CN103944488B - 一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置,属于太阳能利用技术领域。本发明的一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置包括光伏光热温差发电锅炉、聚光式太阳灶和太阳灶及锅炉支架组件,聚光式太阳灶将收集到的太阳光反射给光伏光热温差发电锅炉;顶部光伏发电组件和底部光伏发电集热器分别位于炉体的顶端和底端,底部光伏发电集热器与炉体之间还设置有温差发电片,均用于太阳能光伏发电;炉体底端中心处用传热合金块代替底部光伏发电集热器的中心部分,对锅炉内水加热。本发明能够使得太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统有机的结合在一起,且保护了太阳能电池片不受太阳灶聚光点长期高温的照射而疲劳损坏。

Description

一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置
技术领域
[0001] 本发明涉及太阳能利用技术领域,更具体地说,涉及一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置。
背景技术
[0002] 随着化石能源的日益匮乏,新能源、可再生能源的发展日益得到人们的重视。太阳能取之不尽用之不竭,太阳能光伏发电成为各国重点发展的新能源技术领域。普通太阳能光伏电池发电的原理是太阳光透过盖板和EVA照射到光伏电池上,光伏电池吸收透过的太阳光能后,不到20%转换出电能,其余转换成热量,被电池组件吸收,最后散失在空气中。如果不能加以利用,一方面造成较大的浪费,另一方面热量被光伏组件吸收会使电池板温度升高,降低发电效率的同时缩短了电池组件的寿命。
[0003] 现有技术中,已有对光伏发电中剩余的太阳光能进行二次利用的相关技术公开,如中国专利号:201120070039.2,授权日:2011年11月30日,专利名称:高倍聚光太阳能光伏光热复合发电系统,该专利包括一箱体阵列,箱体阵列由多个箱型聚光太阳能发电单元组成,聚光太阳能发电单元的上部装有高倍太阳能聚光镜,聚光太阳能发电单元的下部装有聚光太阳能电池片,聚光太阳能电池片下装有金属导热片,金属导热片下装有半导体热温差发电模块,半导体热温差发电模块连接有散热片或冷却模块,聚光太阳能电池片上的热量就会通过半导体热温差发电模块传导到散热片或冷却模块,这样在半导体热温差发电模块的热端和冷端就有温度差,半导体热温差发电模块就会将热量转化为电能,该方案在一定程度上提高了光伏发电装置对太阳能的利用率,但是太阳光透过高倍太阳能聚光镜后总有一个点是聚光点,聚光点温度极高,极高的温度长期照射在太阳能电池片上,会损坏太阳能电池片。
[0004] 跟随国家政策的趋势,民用的太阳能光伏发电系统将会成为常见的普通家电。但是目前,一般用户需要同时利用太阳能来发电和产生热水,则安装两套系统:太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统。两套系统需要的成本较高,在安装面积受限的情况下不一定能满足用户的需求。名称为高倍聚光太阳能光伏光热复合发电系统不能满足这一需求,需要进一步改进。
[0005] 现有的公开技术中,也有相关专利公开了将太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统组合起来的方案,如专利申请号:200810045303.X,申请日:2008年I月29日,专利名称:热电联产太阳能锅炉,该申请案将光伏发电的太阳能电池板与太阳能热利用产品的吸热装置连体组合成热电联产太阳能锅炉。该锅炉一方面利用阳光辐射能中能直接转换成电能的部分转换成电能,另一方面对其余部分进行热能利用。该申请案在一定程度上提高了光能利用率的同时,将太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统组合起来,但是这种组合只是简单的机械组合,并没有减少两套系统的成本,且该热电联产锅炉占地面积较大,不能满足大部分用户安装面积较小的需求。
[0006] 为了更进一步提高太阳能的利用率,同时在有限的面积内将太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统有机的结合在一起,本专利发明人试图将带有温差发电片的太阳能电池固连在锅炉下方,并将锅炉置于太阳灶上方,但是在实验中也遇上了聚光点温度太高(可达到600-1000°C )从而损坏太阳能电池的问题。
