CN104079237B - 一种太阳能光电光热转换装置的跟踪系统 - Google Patents

Abstract

一种太阳能光电光热转换装置的跟踪系统，包括太阳光跟踪系统、电源系统和冷却系统，太阳光跟踪系统的支架上安装有两根相互平行的弧形轨道，与两根弧形轨道垂直相交的两根平行的支杆上固定有旋转台，两根弧形轨道与两根支杆间以滑块连接；支架的支柱下端有滑轮；本发明的技术方案可以更有效的利用聚光提高光强，提高太阳能的利用率。在阳光充足的情况下，采用本发明能够使系统能够保证稳定运行，低成本、低能耗，低污染，可以达到循环利用的预期目标；而且还有易加工、质量轻、运行轻便灵巧、使用寿命长、产生污染少等特点。

Description

一种太阳能光电光热转换装置的跟踪系统

技术领域

本发明涉及一种光电光热装置，特别是太阳能光电光热转换装置的跟踪系统。

背景技术

能源是人类赖以生存与发展的基础，随着社会的进步、科技的发展，能源的消耗日益增大，常规能源的储量越来越少。随着传统化石燃料资源频频告急，不可再生能源的使用对环境造成的污染问题日益突出，太阳能以其环保、安全、“取之不尽，用之不竭”的优势渐渐在能源竞争浪潮中浮出水面，太阳能技术被认为是当前世界上最有发展前途的新能源技术。但现在太阳能光电转换装置形式往往比较单一，一般只进行单一的光电转换，其效率则比较低下。且太阳能光电转换装置因其所用材料的原因常常造成额外的能量损耗以及环境污染，使得目前太阳能光电转化带来了一定的局限性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以更有效地利用聚光提高光强、更有效提高太阳能的利用率易加工、成本低、质量轻、可重复利用的太阳能光电光热转换装置的跟踪系统。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

一种太阳能光电光热转换装置的跟踪系统，包括太阳光跟踪系统、电源系统和冷却系统，太阳光跟踪系统包括支架、旋转机构，电源系统包括菲涅尔透镜、太阳能电池板、蓄电池、滑动电阻器，其特征是：

太阳光跟踪系统的支架上安装有两根相互平行的弧形轨道，与两根弧形轨道垂直相交的两根平行的支杆上固定有旋转台，两根弧形轨道与两根支杆间以滑块连接，支架的支柱下端有滑轮；旋转台可移位与水平面成0～180度间任意角度，同时旋转台本身可沿弧形导轨的径向移动，改变菲涅尔透镜到太阳能电池板的距离。

弧形轨道上有滑槽。

支架、弧形轨道、支杆、旋转台及滑轮均由钢铁或生态铝型材制作。

生态铝型材包括16、20、30、40…100系列及其功能类似系列型号。

旋转台的高度可以调节。

冷却系统包括进水电泵、冷凝器、冷凝管和水箱。

本发明的突出优点在于：

本发明的太阳能光电光热转换装置的跟踪系统，跟踪系统可以更有效的利用聚光提高光强，还由于在太阳能电池板中有集成水冷装置，在发电的同时还可产生热水和冷却太阳能电池板，能最大效率地产生电力，有效地提高了太阳能的利用率。在阳光充足的情况下，采用本发明能够使系统能够保证稳定运行，低成本、低能耗，低污染，可以达到循环利用的预期目标。而且还有易加工、质量轻、运行轻便灵巧、使用寿命长、产生污染少等特点。

附图说明

图1是本发明所述的太阳能光电光热转换装置的跟踪系统结构示意图。

图中：1-第一蓄电池 2-第二蓄电池 3-滑动电阻器 4-滑轮 5-支架 6-弧形轨道7-进水电泵 8-旋转台 9-第一太阳能电池板 10-滑块 11-支杆 12-菲涅尔透镜 13-第二太阳能电池板 14-冷凝器 15-冷凝管 16-水箱

具体实施方式

太阳光跟踪系统的支架部分制作材料为钢铁或生态铝。支架的四根支柱下端各有一个滑轮，滑轮可自由转动；两条弧形轨道互相平行安装在支架上，形成两条拱形的弧形轨道；两条支杆通过滑块定位在弧形轨道上，旋转台固定安装在支杆上。在工作时，根据太阳光入射角度，通过控制滑轮以及转动旋转台、调节菲涅尔透镜到太阳能电池板的距离来找到最合适的入射点。

太阳能光电光热转换装置，其光电光热转换的实现有以下步骤：当不同方向角度的太阳光照射下来时，通过转动滑轮以及控制滑块移动带动支杆上的旋转台移位，使太阳光最大限度的垂直照射入菲涅尔透镜。太阳光透过菲涅尔透镜使光强增大，聚焦在串联的第一太阳能电池板和第二太阳能电池板上使太阳能电池接受高强度的太阳光，提高太阳能的光电转换效率。第一太阳能电池板和第二太阳能电池板通过滑动电阻器给串联的第一蓄电池和第二蓄电池充电，一部分电能储存起来，另一部分为进水电泵提供动力，通过冷凝管将冷凝水传输给冷凝器来冷却太阳能电池板，使其以更大效率发电。通过冷凝器的冷凝水带走太阳能电池板上的热量而成为热水，通过水箱储存在循环系统中，完成光电光热转换。

