CN102779885A - 一种太阳能聚光分频光伏光热联产装置 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能聚光分频光伏光热联产装置，包括复合抛物面聚光器，其内部由上向下依次配置有第一超白玻璃、第二超白玻璃、上水流通道、太阳能分频玻璃，太阳能分频玻璃的下方配置有光伏电池，光伏电池配置在导热硅胶上，导热硅胶的下方设有下水流管，下水流管的隔热材料配置在支架上，太阳光透过第一超白玻璃、上真空层以及第二超白玻璃，太阳光中的近红外光照射到光伏电池前，采取太阳光分频技术，由上水流通道中的水工质与太阳能分频玻璃共同吸收近红外光并转变为热能，剩下的可见光照射到光伏电池上转变为电能和热能，电能提供给用户使用，热能传递给下水流道中的水工质，本发明实现光伏光热联产，提高装置的总体效率。
Description
技术领域
本发明涉及光伏光热综合利用技术领域，尤其涉及一种太阳能聚光分频光伏光热联产装置。
背景技术
对于光伏/光热综合利用的聚光器，目前聚光器主要采取槽式、碟式、球面聚光以及菲涅尔聚光技术，这些聚光技术都不能利用占太阳能30%的散射光；对于槽式、碟式以及球面聚光器，由于他们的聚焦面在反射面上侧，因此安装在焦平面处的光伏电池将遮挡部分入射太阳光，减小了太阳能的利用率，同时增加了反射到光伏电池上太阳光的非均匀度，不利于光电转换；光伏电池悬空在反射面上侧，冷却系统安装不方便，光伏/光热系统整体结构的刚性不够，抗风能力差。
对于光伏电池，光伏电池工作温度增加，将导致光电效率降低。据统计，在太阳光热流密度为0.8kW/m2，光伏电池工作温度为20℃，表面风速为1m/s的情况下，对于晶体硅电池，每增加1℃，光电转换效率降低0.4-0.5%。目前，光伏/光热综合利用装置主要采用太阳光直射光伏电池并在光伏电池背面加装冷却系统，由于占太阳能45%的可见光照射到光伏电池上产生电能和热能，占太阳能50%的近红外光照射到光伏电池上仅产生热能，因此近红外光照射到光伏电池上，大幅度增加了光伏电池的热负荷与温升，使光伏电池发电效率降低，增加了光伏电池冷却量。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种太阳能聚光分频光伏光热联产装置，结构紧凑，太阳能利用率高；大幅度降低光伏电池的温升，提高光电转换效率；实现光伏光热联产，提高装置的总体效率。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种太阳能聚光分频光伏光热联产装置，包括复合抛物面聚光器1，在复合抛物面聚光器1内部侧面贴有绝热膜8，复合抛物面聚光器1内部的最上面配置有第一超白玻璃3，第一超白玻璃3的上表面贴有第一减反层2，第一超白玻璃3的下面配置有第二超白玻璃6，第二超白玻璃6的上表面贴有第二减反层5，第一超白玻璃3和第二超白玻璃6之间设有上真空层4，第二超白玻璃6的下方配置有太阳能分频玻璃9，第二超白玻璃6和太阳能分频玻璃9之间设有上水流通道7，太阳能分频玻璃9的下方配置有光伏电池11，太阳能分频玻璃9与光伏电池11之间设有下真空层10，光伏电池11配置在导热硅胶12上，导热硅胶12的下方设有下水流管13，下水流管13外设有隔热材料16，隔热材料16配置在支架17上。
所述的下水流管13内为下水流通道15，下水流通道15壁面上均匀设置散热翅片14。
所述的复合抛物面聚光器1采用全反射银表面或镀铝薄膜。
所述的太阳能分频玻璃9采用能够吸收红外光并保持可见光高透过率的吸热玻璃或者高含铁量平板玻璃。
所述的光伏电池11采用多晶硅薄膜太阳能电池组。
本发明与现有技术相比，有如下优点：
1、采用复合抛物面聚光器1聚光，可以利用占太阳能30%的散射光、不遮挡入射太阳光、降低了太阳光的非均匀度、提高了太阳能利用率。
2、采用复合抛物面聚光器1聚光，太阳光跟踪系统成本不高，光伏电池11安装方便，对光伏电池11冷却系统的布置方便，系统布置紧凑，刚性好。
3、采用太阳光分频技术，在太阳光中的近红外光照射到光伏电池11前，过滤并回收近红外光，可大幅度降低光伏电池的温升，提高光电转换效率。
4、本发明装置结构紧凑，安装方便，玻璃以及水工质都易于获得，能够方便并广泛应用于聚光式光伏光热综合系统中。
附图说明
附图为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