发明内容
[0007] 1.发明要解决的技术问题
[0008] 本发明的目的在于克服太阳能利用率不高,且不能将太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统有机结合的不足,提供了一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置。采用本发明的技术方案,使得太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统有机的结合在一起,且在利用太阳灶提高太阳能利用率的情况下,保护了太阳能电池片不受太阳灶聚光点长期高温的照射而疲劳损坏。
[0009] 2.技术方案
[0010] 为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:
[0011] 本发明的一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置,包括光伏光热温差发电锅炉、聚光式太阳灶和太阳灶及锅炉支架组件,所述的光伏光热温差发电锅炉和聚光式太阳灶均固定在太阳灶及锅炉支架组件上,其中光伏光热温差发电锅炉固定在聚光式太阳灶的上方;
[0012] 所述的光伏光热温差发电锅炉包括炉体、顶部光伏发电组件、防水板、底部光伏发电集热器、传热板、温差发电片、传热合金块、上电磁阀、温控与水控装置、下电磁阀、上水位传感器、下水位传感器兼温度传感器、进水管和出水管;其中:所述的顶部光伏发电组件位于炉体顶端,所述的顶部光伏发电组件包括顶部光伏发电组件玻璃盖板、顶部光伏发电组件外边框、顶部光伏发电组件填充EVA、顶部光伏发电组件太阳能电池片和顶部光伏发电组件背板,所述的顶部光伏发电组件玻璃盖板的下方铺设有顶部光伏发电组件填充EVA,该顶部光伏发电组件填充EVA内设置有顶部光伏发电组件太阳能电池片,上述的顶部光伏发电组件太阳能电池片与光伏热电输出电路相连接,所述的顶部光伏发电组件背板位于顶部光伏发电组件填充EVA的下方,上述的顶部光伏发电组件玻璃盖板、顶部光伏发电组件填充EVA、顶部光伏发电组件太阳能电池片、顶部光伏发电组件背板通过顶部光伏发电组件外边框层压固定,所述的防水板隔挡在顶部光伏发电组件背板与炉体之间;所述的炉体底端通过一根紧固连接钉将传热合金块紧固在其中心处,所述的炉体底端通过四根均匀分布的紧固连接钉依次将温差发电片、传热板、底部光伏发电集热器层层固定在炉体底端的外侧,上述的温差发电片、传热板、底部光伏发电集热器之间铺设有导热胶,且温差发电片、传热板、底部光伏发电集热器均为环状,包裹在传热合金块外侧壁上,上述的温差发电片与光伏热电输出电路相连接;所述的底部光伏发电集热器包括底部光伏发电集热器外边框、底部光伏发电集热器内边框、底部光伏发电集热器太阳能电池片、底部光伏发电集热器填充EVA、底部光伏发电集热器背板和底部光伏发电集热器玻璃盖板,所述的底部光伏发电集热器玻璃盖板的上方铺设有底部光伏发电集热器填充EVA,该底部光伏发电集热器填充EVA内设置有底部光伏发电集热器太阳能电池片,上述的底部光伏发电集热器太阳能电池片与光伏热电输出电路相连接,所述的底部光伏发电集热器背板位于底部光伏发电集热器填充EVA的上方,上述的底部光伏发电集热器背板、底部光伏发电集热器填充EVA、底部光伏发电集热器太阳能电池片、底部光伏发电集热器背板通过底部光伏发电集热器外边框及底部光伏发电集热器内边框层压固定;所述的进水管通过上电磁阀连接至光伏光热温差发电锅炉侧壁上方,所述的出水管通过下电磁阀从光伏光热温差发电锅炉侧壁下方引出,所述的上水位传感器与下水位传感器兼温度传感器均位于光伏光热温差发电锅炉内部,且上水位传感器位于光伏光热温差发电锅炉的顶部,下水位传感器兼温度传感器位于光伏光热温差发电锅炉的底部,上述上电磁阀、下电磁阀、上水位传感器、下水位传感器兼温度传感器分别与温控与水控装置相连;所述的光伏光热温差发电锅炉的外侧壁包裹一发泡绝热材料层,该发泡绝热材料层通过铝箔外皮固定在光伏光热温差发电锅炉外周;
