CN102281018A - 一种二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，包括卧式圆周转动支架和发电集热装置；所述的发电集热装置包括T型集热管、发电芯片和双抛物面型反射镜面；在T型集热管上设有发电芯片，所述的发电芯片处于双抛物面型反射镜面中心或底部的光线聚集处；在T型集热管内通有水，T型集热管通过管路与集热水箱相通。该装置占地面积小，抗风能力强，可适用沙漠、草原、海洋、斜面屋顶、山坡等区域使用光损减少接近30%，可以发电的同时集热，T型集热管可作为整个发电集热装置的支架，用于与卧式圆周转动支架相连，简化了该装置的结构，节约成本，使得整个装置的结构变得简单化。

Description

一种二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置
技术领域
本发明涉及一种光伏发电集热装置，具体涉及一种二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置。
背景技术
现有的光伏发电集热装置种类多，结构复杂，其中一种结构是采用菲涅尔镜片作为聚光镜片，然后直接用接收器接收发电，且多为单立柱式结构，仅适用于平坦地面，且这种结构抗风能力弱，阻碍了其大面积的推广和使用。还有一种结构是采用镜片进行两次反射聚焦，然后用接收器进行接收发电，这种结构形式的发电集热装置，光接收率低，影响发电效率，同时也是单立柱式结构，使用面有一定的局限。此外，目前光伏发电装置的聚光倍数一般在500~600倍之间，主要是发电芯片散热问题没有解决，使得光伏发电装置的聚光倍数一直不能得到有效提高。
发明内容
发明目的：针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，以实现采用全新的结构来提高发电效率和散热性能，并拓展其使用面、提高其抗风能力、使其聚光倍数大大提高，提高光电材料的利用率，大大降低发电成本，同时使其具有集热功能。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，包括卧式圆周转动支架和发电集热装置；所述的发电集热装置包括T型集热管、发电芯片和双抛物面型反射镜面；在T型集热管上设有发电芯片，所述的发电芯片处于双抛物面型反射镜面中心的光线聚集处或双抛物面型反射镜面底部的光线聚集处；在T型集热管内通有水，T型集热管通过管路与集热水箱相通；在双抛物面型反射镜面上覆盖有密封玻璃；所述的双抛物面型反射镜面通过T型集热管设在卧式圆周转动支架上，在T型集热管和卧式圆周转动支架之间设有用于驱动发电集热装置南北回转的转动轴。
所述的发电芯片处于双抛物面型反射镜面中心的光线聚集处，在T型集热管上设有二次罩光杯，所述的发电芯片设在二次罩光杯内。
所述的发电芯片处于双抛物面型反射镜面底部的光线聚集处，在密封玻璃上设有用于将反射的光线聚集的二次凸抛物面反光器，在T型集热管上设有反光罩，在反光罩内壁上设有反光镜，所述的发电芯片设在反光罩内。
所述的T型集热管包括主管和侧管；在主管的底部设有接线盒；所述的接线盒与双抛物面型反射镜面的边缘相固定；所述的双抛物面型反射镜面设有若干个，并列平行设置；在每个双抛物面型反射镜面上均设有一个侧管，同排侧管连接至同一主管上。在主管上连接管路与集热水箱相通。
所述的双抛物面型反射镜面为一次压制而成的锅底式的双抛物面反射镜面，在其内表面上覆盖一层反射层，例如玻璃层。
所述的卧式圆周转动支架包括导轨、支架、驱动轴和电机；支架通过滚轮与导轨相连，在支架之间连接有固定杆，固定杆与驱动轴相连，驱动轴与电机相连。
所述的支架共有4条，通过2条交叉的固定杆相互固定；在支架之间的顶端固定有2条横梁。
有益效果：本发明的二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，与现有的太阳光追踪仪相比，具有的突出优点包括：
（1）本发明的二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，将普通使用的立柱式发电集热装置改为卧式结构，多点支撑，这样占地面积小，同时可以减少风力对装置的影响，从而可以增强其抗风能力，使其具备较广的应用区域，除了沙漠、草原等普通使用区域外，更可以适用于海洋、斜面屋顶、山坡等特殊区域。
（2）本发明的二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，采用双抛物面型锅底式反射镜面聚光，光损减少接近30%，同时光聚集可以近千倍，是真正的高倍聚焦，有效提高发电效率。