参照附图，一种太阳能聚光分频光伏光热联产装置，包括复合抛物面聚光器1，在复合抛物面聚光器1内部侧面贴有绝热膜8，复合抛物面聚光器1内部的最上面配置有第一超白玻璃3，第一超白玻璃3的上表面贴有第一减反层2，第一超白玻璃3的下面配置有第二超白玻璃6，第二超白玻璃6的上表面贴有第二减反层5，第一超白玻璃3和第二超白玻璃6之间设有上真空层4，第二超白玻璃6的下方配置有太阳能分频玻璃9，第二超白玻璃6和太阳能分频玻璃9之间设有上水流通道7，太阳能分频玻璃9的下方配置有光伏电池11，太阳能分频玻璃9与光伏电池11之间设有下真空层10，光伏电池11配置在导热硅胶12上，导热硅胶12的下方设有下水流管13，下水流管13外设有隔热材料16，隔热材料16配置在支架17上。
所述的下水流管13内为下水流通道15，下水流通道15壁面上均匀设置散热翅片14。
所述的复合抛物面聚光器1采用全反射银表面或镀铝薄膜。
所述的太阳能分频玻璃9采用能够吸收红外光并保持可见光高透过率的吸热玻璃或者高含铁量平板玻璃。
所述的光伏电池11采用多晶硅薄膜太阳能电池组。
本发明的工作原理为：
复合抛物面聚光器1采用全反射银表面或镀铝薄膜，汇聚太阳光透过第一超白玻璃3、上真空层4以及第二超白玻璃6，为了提高汇聚太阳光的入射率，降低反射损失，在第一超白玻璃3与第二超白玻璃6上分别贴上第一减反层2和第二减反层5，汇聚太阳光中的近红外光照射到光伏电池11前，采取太阳光分频技术，由上水流通道7中的水工质与太阳能分频玻璃9共同吸收近红外光并转变为热能，该热能最终由上水流通道7中的水工质吸收，太阳能分频玻璃9采用能够吸收红外光并保持可见光高透过率的吸热玻璃或者高含铁量平板玻璃；水工质和太阳能分频玻璃9被加热后产生大于3μm的中远红外辐射无法透过第一超白玻璃3和第二超白玻璃6，因而阻止了热辐射损失；设置上真空层4与下真空层10，增大了热阻，降低导热损失；近红外光最终转变为热能加热水工质并提供给用户使用，剩下的可见光照射到光伏电池11上转变为电能和热能，电能提供给用户使用，热能经导热硅胶12、下流水管13以及散热翅片14，传递给下水流道15中的水工质，由水工质回收并提供给用户使用，光伏电池11采用多晶硅薄膜太阳能电池组，绝热膜8以及隔热材料16起到保温作用，降低装置的导热损失，支架17支撑以上各个部件。
本发明中，还可以将附图所示的上水流通道7和下水流通道15之间连通，设置水工质经下水流通道15流向上水流通道7，最后输出高温热水。若将附图所示光伏光热联产装置以几组联合工作，可将两个以上的下水流通道15之间并联，再连通两个以上串联的上水流通道7，最后输出高温热水。多组光伏光热联产装置联合工作的水流通道之间的连接方式，可根据用户需要采取不同的方式灵活连接。
Claims (5)
1.一种太阳能聚光分频光伏光热联产装置，包括复合抛物面聚光器（1），其特征在于：在复合抛物面聚光器（1）内部侧面贴有绝热膜（8），复合抛物面聚光器（1）内部的最上面配置有第一超白玻璃（3），第一超白玻璃（3）的上表面贴有第一减反层（2），第一超白玻璃（3）的下面配置有第二超白玻璃（6），第二超白玻璃（6）的上表面贴有第二减反层（5），第一超白玻璃（3）和第二超白玻璃（6）之间设有上真空层（4），第二超白玻璃（6）的下方配置有太阳能分频玻璃（9），第二超白玻璃（6）和太阳能分频玻璃（9）之间设有上水流通道（7），太阳能分频玻璃（9）的下方配置有光伏电池（11），太阳能分频玻璃（9）与光伏电池（11）之间设有下真空层（10），光伏电池（11）配置在导热硅胶（12）上，导热硅胶（12）的下方设有下水流管（13），下水流管（13）外设有隔热材料（16），隔热材料（16）配置在支架（17）上。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能聚光分频光伏光热联产装置，其特征在于：所述的下水流管（13）内为下水流通道（15），下水流通道（15）壁面上均匀设置散热翅片（14）。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能聚光分频光伏光热联产装置，其特征在于：所述的复合抛物面聚光器（1）采用全反射银表面或镀铝薄膜。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能聚光分频光伏光热联产装置，其特征在于：所述的太阳能分频玻璃（9）采用能够吸收红外光并保持可见光高透过率的吸热玻璃或者高含铁量平板玻璃。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能聚光分频光伏光热联产装置，其特征在于：所述的光伏电池（11）采用多晶硅薄膜太阳能电池组。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121114 |