一種光伏-溫差聯(lián)合太陽能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電的技術領域，特別是涉及太陽能光伏、光熱聯(lián)合發(fā)電的技術領域。還涉及一種液氮冷卻塔式光伏-溫差聯(lián)合發(fā)電站(參見專利申請?zhí)?01510178155.9)。也涉及一種程控開關式溫差發(fā)動機(參見專利申請?zhí)?01410058639.5)、一種多缸式溫差發(fā)動機(參見專利申請?zhí)?01410712134.6)、一種轉(zhuǎn)子式溫差發(fā)動機(參見專利申請?zhí)?01410679583.5)、一種采用正時系統(tǒng)控制的溫差發(fā)動機(參見專利申請?zhí)?01410740508.5)。
【背景技術】
[0002]采用光伏發(fā)電、光熱發(fā)電同時進行可以大幅度提高太陽能利用效率，降低太陽能發(fā)電的度電成本。但光熱發(fā)電在聚光焦點處的溫度越高效率也越高，普通的光伏電池則無法在過高的溫度下正常工作，因此在一個光伏、光熱聯(lián)合發(fā)電的太陽能利用項目中，有一個光伏發(fā)電效率和光熱發(fā)電效率如何平衡的問題。已有的光伏、光熱混合發(fā)電的技術方案中，常用的方法是采用冷卻光伏電池的方法來保障光伏電池在高溫下正常工作；還有利用濾光器分離太陽光后分別對太陽光能和太陽熱能進行利用的方法。這兩種方法對光伏電池的耐溫性能要求很高，對散熱系統(tǒng)的效率要求也很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決高倍數(shù)聚光條件下光伏、光熱聯(lián)合發(fā)電時光伏電池正常工作的問題，提出了該發(fā)明。本發(fā)明的技術方案是:一種光伏-溫差聯(lián)合太陽能發(fā)電系統(tǒng)，包括反射鏡場、透明吸熱器、光伏電池、光伏電池散熱翅片、溫差發(fā)動機、熱交換箱、發(fā)電機。
[0004]所述的透明吸熱器為一中空的箱體，并有一個進口和一個出口，供導熱油流動。
[0005]所述的熱交換箱體至少有一個進口與一個出口，供導熱油流動；所述的程控開關式溫差發(fā)動機的加熱器封閉在熱交換箱體內(nèi)。
[0006]所述的透明吸熱器的出口至少有一根管道連接到熱交換器的進口。
[0007]所述的透明吸熱器的進口通過一個水泵連接到熱交換器的出口。
[0008]水泵驅(qū)動管道內(nèi)的導熱油從熱交換器的出口向透明吸熱器流動。
[0009]所述的透明吸熱器的厚度設計為最大限度吸收長波電磁波，以加熱其中的導熱油。
[0010]所述的光伏電池安裝在散熱翅片上，并通過散熱翅片固定在相應的支架上。
[0011]所述的光伏電池與反射鏡、透明吸熱器在一條直線上，以充分吸收適當?shù)墓獠?，并將其轉(zhuǎn)化為電力。
[0012]本發(fā)明的有益效果
[0013]本發(fā)明提出的一種光伏-溫差聯(lián)合太陽能發(fā)電系統(tǒng)，提供了一種新的技術方案，可以同時以光伏發(fā)電和基于溫差發(fā)動機的光熱發(fā)電這兩種方式對太陽能進行利用，有望大幅度提高太陽能的利用率。本發(fā)明首創(chuàng)了透明吸熱器的概念，通過選擇和研發(fā)合適的導熱油，預先吸收太陽光能中不適合于光伏電池的電磁波，用于加熱導熱油，并以經(jīng)過加熱的導熱油對溫差發(fā)動機的加熱器進行加熱，并由溫差發(fā)動機利用加熱器和冷卻器之間的溫差產(chǎn)生動力。與此同時，適合光伏電池的電磁波段，將穿過透明吸熱器到達光伏電池，由光伏電池產(chǎn)生電力輸出。這種方法可以降低光伏電池的溫度，提高光伏電池的效率和壽命，還可以降低對光伏電池耐高溫性能的要求，降低光伏電池的投資成本。本發(fā)明通過提高太陽能利用率和降低光伏電池的一次性投資成本，有望使太陽能發(fā)電的度電成本大幅降低，使其在未來有很大的機會取代煤電，為經(jīng)濟發(fā)展提供清潔廉價的電力，減少煤電的份額，將對節(jié)能減排、保護環(huán)境、消除霧霾作出貢獻，為綠色工業(yè)文明的發(fā)展提供堅實的能源基礎。
【附圖說明】
[0014]圖1為一種光伏-溫差聯(lián)合太陽能發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖中1.反射鏡場、2.透明吸熱器、3.光伏電池、4、光伏電池散熱翅片、5.溫差發(fā)動機加熱器的熱交換箱、6.溫差發(fā)動機的的冷卻器、7.發(fā)電機、8.水泵、9、溫差發(fā)動機缸體、