[0013] 所述的太阳灶及锅炉支架组件包括第一支架杆、第二支架杆、第三支架杆、支架轮、支架固定脚、太阳灶支架组件和锅炉支架组件;所述的第一支架杆、第二支架杆和第三支架杆成正三角分布且垂直于水平面,该第一支架杆、第二支架杆、第三支架杆底端均设置有支架轮和支架固定脚;所述的太阳灶支架组件包括太阳灶支撑架、太阳灶支撑圈、太阳灶连接架和支架杆斜撑,上述的太阳灶支撑架数量为三根,分别固连在第一支架杆、第二支架杆和第三支架杆之间,形成水平三角结构,该太阳灶支撑架通过支架杆斜撑稳定于第一支架杆、第二支架杆和第三支架杆之间,所述的太阳灶支撑圈通过太阳灶连接架固连于太阳灶支撑架上,所述的太阳灶支撑圈支撑住聚光式太阳灶底部;所述的锅炉支架组件包括锅炉支撑架、锅炉连接架、锅炉支撑圈和锅炉连接架的连接环,上述的锅炉连接架的连接环通过锅炉支撑架支撑住光伏光热温差发电锅炉底部,上述的锅炉支撑圈通过锅炉连接架支撑住光伏光热温差发电锅炉侧壁。
[0014] 作为本发明更进一步的改进,所述的顶部光伏发电组件内的顶部光伏发电组件太阳能电池片数量为7个,采用串联方式连接;所述的底部光伏发电集热器内的底部光伏发电集热器太阳能电池片数量为6个,采用串联方式连接;所述的温差发电片内发电片数量为20个,10个一组串联,两组并联输出。
[0015] 作为本发明更进一步的改进,所述的紧固连接钉包括头盖部和钉尖部,其头盖部在炉体的底部,钉尖部钉在底部光伏发电集热器背板中。
[0016] 作为本发明更进一步的改进,所述的太阳灶连接架为伸缩杆结构,包括外套管、内套管、紧固装置、第一夹脚和第二夹脚,其中:内套管上间隔开设有两个或两个以上的插孔,外套管上开设有紧固孔,紧固装置贯穿于上述的插孔和紧固孔,将外套管固定于内套管不同的位置上,第一夹脚和第二夹脚分别固连于太阳灶连接架的两端部,所述的第一夹脚固定在太阳灶支撑架上,所述的第二夹脚固定在太阳灶支撑圈上。
[0017] 3.有益效果
[0018] 采用本发明提供的技术方案,与现有技术相比,具有如下显著效果:
[0019] (I)本发明的一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置,光伏光热温差发电锅炉和聚光式太阳灶均固定在太阳灶及锅炉支架上,其中光伏光热温差发电锅炉固定在聚光式太阳灶的上方,光伏光热温差发电锅炉的顶部与底部分别设置有顶部光伏发电组件与底部光伏发电集热器,顶部光伏发电组件直接吸收太阳能,底部光伏发电集热器吸收来自聚光式太阳灶反射的太阳能,由于聚光式太阳灶的面积较大,底部光伏发电集热器比顶部光伏发电组件吸收太阳能的效果更好,光伏光热温差发电锅炉能够很充分的在有限的占地面积内吸收太阳光能;又底部光伏发电集热器与光伏光热温差发电锅炉底部设置有温差发电片与传热板,且温差发电片、传热板、底部光伏发电集热器之间均铺设有导热胶,使得吸收到的太阳能高效率的被用来发电。
[0020] (2)本发明的一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置,顶部光伏发电组件内的顶部光伏发电组件太阳能电池片数量为7个,采用串联方式连接,底部光伏发电集热器内的底部光伏发电集热器太阳能电池片数量为6个,采用串联方式连接,使得顶部光伏发电组件太阳能电池片与底部光伏发电集热器太阳能电池片分布更均匀、更合理,提高了光伏发电组件的发电效率;温差发电片内发电片数量为20个,10个一组串联,两组并联输出,即提供了较高的输出电压,也提供了相对较大的输出电流。
[0021] (3)本发明的一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置,传热合金块设置于底部光伏发电集热器环状中心处,正是聚光式太阳灶的聚光点,在标准太阳辐照下,聚光点温度可达到600-1000°C,一方面太阳能电池片中心处被传热合金块代替,免去了长期高温照射,保护了太阳能电池片不受损坏;另一方面,传热合金块能够将太阳灶收集反射的热量进行有效的传递,用来对光伏光热温差发电锅炉内的水进行高效加热,太阳能的综合利用率得到极大的提高。
[0022] (4)本发明的一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置,炉体内部通过传热合金块制造热水,顶部与底部分别设置有顶部光伏发电组件与底部光伏发电集热器,有机的将太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统结合,占地面积较小,可使用性强。
[0023] (5)本发明的一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置,第一支架杆、第二支架杆、第三支架杆底端均设置有支架轮和支架固定脚,支架轮可以滚动从而使得光伏光热温差发电锅炉、聚光式太阳灶与太阳灶及锅炉支架组件方便移动,一直保持在最能吸收太阳光能的地方;且太阳灶连接架为伸缩杆结构,通过调节太阳灶连接架可以调整聚光式太阳灶的角度以及距离光伏光热温差发电锅炉的距离,使得聚光式太阳灶始终朝向太阳光能最强的方向以及始终保持传热合金块位于聚光式太阳灶焦点处。