（3）本发明的二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，采用T型集热管结构，功能多样化，不仅可以及时的散去发电芯片上的热量，还可以将热量及时收集，为用户提供热水，同时也作为整个发电集热装置的支架，用于与卧式圆周转动支架相连，简化了该装置的结构，节约成本，使得整个装置的结构变得简单化。
（4）本发明的二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，通过卧式圆周转动支架进行一维的圆周转动，通过支架的转轴进行南北方向的回转，实现二维转动，结构简单，无需其他辅助设备就可以实现全方位的回转，有效的提高了发电效率。
附图说明
图1是二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置的结构示意图；
图2是发电集热装置的第一种结构示意图；
图3是发电集热装置的第二种结构示意图；
图4是发电集热装置的第二种结构的局部图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的解释。
如图1所示，二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置包括卧式圆周转动支架1和发电集热装置2，在卧式圆周转动支架1和发电集热装置2之间设有转动轴25；发电集热装置2包括T型集热管21、发电芯片22和双抛物面型反射镜面23，发电芯片22设在T型集热管21上，发电芯片22处于双抛物面型反射镜面23的光线聚集处；当仅有1个双抛物面型反射镜面23时，为单模组发电集热装置，当有多个双抛物面型反射镜面23时，为多模组发电集热装置。
卧式圆周转动支架1包括导轨11、支架12、驱动轴13和电机14；支架12共有4条，通过2条交叉的固定杆16相互固定；在支架12之间的顶端固定有2条横梁17，支架12底端通过滚轮15与导轨11相连，固定杆16与驱动轴13相连，驱动轴13与电机14相连。导轨11为圆形导轨。
T型集热管21包括相互连通的主管6和侧管7；在主管6的底部设有接线盒5；接线盒5与双抛物面型反射镜面23的边缘相固定；在侧管7上设有发电芯片22。在T型集热管21内通有水，在主管6上设有管路与外设的集热水箱相通，用于收集热水共用户使用。
T型集热管21设在横梁17上，在T型集热管21和横梁17之间设有用于驱动发电集热装置2南北回转的转动轴25。
无论是单模组还是多模组发电集热装置，本发明的二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置均有两种结构形式。当为多模组发电集热装置，双抛物面型反射镜面23设有若干个，并列平行设置；在每个双抛物面型反射镜面23上均设有一个侧管7，同排侧管7连接至同一主管6上。密封玻璃24可以分块覆盖在每个双抛物面型反射镜面23上，也可以同时覆盖几个双抛物面型反射镜面23上，或同时覆盖整排双抛物面型反射镜面23上，用于对各反射镜面的密封。
如图2所示，为本发明的第一种结构形式：发电芯片22处于双抛物面型反射镜面23中心的光线聚集处。在T型集热管21上设有二次罩光杯26，发电芯片22设在二次罩光杯26内。工作时，光线先从双抛物面型反射镜面23反射后，获得聚集，通过二次罩光杯26的二次聚集后，用于发电芯片22的接受发电，同时产生的热量通过T型集热管21内的水，源源不断的收集，有效提高发电效率同时，也能够为用户提供热水，功能多样化。
如图3和图4所示，为本发明的第二种结构形式：发电芯片22处于双抛物面型反射镜面23底部的光线聚集处。在密封玻璃24上设有用于将反射的光线聚集的二次凸抛物面反光器29，在T型集热管21上设有反光罩27，在反光罩27内壁上设有反光镜28，所述的发电芯片22设在反光罩27内。工作时，光线先从双抛物面型反射镜面23反射后，获得聚集，通过密封玻璃24上的二次凸抛物面反光器29反射后进入反光罩27内，反光镜28进行二次反射聚集后，用于发电芯片22的接收发电，同时产生的热量通过T型集热管21内的水，源源不断的收集，有效提高发电效率同时，也能够为用户提供热水，功能多样化。同时，反光罩27的外壁具有反射功能，可以多次对双抛物面型反射镜面23内的光线进行反射，提高光线的接收率。
本发明的二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，将普通使用的立柱式发电集热装置改为卧式结构，这样占地面积小，同时可以减少风力对装置的影响，从而可以增强其抗风能力，使其具备较广的应用区域，除了沙漠、草原等普通使用区域外，更可以适用于海洋、斜面屋顶、山坡等特殊区域。