10、配電站、11、電網(wǎng)。
[0016]實施方式
[0017]實施例一:參見圖1，一種光伏-溫差聯(lián)合太陽能發(fā)電系統(tǒng)，包括反射鏡場、透明吸熱器、光伏電池、光伏電池散熱翅片、溫差發(fā)動機、熱交換箱、發(fā)電機。
[0018]所述的透明吸熱器為一中空的箱體，并有一個進口和一個出口，供導熱油流動。
[0019]所述的熱交換箱體至少有一個進口與一個出口，供導熱油流動；所述的程控開關式溫差發(fā)動機的加熱器封閉在熱交換箱體內(nèi)。
[0020]所述的透明吸熱器的出口至少有一根管道連接到熱交換器的進口。
[0021]所述的透明吸熱器的進口通過一個水泵連接到熱交換器的出口。
[0022]水泵驅(qū)動管道內(nèi)的導熱油從熱交換器的出口向透明吸熱器流動。
[0023]所述的透明吸熱器的厚度設計為最大限度吸收長波電磁波，以加熱其中的導熱油。
[0024]所述的光伏電池安裝在散熱翅片上，并通過散熱翅片固定在相應的支架上。
[0025]所述的光伏電池與反射鏡、透明吸熱器在一條直線上，以充分吸收適當?shù)墓獠?，并將其轉(zhuǎn)化為電力。
[0026]本發(fā)明提出的一種光伏-溫差聯(lián)合太陽能發(fā)電系統(tǒng)，包括反射鏡場、透明吸熱器、光伏電池、光伏電池散熱翅片、溫差發(fā)動機、熱交換箱、發(fā)電機。本發(fā)明首創(chuàng)了透明吸熱器的概念，采用先由透明吸熱器中的導熱油吸收熱量用于基于溫差發(fā)動機的光熱發(fā)電，再以光伏電池對適當波長的電磁波進行利用實現(xiàn)光伏發(fā)電。這樣的組合，一方面可以同時利用太陽能進行光伏發(fā)電和光熱發(fā)電，同時對光伏電池的要求也不高，可以降低投資在光伏電池上的成本。
[0027]本方案首先以透明吸熱器吸收太陽熱能。所述的透明吸熱器是一個中空的箱體，箱體前后的壁板由透明耐熱的材料組成，一般是耐高溫的高強度玻璃。箱體內(nèi)充滿導熱油，太陽光能通過透明吸熱器時，頻率較低的紅外線將會加熱導熱油，用于光熱發(fā)電。
[0028]透明吸熱器至少有一個出口和一個進口，經(jīng)過加溫的導熱油通過出口進入熱交換箱內(nèi)，溫差發(fā)動機的加熱器封閉在熱交換箱內(nèi)，高溫的導熱油流經(jīng)熱交換箱時，即對溫差發(fā)動機的加熱器進行加熱。加熱完成后，溫度相對較低的導熱油在一個泵的驅(qū)動下，從熱交換箱的出口流動到透明吸熱器，完成一個吸熱-放熱的循環(huán)。所使用的泵可調(diào)節(jié)流量，受溫差發(fā)動機的ECU控制，ECU通過控制導熱油流量，來保持溫差發(fā)動機工作在一個適合的功率范圍內(nèi)。透明吸熱器必須有一定的厚度，以便導熱油能夠充分吸收不適合光伏電池的電磁波。
[0029]如何選擇和開發(fā)適合的導熱油，將是一個大課題。通過選擇適合的導熱油，使之盡可能多地吸收不適合光伏電池的電磁波-特別是容易產(chǎn)生熱能的頻率較低的電磁波；而適合光伏電池的電磁波則以較高的通過率通過透明吸熱器，到達光伏電池，由光伏電池將太陽能高效地轉(zhuǎn)化為電力。
[0030]光伏電池安裝在散熱翅片上，并和散熱翅片一起固定在相應的支架上。光伏電池、透明吸熱器、聚光鏡成一條直線，確保太陽光能夠直接照射到光伏電池。由于采用了透明吸熱器，在正確選擇了導熱油的前提下，大部分熱能已經(jīng)被導熱油吸收，到達光伏電池的電磁波產(chǎn)生的熱能較少，所以對光伏電池的散熱性能要求相對較低。在采用高倍數(shù)聚光的情況下，只需要面積很小的光伏電池，就可以轉(zhuǎn)化大面積范圍的太陽光能，這樣就可以減少光伏電池的用量，降低光伏發(fā)電的度電成本。
[0031]本發(fā)明采用的透明吸熱器，同時作為吸熱器和光波過濾器使用，以吸收不適合光伏電池的電磁波的方法對太陽光進行過濾，加熱導熱油用于光熱發(fā)電；而適合光伏電池的電磁波則以較高的通過率到達光伏電池，進行光伏發(fā)電。這種組合可以降低光伏電池的溫度，使得在高倍數(shù)聚光的光熱發(fā)電中也能夠同時使用光伏電池，進行光伏、光熱聯(lián)合發(fā)電。本發(fā)明提供了一種光熱發(fā)電和光伏發(fā)電同時進行的路徑，可使太陽能發(fā)電達到更高的發(fā)電效率，降低太陽能發(fā)電的度電成本，有利用太陽能發(fā)電的普及。本發(fā)明將對節(jié)能減排、保護環(huán)境、消除霧霾作出貢獻，為綠色工業(yè)文明的發(fā)展提供堅實的能源基礎。