[0024] (6)本发明的一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置,原理简单,设计合理,具有很好的利用价值。
附图说明
[0025] 图1是本发明的一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置的结构示意图;
[0026] 图2为本发明中的光伏光热温差发电锅炉结构示意图;
[0027] 图3为本发明中的光伏光热温差发电锅炉顶部光伏发电组件侧视图;
[0028] 图4为本发明中的光伏光热温差发电锅炉顶部光伏发电组件俯视图;
[0029] 图5为本发明中的光伏光热温差发电锅炉底部结构侧视图;
[0030] 图6为本发明中的光伏光热温差发电锅炉底部光伏发电集热器俯视图;
[0031] 图7为本发明中的光伏光热温差发电锅炉底部温差发电片连接图;
[0032] 图8为本发明中的太阳灶及锅炉支架的结构示意图;
[0033] 图9为本发明中的太阳灶及锅炉支架的太阳灶连接架的结构示意图。
[0034] 不意图中的标号说明:
[0035] 1、光伏光热温差发电锅炉;2、聚光式太阳灶;1_1、炉体;1_2、顶部光伏发电组件;1_3、底部光伏发电集热器;1_4、温差发电片;1_5、传热合金块;1_6、上电磁阀;1_7、温控与水控装置;1_8、下电磁阀;1_9、上水位传感器;1_10、下水位传感器兼温度传感器进水管;1-12、出水管;1_13、紧固连接钉;1_14、防水板;1_15、传热板;1_16、铝箔外皮;1-17、发泡绝热材料层;1-2-1、顶部光伏发电组件玻璃盖板;1-2-2、顶部光伏发电组件外边框;1-2-3、顶部光伏发电组件填充EVA ;1-2-4、顶部光伏发电组件太阳能电池片;1_2_5、顶部光伏发电组件背板;1-3_1、底部光伏发电集热器外边框;1_3_2、底部光伏发电集热器内边框;1-3_3、底部光伏发电集热器太阳能电池片;1-3-4、底部光伏发电集热器填充EVA ;1-3-5、底部光伏发电集热器背板;1-3-6、底部光伏发电集热器玻璃盖板;3_1、第一支架杆;3-2、第二支架杆;3-3、第三支架杆;3-4、锅炉支撑架;3-5、锅炉连接架;3_6、锅炉支撑圈;3-7、锅炉连接架的连接环;3-8、太阳灶支撑圈;3-9、太阳灶连接架;3-10、太阳灶支撑架;3-11、支架杆斜撑;3-12、支架轮;3-13、支架固定脚;3_9_1、外套管;3_9_2、内套管;3-9-3、紧固装置;3-9-4、第一夹脚;3-9-5、第二夹脚。
具体实施方式
[0036] 为进一步了解本发明的内容,下面结合附图以及实施例对本发明作详细描述。
[0037] 实施例1
[0038] 结合附图所示,本实施例的一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置,包括光伏光热温差发电锅炉1、聚光式太阳灶2、太阳灶及锅炉支架组件(如图1所示)。
[0039] 本实施例中的光伏光热温差发电锅炉I包括炉体1-1、顶部光伏发电组件1-2、防水板1_14、底部光伏发电集热器1-3、传热板1-15、温差发电片1-4、传热合金块1_5、上电磁阀1-6、温控与水控装置1-7、下电磁阀1-8、上水位传感器1-9、下水位传感器兼温度传感器1-10、进水管1-11和出水管1-12(如图2所示)。其中:所述的顶部光伏发电组件1-2位于炉体1-1顶端,直接吸收太阳能,所述的顶部光伏发电组件1-2包括顶部光伏发电组件玻璃盖板1-2-1、顶部光伏发电组件外边框1-2-2、顶部光伏发电组件填充EVA1-2-3、顶部光伏发电组件太阳能电池片1-2-4和顶部光伏发电组件背板1-2-5 (如图3所示);所述的顶部光伏发电组件玻璃盖板1-2-1的下方铺设有顶部光伏发电组件填充EVA1-2-3,该顶部光伏发电组件填充EVA1-2-3内设置有顶部光伏发电组件太阳能电池片1-2-4,上述的顶部太阳能电池片1-2-4与光伏热电输出电路相连接,将顶部光伏发电组件1-2所吸收到的太阳能转换成电能储存起来或用于负载,所述的顶部光伏发电组件背板1-2-5位于顶部光伏发电组件填充EVA1-2-3的下方,上述的顶部光伏发电组件玻璃盖板1-2-1、顶部光伏发电组件填充EVA1-2-3、顶部光伏发电组件太阳能电池片1-2-4、顶部光伏发电组件背板1_2_5通过顶部光伏发电组件外边框1-2-2层压固定,使得顶部光伏发电组件1-2形成一个稳定的整体,方便维护更换;所述的防水板1-14隔挡在顶部光伏发电组件背板1-2-5与炉体1-1之间,防水板1-14可以防止光伏光热温差发电锅炉I内的水满溢出后进入顶部光伏发电组件1-2内。