本发明的二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，采用双抛物面型锅底式反射镜面聚光，光损减少接近30%，同时光聚集可以近千倍，是真正的高倍聚焦，有效提高发电效率。
本发明的二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，采用T型集热管结构，功能多样化，不仅可以及时的散去发电芯片上的热量，还可以将热量收集，共用户使用。同时也作为整个发电集热装置的支架，用于与卧式圆周转动支架相连，简化了该装置的结构，节约成本，使得整个装置的结构变得简单化。
本发明的二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，通过卧式圆周转动支架进行一维的圆周转动，通过支架的转轴进行南北方向的回转，实现二维转动，结构简单，无需其他辅助设备就可以实现全方位的回转，有效的提高了发电效率。
本发明提供了一种二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置的思路及实施方法，具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，其特征在于：包括卧式圆周转动支架（1）和发电集热装置（2）；所述的发电集热装置（2）包括T型集热管（21）、发电芯片（22）和双抛物面型反射镜面（23）；在T型集热管（21）上设有发电芯片（22），所述的发电芯片（22）处于双抛物面型反射镜面（23）中心的光线聚集处或双抛物面型反射镜面（23）底部的光线聚集处；在T型集热管（21）内通有水，T型集热管（21）通过管路与集热水箱相通；在双抛物面型反射镜面（23）上覆盖有密封玻璃（24）；所述的双抛物面型反射镜面（23）通过T型集热管（21）设在卧式圆周转动支架（1）上，在T型集热管（21）和卧式圆周转动支架（1）之间设有用于驱动发电集热装置（2）南北回转的转动轴（25）。
2.根据权利要求1所述的二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，其特征在于：所述的发电芯片（22）处于双抛物面型反射镜面（23）中心的光线聚集处，在T型集热管（21）上设有二次罩光杯（26），所述的发电芯片（22）设在二次罩光杯（26）内。
3.根据权利要求1所述的二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，其特征在于：所述的发电芯片（22）处于双抛物面型反射镜面（23）底部的光线聚集处，在密封玻璃（24）上设有用于将反射的光线聚集的二次凸抛物面反光器（29），在T型集热管（21）上设有反光罩（27），在反光罩（27）内壁上设有反光镜（28），所述的发电芯片（22）设在反光罩（27）内。
4.根据权利要求1所述的二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，其特征在于：所述的T型集热管（21）包括主管（6）和侧管（7）；在主管（6）的底部设有接线盒（5）；所述的接线盒（5）与双抛物面型反射镜面（23）的边缘相固定；所述的双抛物面型反射镜面（23）设有若干个，并列平行设置；在每个双抛物面型反射镜面（23）上均设有一个侧管（7），同排侧管（7）连接至同一主管（6）上。
5.根据权利要求1所述的二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，其特征在于：所述的双抛物面型反射镜面（23）为一次压制而成的锅底式的双抛物面反射镜面，在其内表面上覆盖一层反射层。
6.根据权利要求1所述的二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，其特征在于：所述的卧式圆周转动支架（1）包括导轨（11）、支架（12）、驱动轴（13）和电机（14）；支架（12）通过滚轮（15）与导轨（11）相连，在支架（12）之间连接有固定杆（16），固定杆（16）与驱动轴（13）相连，驱动轴（13）与电机（14）相连。
7.根据权利要求6所述的二维追日型高聚光卧式光伏发电集热装置，其特征在于：所述的支架（12）共有4条，通过2条交叉的固定杆（16）相互固定；在支架（12）之间的顶端固定有2条横梁（17）。
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