【主權項】
1.一種光伏-溫差聯(lián)合太陽能發(fā)電系統(tǒng)，包括反射鏡場、透明吸熱器、光伏電池、光伏電池散熱翅片、溫差發(fā)動機、熱交換箱、發(fā)電機。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種光伏-溫差聯(lián)合太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述的透明吸熱器為一中空的箱體，并有一個進口和一個出口，供導熱油流動。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種光伏-溫差聯(lián)合太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述的熱交換箱體至少有一個進口與一個出口，供導熱油流動；所述的程控開關式溫差發(fā)動機的加熱器封閉在熱交換箱內(nèi)。
4.根據(jù)權利要求2、3所述的一種光伏-溫差聯(lián)合太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述的透明吸熱器的出口至少有一根管道連接到熱交換箱的進口。
5.根據(jù)權利要求2、3所述的一種光伏-溫差聯(lián)合太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述的透明吸熱器的進口通過一個水泵連接到熱交換箱的出口。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種光伏-溫差聯(lián)合太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:水泵驅(qū)動管道內(nèi)的導熱油從熱交換器的出口向透明吸熱器流動。
7.根據(jù)權利要求5所述的一種光伏-溫差聯(lián)合太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所使用的水泵可調(diào)節(jié)流量，受溫差發(fā)動機的ECU控制。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種光伏-溫差聯(lián)合太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述的透明吸熱器的厚度設計為最大限度吸收長波電磁波，以加熱其中的導熱油。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種光伏-溫差聯(lián)合太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述的光伏電池安裝在散熱翅片上，并通過散熱翅片固定在相應的支架上。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種光伏-溫差聯(lián)合太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述的光伏電池與反射鏡、透明吸熱器在一條直線上，以充分吸收適當?shù)墓獠?，并將其轉(zhuǎn)化為電力。
【專利摘要】一種光伏-溫差聯(lián)合太陽能發(fā)電系統(tǒng)，包括反射鏡場、透明吸熱器、光伏電池、光伏電池散熱翅片、溫差發(fā)動機、熱交換箱、發(fā)電機。所述的透明吸熱器為一中空的箱體，并有一個進口和一個出口，供導熱油流動。所述的熱交換箱體至少有一個進口與一個出口，供導熱油流動；所述的程控開關式溫差發(fā)動機的加熱器封閉在熱交換箱體內(nèi)。所述的透明吸熱器的出口至少有一根管道連接到熱交換器的進口。所述的透明吸熱器的進口通過一個水泵連接到熱交換器的出口。該發(fā)明提出了一種光伏、光熱聯(lián)合發(fā)電的方法，有望大幅提高太陽能轉(zhuǎn)化效率，降低太陽能度電成本，有利于太陽能發(fā)電的普及。
【IPC分類】H02S10-30, H02N11-00, F03G7-04, F03G6-06
【公開號】CN104836514
【申請?zhí)枴緾N201510255983
【發(fā)明人】虞一揚
【申請人】上海領勢新能源科技有限公司, 虞一揚
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月19日