所述的炉体1-1底端通过一根紧固连接钉1-13将传热合金块1-5紧固在其中心处,所述的炉体1-1底端通过四根均匀分布的紧固连接钉1-13依次将温差发电片1-4、传热板1-15、底部光伏发电集热器1-3层层固定在炉体1-1底端的外侧,所述的紧固连接钉1-13包括头盖部和钉尖部,其头盖部在炉体1-1的底部,用耐高温橡胶密封,钉尖部钉在底部光伏发电集热器背板1-3-5中,耐高温橡胶使得紧固连接钉1-13与光伏光热温差发电锅炉I内的水和温度隔离,保证紧固连接钉1-13的使用寿命,从而防止底部光伏发电集热器1-3和传热合金块1-5从炉体1-1底端脱落。本实施例中的传热合金块1-5不仅要保证一定的传热效率,而且要保证在600-1000°C的高温条件下具有良好的高温强度,本实施例中的传热合金块1-5的合金组分(质量百分比)为:碳0.12%、硅0. 36%、磷0. 02%、硫0. 04%、铬 23%、镍 22%、钼 0. 12% Μ 1.6%、铝0. 14%、锰 0. 56%、铜 4%、钕 0. 08%、钐0. 04%,其余为铁,保证了传热合金块1-5的传热效率且具有优异的耐热变形性能。
[0040] 底部光伏发电集热器1-3包括底部光伏发电集热器外边框1-3-1、底部光伏发电集热器内边框1-3-2、底部光伏发电集热器太阳能电池片1-3-3、底部光伏发电集热器填充EVA1-3-4、底部光伏发电集热器背板1-3-5和底部光伏发电集热器玻璃盖板1_3_6(如图5所示),所述的底部光伏发电集热器玻璃盖板1-3-6的上方铺设有底部光伏发电集热器填充EVA1-3-4,该底部光伏发电集热器填充EVA1-3-4内设置有底部光伏发电集热器太阳能电池片1-3-3,上述的底部光伏发电集热器太阳能电池片1-3-3与光伏热电输出电路相连接,将底部光伏发电集热器1-3所吸收到的太阳能转换成电能储存起来或用于负载,所述的底部光伏发电集热器背板1-3-5位于底部光伏发电集热器填充EVA1-3-4的上方,上述的底部光伏发电集热器背板1-3-5、底部光伏发电集热器填充EVA1-3-4、底部光伏发电集热器太阳能电池片1-3-3、底部光伏发电集热器背板1-3-5通过底部光伏发电集热器外边框1-3-1及底部光伏发电集热器内边框1-3-2层压固定,使得底部光伏发电集热器1-3形成一个稳定的整体,方便维护更换。所述的温差发电片1-4与光伏热电输出电路相连接,温差发电片1-4能进一步地利用底部光伏发电集热器背板1-3-5与炉体1-1底端的温度差发电,并将电能储存起来或用于负载。所述的温差发电片1-4、传热板1-15、底部光伏发电集热器1-3之间铺设有导热胶,且温差发电片1-4、传热板1-15、底部光伏发电集热器1-3均为环状,包裹在传热合金块1-5外侧壁上,本实施例中的导热胶层均采用强粘性导热硅胶STARS-922,导热效果好且均匀,传热板1-15以及导热胶的设置,使得底部光伏发电集热器背板1-3-5的高温与炉体1-1底端的低温及时的传递至温差发电片1-4的两端,低损失的热回收促使了高效率的二次太阳能利用。所述的光伏光热温差发电锅炉1和聚光式太阳灶2均固定在太阳灶及锅炉支架3上,其中光伏光热温差发电锅炉1固定在聚光式太阳灶2的上方,聚光式太阳灶2反射的太阳光是底部光伏发电集热器1-3基本的太阳能来源,且聚光式太阳灶2焦点在光伏光热温差发电锅炉1的底部中心部分,在标准太阳辐照下,温度可达到600-100(TC,超过了底部光伏发电集热器1-3与温差发电片1-4的耐受温度,此处传热合金块1-5巧妙的设置在炉体1-1底端中心处,本实施例中,传热合金块1-5采用耐温合金,耐温合金接受此部分温度,一方面底部光伏发电集热器1-3中心处被传热合金块1-5代替,免去了长期高温照射,保护了底部光伏发电集热器1-3不受损坏;另一方面,传热合金块1-5能够将太阳灶收集反射的热量进行有效的传递,用来对炉体1-1内的水进行高效加热,太阳能的综合利用率得到极大的提高。
