本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及到一種進(jìn)行反射聚光與發(fā)電的大面積碟式裝置。
背景技術(shù):
具有低能耗、低成本、低污染特點(diǎn)的高效聚光型光伏發(fā)電技術(shù)正在成為光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要方向,與傳統(tǒng)的晶硅光伏發(fā)電技術(shù)相比,聚光型光伏技術(shù)光電轉(zhuǎn)化效率可提高一倍。高效聚光型光伏發(fā)電技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)低能耗、低成本的原因主要有兩方面:首先,聚光光伏系統(tǒng)所需要的光伏材料大大減少,用來聚光的材料如玻璃、有機(jī)高分子材料或者鐵皮、鋁片都比晶硅材料容易生產(chǎn),成本更為低廉;其次,在高倍聚光條件下,可以采用高科技多結(jié)光伏材料,多PN結(jié)光伏材料可以更充分的吸收太陽(yáng)光能量。高倍聚光、多結(jié)光伏材料技術(shù),一旦投入大規(guī)模應(yīng)用,其發(fā)電成本將會(huì)大大低于核電和火電發(fā)電成本。
目前的聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要通過菲涅耳透鏡或碟式反射鏡面實(shí)現(xiàn)入射太陽(yáng)光的匯聚。菲涅耳透鏡對(duì)垂直入射太陽(yáng)光會(huì)產(chǎn)生較大的光損耗(30%左右),因此會(huì)降低系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換效率。而對(duì)于碟式反射鏡聚光技術(shù),通過光學(xué)薄膜可使反射鏡面的反射率高達(dá)95%以上,可大幅提升光學(xué)處理系統(tǒng)的效率,降低入射太陽(yáng)光損耗,提升系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型提供了一種大面積色散型碟式反射聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種大面積碟式聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置,其特征在于:包括大面積碟式拋物面反射聚光器、雙軸自動(dòng)追蹤系統(tǒng)、勻光水冷散熱集成結(jié)構(gòu)、聚光太陽(yáng)能電池板、冷卻水導(dǎo)入與導(dǎo)出管道、底座;
所述大面積碟式拋物面反射聚光器通過立柱設(shè)置在底座上,在雙軸自動(dòng)追蹤系統(tǒng)的控制下自動(dòng)跟蹤太陽(yáng),雙軸自動(dòng)追蹤系統(tǒng)的拉桿分別與底座上的立柱和大面積碟式拋物面反射聚光器相連接,用于控制大面積碟式拋物面反射聚光器的反射拋物面始終跟蹤入射太陽(yáng)光;
所述大面積碟式拋物面反射聚光器反射拋物面將入射光線反射匯聚之后,投射到勻光水冷散熱集成結(jié)構(gòu)上,所述勻光水冷散熱集成結(jié)構(gòu)用于均勻太陽(yáng)光線和給聚光太陽(yáng)能電池板散熱;
所述勻光水冷散熱集成結(jié)構(gòu)垂直固定設(shè)置在所述聚光太陽(yáng)能電池板上,所述聚光太陽(yáng)能電池板安裝在聚光太陽(yáng)能電池板安裝底座上;所述冷卻水導(dǎo)入與導(dǎo)出管道一端固定設(shè)置在聚光太陽(yáng)能電池板安裝底座上,另一端固定設(shè)置在所述大面積碟式拋物面反射聚光器外沿上,用于支撐所述勻光水冷散熱集成結(jié)構(gòu)和聚光太陽(yáng)能電池板,以及導(dǎo)入與導(dǎo)出冷卻水。
作為優(yōu)選,所述裝置還配置有給水泵供電的太陽(yáng)能電池板,所述給水泵供電的太陽(yáng)能電池板固定安裝在聚光太陽(yáng)能電池板安裝底座的頂部。
作為優(yōu)選,所述大面積碟式拋物面反射聚光器由金屬材料制成而成。
作為優(yōu)選,所述大面積碟式拋物面反射聚光器由N個(gè)扇形拋物片拼裝而成,其中N取正整數(shù)。
作為優(yōu)選,所述大面積碟式拋物面反射聚光器的反射拋物面上設(shè)置有一層全反射薄膜,用于實(shí)現(xiàn)高反射率。
作為優(yōu)選,所述勻光水冷散熱集成結(jié)構(gòu)包括勻光處理單元和高效集成水冷散熱單元;
所述勻光處理單元上罩設(shè)有由側(cè)壁和蓋板組成的封裝結(jié)構(gòu)體,封裝結(jié)構(gòu)體四周均設(shè)有冷卻水槽,四個(gè)冷卻水槽用管道連通,并通過進(jìn)水口和出水口與所述冷卻水導(dǎo)入與導(dǎo)出管道相連通;
所述勻光處理單元固定設(shè)置在所述聚光太陽(yáng)能電池板上,聚光太陽(yáng)能電池板背部與所述高效集成水冷散熱單元相接;所述高效集成水冷散熱單元固定設(shè)置在聚光太陽(yáng)能電池板安裝底座底部,并通過進(jìn)水口和出水口與所述冷卻水導(dǎo)入與導(dǎo)出管道相連通。
