罩，對維修或不工作的集熱管2遮光保護。凸面反射鏡15首選為雙曲面反射鏡，該雙曲面反射鏡可為疊層復(fù)合式雙曲面反射鏡，每層的曲面開口參數(shù)按序排列且層間設(shè)置有半導(dǎo)體反射膜，可依據(jù)調(diào)節(jié)反射率以便適應(yīng)不同電池的聚光度要求。凹面反射鏡14首選為圓弧面反射鏡。
[0021]副反射鏡11通過轉(zhuǎn)動定位器13、連接件12安裝在集熱管2上，連體裝置I圍繞集熱管2的軸心旋轉(zhuǎn)定位。連體裝置1、聚光光伏電池組件6作為光熱發(fā)電槽式集熱器7的寄生裝置，連體裝置I設(shè)置為圍繞集熱管的軸心的180度轉(zhuǎn)動限位，采用轉(zhuǎn)動限位方式達到光伏發(fā)電與光轉(zhuǎn)熱的物理功能切換。
[0022]雙瓣反射鏡4以對稱平面9來對稱安裝,聚光光伏電池組件6設(shè)置于雙瓣反射鏡4的雙瓣之間的間隙內(nèi)，聚光光伏電池組件6設(shè)置于集熱管支架3上，并靠近于集熱器轉(zhuǎn)軸5的位置。并且聚光光伏電池組件6的背光面設(shè)置于雙瓣反射鏡4陰面一側(cè)，以背上散熱形式在陰涼處散熱。
[0023]雙瓣反射鏡4的對稱軸上對應(yīng)設(shè)置有副反射鏡11的第一工作位置16、第二工作位置17，第一工作位置16設(shè)置于集熱管2與反射鏡之間、第二工作位置17設(shè)置于集熱管2的相對徑向外側(cè)；副反射鏡11位于第二工作位置17時，太陽光束8經(jīng)雙瓣反射鏡4直接匯聚于集熱管2來進行光熱工作；副反射鏡11位于第一工作位置16時，太陽光束8經(jīng)雙瓣反射鏡4匯聚于凸面反射鏡15后，再經(jīng)凸面反射鏡15反射至聚光光伏電池組件6來進行光伏工作。凸面反射鏡15和凹面反射鏡14在第一工作位置16、第二工作位置17時的對稱面均與對稱平面9重合。
[0024]本發(fā)明光熱、光伏一體化系統(tǒng)，根據(jù)光物理環(huán)境的不同來選擇光熱或光伏工作模式。工作時分為兩種狀態(tài)可相互切換，即光熱工作狀態(tài)和光伏工作狀態(tài)。初始時，如圖4所示，光熱發(fā)電槽式集熱器7處于原有的光熱工作狀態(tài)不變。而當需要切換到光伏工作狀態(tài)時，如圖5所示，連體裝置I啟動，并轉(zhuǎn)動定位于光伏工作狀態(tài)相對應(yīng)位置，副反射鏡11將匯聚于集熱管2的光束反射，并導(dǎo)向聚光光伏電池組件6，聚光光伏電池組件6接收輻照產(chǎn)生光伏電能。
【權(quán)利要求】
1.光熱、光伏一體化系統(tǒng)，其特征在于，包括光熱發(fā)電槽式集熱器、聚光光伏電池組件和凸面反射鏡，其中，凸面反射鏡活動安裝在光熱發(fā)電槽式集熱器的集熱管附近，光熱發(fā)電槽式集熱器的反射鏡的對稱軸上對應(yīng)設(shè)置有凸面反射鏡的第一工作位置、第二工作位置，第一工作位置設(shè)置于集熱管與反射鏡之間、第二工作位置設(shè)置于集熱管的相對徑向外側(cè)；聚光光伏電池組件設(shè)置于所述對稱軸上并靠近于所述反射鏡的整體鏡面中心位置；所述凸面反射鏡位于第二工作位置時，太陽光束經(jīng)所述反射鏡直接匯聚于集熱管來進行光熱工作；所述凸面反射鏡位于第一工作位置時，太陽光束經(jīng)所述反射鏡匯聚于凸面反射鏡后，經(jīng)凸面反射鏡反射至聚光光伏電池組件來進行光伏工作。
2.如權(quán)利要求1所述的光熱、光伏一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述反射鏡為雙瓣反射鏡，該雙瓣反射鏡以對稱平面來對稱安裝，其雙瓣之間設(shè)置有間隙。
3.如權(quán)利要求2所述的光熱、光伏一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述聚光光伏電池組件設(shè)置于所述間隙內(nèi)，并且所述聚光光伏電池組件的背光面設(shè)置于所述反射鏡陰面一側(cè)，以背上散熱形式在陰涼處散熱。
4.如權(quán)利要求1所述的光熱、光伏一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述聚光光伏電池組件設(shè)置于所述光熱發(fā)電槽式集熱器的集熱管支架上，并靠近于所述光熱發(fā)電槽式集熱器的集熱器轉(zhuǎn)軸的位置。
5.如權(quán)利要求2所述的光熱、光伏一體化系統(tǒng),其特征在于,所述凸面反射鏡上還一體設(shè)置有凹面反射鏡，所述凸面反射鏡和凹面反射鏡整體形成副反射鏡，而且所述凸面反射鏡和凹面反射鏡在所述第一工作位置、所述第二工作位置時的對稱面均與所述對稱平面重入口 ο
6.如權(quán)利要求5所述的光熱、光伏一體化系統(tǒng),其特征在于,所述凹面反射鏡對應(yīng)于光熱的二次反射工作狀態(tài)，所述凸面反射鏡對應(yīng)光伏二次反射工作狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求5所述的光熱、光伏一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述副反射鏡通過轉(zhuǎn)動定位器、連接件安裝在所述集熱管上，轉(zhuǎn)動定位器、連接件、所述副反射鏡連接形成連體裝置，該連體裝置圍繞所述集熱管的軸心旋轉(zhuǎn)定位。
8.如權(quán)利要求7所述的光熱、光伏一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述連體裝置、聚光光伏電池組件作為所述光熱發(fā)電槽式集熱器的寄生裝置，所述連體裝置設(shè)置為圍繞所述集熱管的軸心的180度轉(zhuǎn)動限位，采用轉(zhuǎn)動限位方式達到光伏發(fā)電與光轉(zhuǎn)熱的物理功能切換。
9.如權(quán)利要求5所述的光熱、光伏一體化系統(tǒng),其特征在于,所述凹面反射鏡在光熱工作狀態(tài)下時反射周圍空間的散射光聚焦于所述集熱管進行光能再利用；所述凹面反射鏡在光伏工作狀態(tài)下時，作為所述集熱管的遮光罩。
10.如權(quán)利要求5所述的光熱、光伏一體化系統(tǒng)，其特征在于，凸面反射鏡為疊層復(fù)合式雙曲面反射鏡，每層的曲面開口參數(shù)按序排列且層間設(shè)置有半導(dǎo)體反射膜，可依據(jù)調(diào)節(jié)反射率以便適應(yīng)不同電池的聚光度要求；所述凹面反射鏡為圓弧面反射鏡。
【文檔編號】H02S10/30GK104501427SQ201410801519
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月22日
【發(fā)明者】薛黎明, 劉伯昂 申請人:中海陽能源集團股份有限公司