电源系统包括菲涅尔透镜、第一太阳能电池板、第二太阳能电池板、第一蓄电池、第二 蓄电池和滑动变阻器。菲涅尔透镜安装在旋转台顶部；第一太阳能电池板与第二太阳能电池板安装在支杆上；第一蓄电池与第二蓄电池安放在地面上；滑动变阻器与两个蓄电池安装在一起。太阳光通过菲涅尔透镜后得到加强，聚焦到两块太阳能电池板上，两块太阳能电池板通过滑动变阻器给两个蓄电池充电。

冷却系统包括进水电泵、冷凝器、冷凝管、水箱。进水电泵安装在旋转台上；冷凝器安装在支杆上，冷凝管与进水电泵、冷凝器、水箱相连接，形成一个循环系统；水箱安放在地面上。

以下通过图1对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示的一种太阳能光电光热转换装置的跟踪系统，包括太阳光跟踪系统、电源系统、冷却系统。

太阳光跟踪系统包括支架5、弧形轨道6、支杆11、滑块10、旋转台8、滑轮4。支架5主要起承重、连接作用；供滑块10滑行的两条弧形轨道6分别安装在支架5上，与支架5形成了太阳光跟踪系统的主要框架；支杆11的两端通过滑块10与弧形轨道6连接，支杆11主要起支撑旋转台8以及使旋转台在弧形轨道6上滑移的作用；旋转台8可调整高度，以适应菲涅尔透镜12的焦点；滑轮4安装在支架5四根支柱的下端，可在地面上自由转动。当不同方向角度的太阳光照射下来时，通过转动滑轮4以及控制滑块10带动支杆11上的旋转台8滑移，使太阳光最大限度的垂直照射入菲涅尔透镜12。当太阳光透过菲涅尔透镜12时光强增大，聚焦在串联的第一太阳能电池板9和第二太阳能电池板13上使单位面积的太阳能电池接受高强度的太阳光，提高太阳能的光电转换效率。

电源系统包括菲涅尔透镜12、第一太阳能电池板9、第二太阳能电池板13、第一蓄电池1、第二蓄电池2、滑动变阻器3。菲涅尔透镜12安装在旋转台8顶部；第一太阳能电池板9与第二太阳能电池板13串联安装在支杆11上；第一蓄电池1与第二蓄电池2安放在地面上并与滑动变阻器3连接。太阳光通过菲涅尔透镜12后得到加强，聚焦到第一太阳能电池板9和第二太阳能电池板13上，两块电池板通过滑动变阻器3给两个蓄电池充电，获取更多的电能。

冷却系统包括进水电泵7、冷凝器14、冷凝管15、水箱16。进水电泵7安装在旋转台8上；冷凝器14安装在支杆11上，冷凝管15与进水电泵7、冷凝器14、水箱16相连接，形成一个循环系统；水箱16安放在地面上。通过循环冷却系统可以将冷却太阳能电池板所得的热水同时利用，提高了热的利用效率。

Claims (2)

1.一种太阳能光电光热转换装置的跟踪系统，包括太阳光跟踪系统、电源系统和冷却系统，太阳光跟踪系统包括支架、旋转机构，电源系统包括菲涅尔透镜、太阳能电池板、蓄电池、滑动电阻器，太阳光跟踪系统的支架上安装有两根相互平行的弧形轨道，与两根弧形轨道垂直相交的两根平行的支杆上有旋转台，旋转台的高度可以调节，

其特征是：

菲涅尔透镜安装在旋转台顶部；太阳能电池板安装在支杆上；太阳光通过菲涅尔透镜后得到加强，聚焦到太阳能电池板上，太阳能电池板通过滑动变阻器给蓄电池充电；

当太阳光照射下来时，通过转动滑轮以及控制滑块移动带动支杆上的旋转台移位，使太阳光最大限度的垂直照射入菲涅尔透镜；太阳光透过菲涅尔透镜使光强增大，聚焦在太阳能电池板上使太阳能电池接受高强度的太阳光，提高太阳能的光电转换效率；太阳能电池板通过滑动电阻器给蓄电池充电，一部分电能储存起来，另一部分为进水电泵提供动力，通过冷凝管将冷凝水传输给冷凝器来冷却太阳能电池板，使其以更大效率发电；通过冷凝器的冷凝水带走太阳能电池板上的热量而成为热水，通过水箱储存在循环系统中，完成光电光热转换；

旋转台可移位与水平面成0～180度间任意角度，同时旋转台本身可沿弧形导轨作径向移动，改变菲涅尔透镜到太阳能电池板的距离；

两根支杆通过滑块定位在弧形轨道上。

2.如权利要求1所述的太阳能光电光热转换装置的跟踪系统，其特征是支架、弧形轨道、支杆、旋转台及滑轮均由钢铁或生态铝型材制作。