作為優(yōu)選,所述高效集成水冷散熱單元由鏤空的M片銅片構(gòu)成;每片銅片上均設(shè)置有供冷卻水通過的鏤空路徑,并通過與進(jìn)出水口與所述冷卻水導(dǎo)入與導(dǎo)出管道相連通,其中M為正整數(shù)。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),本實(shí)用新型的有益效果是:現(xiàn)有的碟式聚光發(fā)電系統(tǒng)多是光熱發(fā)電模式,而光熱發(fā)電則較多用作集中式發(fā)電;本實(shí)用新型提出的是利用碟式聚光來實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電,光伏發(fā)電主要應(yīng)用于分布式發(fā)電,分布式發(fā)電方式有著極為廣闊的前景和現(xiàn)實(shí)性。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的俯視圖。
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的側(cè)視圖,即歸位圖。
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的仰視圖。
圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的全反射膜剖面圖。
圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中勻光水冷散熱集成結(jié)構(gòu)圖。
圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例中勻光水冷散熱集成結(jié)構(gòu)側(cè)面圖1。
圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例中勻光水冷散熱集成結(jié)構(gòu)側(cè)面圖2。
圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例中高效集成水冷散熱結(jié)構(gòu)的散熱內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本實(shí)用新型,下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述,應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的實(shí)施示例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型,并不用于限定本實(shí)用新型。
請(qǐng)見圖1、圖2和圖3,本實(shí)用新型提供的一種大面積碟式聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝置,包括大面積碟式拋物面反射聚光器4、雙軸自動(dòng)追蹤系統(tǒng)3、勻光水冷散熱集成結(jié)構(gòu)1、給水泵供電的太陽(yáng)能電池板5、聚光太陽(yáng)能電池板9、冷卻水導(dǎo)入與導(dǎo)出管道2、底座11;大面積碟式拋物面反射聚光器4通過立柱設(shè)置在底座11上,在雙軸自動(dòng)追蹤系統(tǒng)的控制下自動(dòng)跟蹤太陽(yáng),雙軸自動(dòng)追蹤系統(tǒng)3的拉桿分別與底座11上的立柱和大面積碟式拋物面反射聚光器4相連接,用于控制大面積碟式拋物面反射聚光器4的反射拋物面始終跟蹤入射太陽(yáng)光;大面積碟式拋物面反射聚光器4反射拋物面將入射光線反射匯聚之后,投射到勻光水冷散熱集成結(jié)構(gòu)上,勻光水冷散熱集成結(jié)構(gòu)1用于均勻太陽(yáng)光線和給聚光太陽(yáng)能電池板9散熱;勻光水冷散熱集成結(jié)構(gòu)1垂直固定設(shè)置在聚光太陽(yáng)能電池板9上,聚光太陽(yáng)能電池板9安裝在聚光太陽(yáng)能電池板安裝底座10上;冷卻水導(dǎo)入與導(dǎo)出管道2一端固定設(shè)置在聚光太陽(yáng)能電池板安裝底座10上,另一端固定設(shè)置在大面積碟式拋物面反射聚光器4外沿上,用于支撐勻光水冷散熱集成結(jié)構(gòu)1和聚光太陽(yáng)能電池板9,以及導(dǎo)入與導(dǎo)出冷卻水。給水泵供電的太陽(yáng)能電池板5固定安裝在聚光太陽(yáng)能電池板安裝底座10的頂部。
請(qǐng)見圖4,本實(shí)施例的大面積碟式拋物面反射聚光器4一共由八塊組成,每塊分為5個(gè)小的部分,大面積碟式拋物面反射聚光器4采用鑄鋁材料制成,厚度為5mm左右,焦距為1800mm,開口直徑為3800mm,連接立柱處孔徑為300mm,拋物面方程為。
