CN101013733A - 太阳能光电光热一体化聚集器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳能光电光热一体化聚集器，主要由光伏电池片(1)、阵列式聚光透镜(3)、保温背板(4)、导热片(6)和热水管(7)组成。特点是太阳能聚集器在产生电能的同时可产生热能。优点是用本发明可实现太阳能聚集器一举两用，提高太阳能利用的综合效率，减少占地面积，减少总投资成本，实现一能多用。本发明可为人们生产生活提供大量的由太阳能产生的电能和热能，且可广泛的推广到有太阳照射的地区使用。

Description

太阳能光电光热一体化聚集器
本发明涉及一种太阳能光电光热一体化聚集器，是一种将太阳能同时转化为电能和热能的新型太阳能光电光热一体化聚集器。它可利用大量的太阳能来产生电能和热能，适用于广大有日照的地区使用。
我国开发利用太阳能已有几十年的历史了，特别是太阳热水器已成为世界上生产和销售的第一大国，近年来生产光伏电池(光电)的企业也在飞速发展，目前我国销售太阳热水器的总量约有七千万m2，光伏电站的发电总量有近千兆瓦，但光伏发电的成本约为2.5元/kwh以上。因此，对采用太阳能产生电能和热能新产品、新技术的需求越来越为迫切。
目前，还没有这种形式的太阳能光电光热一体化聚集器，现有的太阳热水器只是提供热水，光伏电池(单晶硅、多晶硅或非晶硅)只是直接产生电能，但造价高、转换率低、运行费用大，且规模化生产的生产设备投资巨大，尽管这样，市场货源还是供不应求。因此，给太阳能光电光热的推广应用受到了很大的限制。
太阳能资源十分丰富，用之不竭，我国70％的国土面积日照度都在1kw/m2以上。如果人们能大力开发使用太阳能，太阳能可解决人们生产生活中的所有用能，而且太阳能是一种洁净的清洁能源。大量的使用它，可减少人们使用化石能源所对大气排放的温室气体；使用化石能源不仅浪费了资源，污染了环境，也危害了人们的身体健康。另外随着经济的发展和人们生活水平的提高，能源紧张短缺的形势越来越严峻，世界性争夺能源成了全球主要不安定因素之一，开发新的替代能源迫在眉睫。
我们如能将这些地球上的太阳能资源利用起来，世界性能源紧张，环境污染等问题也就迎刃而解了。因此，开发新型太阳能发电和供热设备势在必行，迫切需要。
本发明是要提供一种太阳能光电光热一体化聚集器，是一种将太阳能同时产生电能和热能的太阳能聚集器，可使太阳能发电可由现在的5～7万元/kw投资，下降到3～4万元/kw左右，还在光伏发电的同时获得大量的热能，该发明为太阳能的利用提供了一种新型太阳能聚集器产品。
本发明为达到上述目的是以这样的方式实现的：在太阳能光伏电池片的背后设有导热片和热水管，当太阳能光伏电池在发电时所积累的热能被导热片和热水管收集并传输出来，这样既获得了热能，又降低了光伏电池片的温度，提高了光伏电池效率。为减少光伏电池的用量，得到减少总投资的目的，将普通的集热器盖板换成阵列式聚光透镜盖板，这样既减少了五分之四的光伏电池用量，也减少了光电部分的投资，又为热能利用升高了温度。
本发明的实现，技术解决方案是在太阳能光电光热一体化聚集器中设有光伏电池片，使太阳能转化为电能。
本发明的实现，技术解决方案是在太阳能光电光热一体化聚集器中设有导热片和热水管，将光伏电池片背面的热能收集起来，获得热能(热水或热风)。
本发明的实现，技术解决方案是太阳能光电光热一体化聚集器的盖板采用阵列式聚光透镜，这样既减少光伏电池的用量(同样发电功率)，又提高了光热的温度。
本发明的实现，技术解决方案是在太阳能光电光热一体化聚集器的侧面和背面设有保温背板，起着保温和支撑的作用。
本发明与现有普通同类产品相比，具有以下优点：
一、总体造价低。本发明为太阳能光电光热一体化形式，同时获得电能和热能，与光电和光热两者之和相比，总成本下降40％左右。
二、综合转换效率高。本发明转换效率为光电20％以上(现有的仅17％)，光热55％左右(现有光热好的仅50％)，两者合计达75％。
三、节约大量的资源。本发明将产品一举两用，与光电光热分开相比要减一半的保温背板和透明盖板。
四、占地少。本发明为光电光热一体化产品，因此，与同样规模的电站和热水工程相比，占地面积小仅为两者之和的50％。
五、减少了维护管理的人力。本发明为光电光热合二为一，减少了一半的维护管理人员。
以下结合附图对本发明作进一步的描述。
图1是本发明的原理结构图。实施时不受本图限制。
图中：1光伏电池片，2电源输出线，3阵列式聚光透镜，4保温背板，5热水出口，6导热片，7热水管，8聚光线，9冷水进口。
参照图1，本发明是在工厂内制造出来的定型产品。工作时太阳光通过阵列式聚光透镜(3)，阳光在聚光线(8)范围内，聚射在光伏电池片(1)上，使光伏电池片(1)产生电能。光伏电池片(1)上的热能传导给导热片(6)，导热片(6)再将热能传导给热水管(7)，使热水管(7)产生热能(热水或热风)。本发明的产品可独立使用，也可多个组合串联或并联起来使用。
本发明的实施例是这样实现的：
本发明的光伏电池片(1)是定型加工的，阵列式聚光透镜(3)是专门定制的，热水管(7)和导热片(6)是用公知的方法用金属板和金属管焊接成型的。保温背板(4)是用公知的聚笨板或聚氨脂发泡板组装形成的。电源输出线(2)是从市场上购买的通用产品。参照图1，将光伏电池片(1)、保温背板(4)、导热管(7)、电源输出线(2)和阵列式聚光透镜(3)一一组装起来，就构成了本发明的产品。
本发明使用时，将太阳能光电光热一体化聚集器固定在一个可跟踪的支架上，接上电源线和水源管，本发明的产品就可投入使用。如用户用本发明的产品作发电和产生热水，用户应在热水出口(5)处设置一个保温储水箱即可，使产生的热水储存在储水箱内，随用随放。所发的电能可直接使用或上网输出，小量的可输入蓄电池内储存。

Claims (5)

1、一种太阳能光电光热一体化聚集器，是一种利用太阳能在发电的同时可以产生热能的产品，主要由光伏电池片(1)、阵列式聚光透镜(3)、保温背板(4)、导热片(6)和热水管(7)组成。其特点在于使太阳能在发电的同时可产生热能，使太阳能聚集器一举两用，投资少，占地少；并提高了太阳能的综合利用率。
2、根据权利要求1所述的太阳能光电光热一体化聚集器，其特征是：在光伏电池片(1)的背面设有导热片(6)和热水管(7)。
3、根据权利要求1所述的太阳能光电光热一体化聚集器，其特征是：聚集器的盖板采用阵列式聚光透镜(3)。
4、根据权利要求1所述的太阳能光电光热一体化聚集器，其特征是：可独立使用，也可用两个以上的数量串联或并联起来使用。
5、根据权利要求1所述的太阳能光电光热一体化聚集器，其特征是：热水管(7)内可以走水(加热水)，也可以是走空气(加热空气)。
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