[0041] 顶部光伏发电组件1-2内的顶部光伏发电组件太阳能电池片1-2-4数量为7个,采用串联方式连接(如图4所示);所述的底部光伏发电集热器1-3内的底部光伏发电集热器太阳能电池片1-3-3数量为6个,采用串联方式连接(如图6所示),使得顶部光伏发电组件太阳能电池片1-2-4与底部光伏发电集热器太阳能电池片1-3-3分布更均匀、更合理,提高了光伏发电组件的发电效率;所述的温差发电片1-4内发电片数量为20个,10个一组串联,两组并联输出(如图7所示),即提供了较高的输出电压,也提供了相对较大的输出电流。
[0042] 本实施例中的进水管1-11通过上电磁阀1-6连接至光伏光热温差发电锅炉1侧壁上方,上电磁阀1-6控制进水管1-11的流通与闭合,所述的出水管1-12通过下电磁阀1-8从光伏光热温差发电锅炉1侧壁下方引出,下电磁阀1-8控制出水管1-12的流通与闭合,所述的上水位传感器1-9与下水位传感器兼温度传感器1-10均位于光伏光热温差发电锅炉1内部,且上水位传感器1-9位于光伏光热温差发电锅炉1的顶部,下水位传感器兼温度传感器1-10位于光伏光热温差发电锅炉1的底部,上述上电磁阀1-6、下电磁阀1-8、上水位传感器1-9、下水位传感器兼温度传感器1-10分别与温控与水控装置1-7相连(又如图2所示);所述的光伏光热温差发电锅炉1的外侧壁包裹一发泡绝热材料层1-17,该发泡绝热材料层1-17通过铝箱外皮1-16固定在光伏光热温差发电锅炉1外周;传热合金块1-5对光伏光热温差发电锅炉1内部的水加热,发泡绝热材料层1-17及铝箱外皮1-16能够对光伏光热温差发电锅炉1内部的水同步保温,当下水位传感器兼温度传感器1-10检测到光伏光热温差发电锅炉1内的水温达到一定值后,温控与水控装置1-7控制下电磁阀1-8打开,热水由出水管1-12流出并注入到保温水仓7中,光伏光热温差发电锅炉1内水位不断下降,直至低于下水位传感器兼温度传感器1-10处,下水位传感器兼温度传感器1-10将检测到的信号继续传给温控与水控装置1-7,温控与水控装置1-7控制下电磁阀1-8关闭同时控制上电磁阀1-6打开,进水管1-11开始放进冷水,当水位上升到上水位传感器1-9所在的高度时,温控与水控装置1-7启动控制上电磁阀1-6关闭,放水结束,光伏光热温差发电锅炉1再次进入加热状态。
[0043] 本实施例中的太阳灶及锅炉支架3包括第一支架杆3-1、第二支架杆3-2、第三支架杆3-3、支架轮3-12、支架固定脚3-13、太阳灶支架组件和锅炉支架组件(如图8所示)。所述的第一支架杆3-1、第二支架杆3-2和第三支架杆3-3成正三角分布且垂直于水平面,该第一支架杆3-1、第二支架杆3-2、第三支架杆3-3底端均设置有支架轮3-12和支架固定脚3-13,支架轮3-12可以滚动从而使得光伏光热温差发电锅炉1、聚光式太阳灶2与太阳灶及锅炉支架3方便移动,一直保持在最能吸收太阳光能的地方;所述的太阳灶支架组件包括太阳灶支撑架3-10、太阳灶支撑圈3-8、太阳灶连接架3-9和支架杆斜撑3-11,上述的太阳灶支撑架3-10数量为三根,分别固连在第一支架杆3-1、第二支架杆3-2和第三支架杆3-3之间,形成水平三角结构,该太阳灶支撑架3-10通过支架杆斜撑3-11稳定于第一支架杆3-1、第二支架杆3-2和第三支架杆3-3之间,所述的太阳灶支撑圈3-8通过太阳灶连接架3-9固连于太阳灶支撑架3-10上,所述的太阳灶支撑圈3-8支撑住聚光式太阳灶2底部(如图1所示);作为更优的一点设计,太阳灶连接架3-9为伸缩杆结构,包括外套管3-9-1、内套管3-9-2、紧固装置3-9-3、第一夹脚3-9-4和第二夹脚3-9-5 (如图9所示),其中:内套管3-9-2上间隔开设有两个或两个以上的插孔,具体在本实施例中:内套管3-9-2上间隔开设有三个插孔,外套管3-9-1上开设有紧固孔,紧固装置3-9-3贯穿于上述的插孔和紧固孔,将外套管3-9-1固定于内套管3-9-2不同的位置上,第一夹脚3-9-4和第二夹脚3-9-5分别固连于太阳灶连接架3-9的两端部,所述的第一夹脚3-9-4固定在太阳灶支撑架3-10上,所述的第二夹脚3-9-5固定在太阳灶支撑圈3-8上,通过调节太阳灶连接架3-9可以调整聚光式太阳灶2的角度以及距离光伏光热温差发电锅炉1的距离,使得聚光式太阳灶2始终朝向太阳光能最强的方向以及始终保持传热合金块1-5位于聚光式太阳灶2焦点处。所述的锅炉支架组件包括锅炉支撑架3-4、锅炉连接架3-5、锅炉支撑圈3-6和锅炉连接架的连接环3-7,上述的锅炉连接架的连接环3-7通过锅炉支撑架3-4支撑住光伏光热温差发电锅炉1底部,上述的锅炉支撑圈3-6通过锅炉连接架3-5支撑住光伏光热温差发电锅炉1侧壁(如图1和图8所示);这样的结构使得光伏光热温差发电锅炉1稳固的位于聚光式太阳灶2上方。