在大面積碟式拋物面反射聚光器4表面貼有一層全反射薄膜,厚度約為0.2mm,增強(qiáng)太陽(yáng)光的反射率,減少能量損耗。
請(qǐng)見圖5、圖6和圖7,本實(shí)施例在大面積碟式拋物面反射聚光器4的焦點(diǎn)處放置勻光水冷散熱集成結(jié)構(gòu)1。勻光水冷散熱集成結(jié)構(gòu)1包括勻光處理單元和高效集成水冷散熱單元;勻光處理單元101上罩設(shè)有由側(cè)壁6和蓋板7組成的封裝結(jié)構(gòu)體,以減少光線的損失;封裝結(jié)構(gòu)體四周均設(shè)有冷卻水槽8,四個(gè)冷卻水槽8用管道連通,并通過進(jìn)水口和出水口與冷卻水導(dǎo)入與導(dǎo)出管道2相連通;勻光處理單元固定設(shè)置在聚光太陽(yáng)能電池板9上,聚光太陽(yáng)能電池板9背部與高效集成水冷散熱單元相接,高效集成水冷散熱單元與聚光太陽(yáng)能電池板9封裝為一體,避免漏水,且起到良好的散熱效果;高效集成水冷散熱單元固定設(shè)置在聚光太陽(yáng)能電池板安裝底座10的底部1001,并通過進(jìn)水口和出水口與冷卻水導(dǎo)入與導(dǎo)出管道2相連通。
經(jīng)勻光處理單元101的太陽(yáng)光由聚光太陽(yáng)能電池板9接收,聚光太陽(yáng)能電池板9由高效集成水冷散熱單元來散熱降溫。
請(qǐng)見圖8,本實(shí)施例的高效集成水冷散熱單元由約23片厚度為0.4mm左右的銅片12封裝而成,每片銅片上均有鏤空路徑供冷卻水通過。在聚光太陽(yáng)能電池板9背面接有高效集成水冷散熱單元;聚光太陽(yáng)能電池板9與高效集成水冷散熱單元集成封裝在一起,整體固定在聚光太陽(yáng)能電池板安裝底座10的底部1001,聚光太陽(yáng)能電池板安裝底座10的底部1001有與高效集成水冷散熱單元四個(gè)進(jìn)出水口相匹配的孔口。冷卻水由水泵推送至高效集成水冷散熱單元的兩個(gè)進(jìn)出水口13,流經(jīng)銅片12組成的管道,使冷卻水有足夠的機(jī)會(huì)將聚光太陽(yáng)能電池板9產(chǎn)生的熱量帶走,然后經(jīng)過高效集成水冷散熱單元的兩個(gè)進(jìn)出水口13出來。
本實(shí)施例的給水泵供電的太陽(yáng)能電池板5直面太陽(yáng),從而直接接收太陽(yáng)光用來為地面的冷卻水泵提供電量。冷卻水一部分流入高效集成水冷散熱單元,為聚光太陽(yáng)能電池板9降溫,一部分流向勻光處理單元101四壁的冷卻水槽,為勻光處理單元101降溫。
給水泵供電的太陽(yáng)能電池板5可選單晶硅太陽(yáng)能電池,將18個(gè)小的單晶硅電池串聯(lián)起來,開路電壓可達(dá)到12.6V,電池總面積為675cm2,用以給微型直流水泵(揚(yáng)程近5m,流量14L/min)供電。
當(dāng)水泵停止工作(故障或無太陽(yáng)光照射時(shí)),大面積碟式拋物面反射聚光器4自動(dòng)歸位,歸位圖參閱圖3。如若是中午時(shí)分,則控制大面積碟式拋物面反射聚光器3較于歸位時(shí)偏移一定的角度。
盡管本說明書較多地使用了勻光水冷散熱集成結(jié)構(gòu)1、勻光處理單元101、高效集成水冷散熱單元、冷卻水導(dǎo)入與導(dǎo)出管道2、雙軸自動(dòng)追蹤系統(tǒng)3、大面積碟式拋物面反射聚光器4、給水泵供電的太陽(yáng)能電池板5、側(cè)壁6、蓋板7、冷卻水槽8、聚光太陽(yáng)能電池板9、聚光太陽(yáng)能電池板安裝底座10、底部1001、底座11、銅片12、進(jìn)出水口13等術(shù)語(yǔ),但并不排除使用其他術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便的描述本實(shí)用新型的本質(zhì),把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。
應(yīng)當(dāng)理解的是,本說明書未詳細(xì)闡述的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。
應(yīng)當(dāng)理解的是,上述針對(duì)較佳實(shí)施例的描述較為詳細(xì),并不能因此而認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型專利保護(hù)范圍的限制,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下,在不脫離本實(shí)用新型權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下,還可以做出替換或變形,均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi),本實(shí)用新型的請(qǐng)求保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。