。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式。
[0025]如圖1所示，一種太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，包括聚光透鏡I和分光器2，聚光透鏡I使用超白玻璃或透明塑料制作而成，聚光比在100和1000之間。太陽光經(jīng)聚光透鏡I后進(jìn)入分光器2分為兩路，一路光主要包括可見光和波長在1.1微米以下的近紅外光部分，入射至光伏電池3發(fā)電；另一路光為剩余波段，主要包括遠(yuǎn)紅外和紫外部分，全部入射至熱電模塊5的熱端實(shí)現(xiàn)溫差發(fā)電。為了提高熱電模塊5對光線的利用效率，熱電模塊5的熱端涂覆有對紫外光及紅外光具有高吸收特性的吸收涂層4，熱電模塊5的冷端安裝散熱供熱器6，同時(shí)起到對熱電模塊5散熱以及對外供熱的作用。
[0026]熱電模塊5采用單級熱電芯片或多級級聯(lián)的熱電芯片組，熱電芯片的制作材料隨溫度而不同，應(yīng)用在300 0C以內(nèi)環(huán)境采用碲化鉍，300 0C到500 °C之間環(huán)境采用碲化鉛，500°C以上環(huán)境采用銻化鈷。
[0027]如圖2、圖3和圖4所示，散熱供熱器6的主體9為一個(gè)空腔，空腔兩端分別是進(jìn)水/氣口 7和出水/氣口 8，內(nèi)部則是翅片組，可采用板翅片10或針翅片11等形式。散熱供熱器6整體使用金屬材料加工而成，以銅或者鋁為主。散熱供熱介質(zhì)是水或者空氣，為建筑物提供熱水或者熱風(fēng)。
[0028]本實(shí)用新型的制作方法為:采用超白玻璃制作一個(gè)聚光比滿足要求的聚光透鏡1，然后采用復(fù)合材料制作一個(gè)分光器2，接著購買光伏電池3和熱電模塊5，在熱電模塊的熱端噴涂一層已商用的吸收涂層4，同時(shí)根據(jù)散熱和供熱的需求，設(shè)計(jì)出散熱供熱器6，內(nèi)部的翅片可采用板翅片10或針翅片11，并對翅片形式進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)的翅片組形式，接下來，采用金屬銅或者鋁，通過外委加工完成。最后將這些部件按照圖1所示的光路要求安裝在一起，便形成了一個(gè)太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置。多個(gè)這樣的裝置可組成一個(gè)更大的裝置，從而獲得更大的發(fā)電和供熱功率。
[0029]本實(shí)用新型的工作原理:本裝置在工作的時(shí)候，采用太陽光自動跟蹤裝置，使得聚光透鏡I始終面對太陽。太陽光經(jīng)聚光透鏡I聚焦成為一束能量密度較高的光線，然后通過分光器2分成兩路。一路主要包括可見光和波長在1.1微米以下的近紅外光部分，屬于光伏利用的波段，入射到光伏板3上，轉(zhuǎn)換為電能，另一路為剩下波段，主要產(chǎn)生熱能，入射到吸收涂層4上，轉(zhuǎn)換成為熱能，傳導(dǎo)至熱電模塊5的熱端，在熱電模塊5的冷端，通過散熱器6進(jìn)行散熱，這樣，熱電模塊5的熱端和冷端便形成溫差。熱電芯片是一種基于塞貝克效應(yīng)的發(fā)電半導(dǎo)體器件，由兩種不同半導(dǎo)電材料(分別被稱為P型和η型材料)組成的回路，如果兩個(gè)接頭的溫度不同，一端為熱量輸入端即熱端，另一端為熱量輸出端即冷端，則回路中會形成電勢差。實(shí)際應(yīng)用中，通常將P型和η型半導(dǎo)體材料串聯(lián)成多個(gè)ρη對組成熱電芯片。于是，由于塞貝克效應(yīng)，熱電模塊5便會對外供電。散熱器6對外散熱，需要有空氣或水流過散熱翅片，去吸收這部分需要散失的熱量，這將使得空氣或水的溫度升高，從而實(shí)現(xiàn)對外供熱的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于，包括聚光透鏡(I)和分光器(2)，太陽光經(jīng)聚光透鏡(I)后進(jìn)入分光器(2)分為兩路，一路入射至光伏電池(3)發(fā)電，另一路入射至熱電模塊(5)的熱端實(shí)現(xiàn)溫差發(fā)電，熱電模塊(5)的冷端安裝散熱供熱器(6)，同時(shí)起到對熱電模塊(5)散熱以及對外供熱的作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于，所述聚光透鏡(I)使用超白玻璃或透明塑料制作而成，聚光比在100和1000之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于，所述入射至光伏電池(3)的一路光主要包括可見光和波長在1.1微米以下的近紅外光部分；另一路光為剩余波段，主要包括遠(yuǎn)紅外和紫外部分，全部入射至熱電模塊(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于，所述熱電模塊(5)采用單級熱電芯片或多級級聯(lián)的熱電芯片組。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于，所述熱電芯片的制作材料隨溫度而不同，應(yīng)用在300 0C以內(nèi)環(huán)境采用碲化鉍，300 0C到500 V之間環(huán)境采用碲化鉛，500°C以上環(huán)境采用銻化鈷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于，所述熱電模塊(5)的熱端設(shè)置有對紫外光及紅外光具有高吸收特性的吸收涂層(4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于，所述散熱供熱器(6)包括一個(gè)帶有進(jìn)水/氣口⑵和出水/氣口⑶的空腔(9)，空腔(9)中有翅片組，翅片組采用板翅片10或針翅片11形式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于，所述散熱供熱器(6)使用金屬材料加工而成，以銅或者鋁為主。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于，所述散熱供熱器(6)的散熱供熱介質(zhì)是水或者空氣，為建筑物提供熱水或者熱風(fēng)。
【專利摘要】一種太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，包括聚光透鏡和分光器，太陽光經(jīng)聚光透鏡后進(jìn)入分光器分為兩路，一路入射至光伏電池發(fā)電，另一路入射至熱電模塊的熱端實(shí)現(xiàn)溫差發(fā)電，熱電模塊的冷端安裝散熱供熱器，同時(shí)起到對熱電模塊散熱以及對外供熱的作用；本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了太陽能的綜合利用，將太陽光譜分為兩路，光伏和熱電模塊均對外供電，發(fā)電效率高，且利用熱電模塊的冷端散熱量對外供熱，整體的太陽能利用效率高；熱電模塊冷端的溫度可以在100℃內(nèi)變化，因此，可以供熱的溫度范圍廣，并且整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低。
【IPC分類】H02S40-22, H02S10-30, H02S40-20
【公開號】CN204271978
【申請?zhí)枴緾N201420675244
【發(fā)明人】金安君, 許世森, 李啟明, 彭文博, 劉大為, 朱連峻, 高虎
【申請人】中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司, 中國華能集團(tuán)公司
【公開日】2015年4月15日
【申請日】2014年11月5日