[0044] 本实施例中顶部光伏发电组件太阳能电池片1-2-4、底部光伏发电集热器太阳能电池片1-3-3以及温差发电片1-4均与一套光伏热电输出电路相连接,将吸收到的太阳能或利用热量差转换成电能储存起来或用于负载,一套光伏热电输出电路同时控制多个光伏发电装置,大大的提高了光伏热电输出电路的利用率;将顶部光伏发电组件1-2固连在炉体1-1的上方,带有温差发电片1-4的太阳能电池固连在炉体1-1的下方,并将光伏光热温差发电锅炉1置于太阳灶2的上方,太阳灶及多个光伏发电组件的共同使用,大大提高了太阳能的综合利用率,且传热合金块1-5设置于底部光伏发电集热器1-3中心处,更高效率的对炉体1-1内的水加热,且解决了保证太阳能高利用率的同时将太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统结合时,出现的太阳灶2聚光点温度过高会损坏底部光伏发电集热器1-3的难题。本专利发明人创造性地将锅炉底部的太阳能电池片中心处替换成传热合金块1-5,解决了一直渴望解决却未获得成功的难题,而且在发明过程中,发明人还发现传热合金块1-5的使用使得光伏光热温差发电锅炉1在利用太阳能制造热水时效率更高,取得了意料不到的效果。
[0045] 以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置,其特征在于:包括光伏光热温差发电锅炉(1)、聚光式太阳灶(2)和太阳灶及锅炉支架组件,所述的光伏光热温差发电锅炉(1)和聚光式太阳灶(2)均固定在太阳灶及锅炉支架组件上,其中光伏光热温差发电锅炉(1)固定在聚光式太阳灶(2)的上方; 所述的光伏光热温差发电锅炉(1)包括炉体(1-1)、顶部光伏发电组件(1-2)、防水板(1-14)、底部光伏发电集热器(1-3)、传热板(1-15)、温差发电片(1-4)、传热合金块(1_5)、上电磁阀(1-6)、温控与水控装置(1-7)、下电磁阀(1-8)、上水位传感器(1-9)、下水位传感器兼温度传感器(1-10)、进水管(1-11)和出水管(1-12);其中:所述的顶部光伏发电组件(1-2)位于炉体(1-1)顶端,所述的顶部光伏发电组件(1-2)包括顶部光伏发电组件玻璃盖板(1-2-1)、顶部光伏发电组件外边框(1-2-2)、顶部光伏发电组件填充EVA (1-2-3)、顶部光伏发电组件太阳能电池片(1-2-4)和顶部光伏发电组件背板(1-2-5),所述的顶部光伏发电组件玻璃盖板(1-2-1)的下方铺设有顶部光伏发电组件填充EVA (1-2-3),该顶部光伏发电组件填充EVA(1-2-3)内设置有顶部光伏发电组件太阳能电池片(1-2-4),上述的顶部光伏发电组件太阳能电池片(1-2-4)与光伏热电输出电路相连接,所述的顶部光伏发电组件背板(1-2-5)位于顶部光伏发电组件填充EVA(1-2-3)的下方,上述的顶部光伏发电组件玻璃盖板(1-2-1)、顶部光伏发电组件填充EVA(l-2-3)、顶部光伏发电组件太阳能电池片(1-2-4)、顶部光伏发电组件背板(1-2-5)通过顶部光伏发电组件外边框(1-2-2)层压固定,所述的防水板(1-14)隔挡在顶部光伏发电组件背板(1-2-5)与炉体(1-1)之间;所述的炉体(1-1)底端通过一根紧固连接钉(1-13)将传热合金块(1-5)紧固在其中心处,所述的炉体(1-1)底端通过四根均匀分布的紧固连接钉(1-13)依次将温差发电片(1-4)、传热板(1-15)、底部光伏发电集热器(1-3)层层固定在炉体(1-1)底端的外侧,上述的温差发电片(1-4)、传热板(1-15)、底部光伏发电集热器(1-3)之间铺设有导热胶,且温差发电片(1-4)、传热板(1-15)、底部光伏发电集热器(1-3)均为环状,包裹在传热合金块(1-5)外侧壁上,上述的温差发电片(1-4)与光伏热电输出电路相连接;所述的底部光伏发电集热器(1-3)包括底部光伏发电集热器外边框(1-3-1)、底部光伏发电集热器内边框(1-3-2)、底部光伏发电集热器太阳能电池片(1-3-3)、底部光伏发电集热器填充EVA (1-3-4)、底部光伏发电集热器背板(1-3-5)和底部光伏发电集热器玻璃盖板(1-3-6),所述的底部光伏发电集热器玻璃盖板(1-3-6)的上方铺设有底部光伏发电集热器填充EVA (1-3-4),该底部光伏发电集热器填充EVA(1-3-4)内设置有底部光伏发电集热器太阳能电池片(1-3-3),上述的底部光伏发电集热器太阳能电池片(1-3-3)与光伏热电输出电路相连接,所述的底部光伏发电集热器背板(1-3-5)位于底部光伏发电集热器填充EVA(1-3-4)的上方,上述的底部光伏发电集热器背板(1-3-5)、底部光伏发电集热器填充EVA (1-3-4)、底部光伏发电集热器太阳能电池片(1-3-3)、底部光伏发电集热器背板(1-3-5)通过底部光伏发电集热器外边框(1-3-1)及底部光伏发电集热器内边框(1-3-2)层压固定;所述的进水管(1-11)通过上电磁阀(1-6)连接至光伏光热温差发电锅炉(1)侧壁上方,所述的出水管(1-12)通过下电磁阀(1-8)从光伏光热温差发电锅炉(1)侧壁下方引出,所述的上水位传感器(1-9)与下水位传感器兼温度传感器(1-10)均位于光伏光热温差发电锅炉(1)内部,且上水位传感器(1-9)位于光伏光热温差发电锅炉(1)的顶部,下水位传感器兼温度传感器(1-10)位于光伏光热温差发电锅炉(1)的底部,上述上电磁阀(1-6)、下电磁阀(1-8)、上水位传感器(1-9)、下水位传感器兼温度传感器(1-10)分别与温控与水控装置(1-7)相连;所述的光伏光热温差发电锅炉(1)的外侧壁包裹一发泡绝热材料层(1-17),该发泡绝热材料层(1-17)通过铝箔外皮(1-16)固定在光伏光热温差发电锅炉(1)外周; 所述的太阳灶及锅炉支架组件包括第一支架杆(3-1)、第二支架杆(3-2)、第三支架杆(3-3)、支架轮(3-12)、支架固定脚(3-13)、太阳灶支架组件和锅炉支架组件;所述的第一支架杆(3-1)、第二支架杆(3-2)和第三支架杆(3-3)成正三角分布且垂直于水平面,该第一支架杆(3-1)、第二支架杆(3-2)、第三支架杆(3-3)底端均设置有支架轮(3-12)和支架固定脚(3-13);所述的太阳灶支架组件包括太阳灶支撑架(3-10)、太阳灶支撑圈(3-8)、太阳灶连接架(3-9)和支架杆斜撑(3-11),上述的太阳灶支撑架(3-10)数量为三根,分别固连在第一支架杆(3-1)、第二支架杆(3-2)和第三支架杆(3-3)之间,形成水平三角结构,该太阳灶支撑架(3-10)通过支架杆斜撑(3-11)稳定于第一支架杆(3-1)、第二支架杆(3-2)和第三支架杆(3-3)之间,所述的太阳灶支撑圈(3-8)通过太阳灶连接架(3-9)固连于太阳灶支撑架(3-10)上,所述的太阳灶支撑圈(3-8)支撑住聚光式太阳灶(2)底部;所述的锅炉支架组件包括锅炉支撑架(3-4)、锅炉连接架(3-5)、锅炉支撑圈(3-6)和锅炉连接架的连接环(3-7),上述的锅炉连接架的连接环(3-7)通过锅炉支撑架(3-4)支撑住光伏光热温差发电锅炉(1)底部,上述的锅炉支撑圈(3-6)通过锅炉连接架(3-5)支撑住光伏光热温差发电锅炉⑴侧壁。
2.根据权利要求1所述的一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置,其特征在于:所述的顶部光伏发电组件(1-2)内的顶部光伏发电组件太阳能电池片(1-2-4)数量为7个,采用串联方式连接;所述的底部光伏发电集热器(1-3)内的底部光伏发电集热器太阳能电池片(1-3-3)数量为6个,采用串联方式连接;所述的温差发电片(1-4)内发电片数量为20个,10个一组串联,两组并联输出。
3.根据权利要求2所述的一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置,其特征在于:所述的紧固连接钉(1-13)包括头盖部和钉尖部,其头盖部在炉体(1-1)的底部,钉尖部钉在底部光伏发电集热器背板(1-3-5)中。
4.根据权利要求2或3所述的一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置,其特征在于:所述的太阳灶连接架(3-9)为伸缩杆结构,包括外套管(3-9-1)、内套管(3-9-2)、紧固装置(3-9-3)、第一夹脚(3-9-4)和第二夹脚(3-9-5),其中:内套管(3_9_2)上间隔开设有两个或两个以上的插孔,外套管(3-9-1)上开设有紧固孔,紧固装置(3-9-3)贯穿于上述的插孔和紧固孔,将外套管(3-9-1)固定于内套管(3-9-2)不同的位置上,第一夹脚(3-9-4)和第二夹脚(3-9-5)分别固连于太阳灶连接架(3-9)的两端部,所述的第一夹脚(3-9-4)固定在太阳灶支撑架(3-10)上,所述的第二夹脚(3-9-5)固定在太阳灶支撑圈(3-8)上。
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