CN104201974B - 逐日聚光式光伏、温差一体化发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种逐日聚光式光伏、温差一体化发电系统，包括太阳能电池板、温差发电片、高温热水泵、储水箱、外压力罐、内压力罐、空压机和气压自动开关，所述太阳能电池板设置有光强检测电路、电源、实时时钟模块、MSP430f149单片机和驱动执行机构。使系统获得了更多的太阳辐射能量，并提高跟踪精度。高效追踪太阳照射角度，提高集热效率，利用太阳能电池板发电时产生的温度，通过转换装置产生气体温度差，让温差发电片发电。与现有技术相比，本发明既能提高太阳能光伏发电量，又能利用太阳能电池板发电时产生的温度，通过转换装置产生气体温度差，让温差发电片发电，充分利用太阳能，提高发电效率，具有推广应用的价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电系统，尤其涉及一种逐日聚光式光伏、温差一体化发电系统。
背景技术
目前传统选取光电跟踪方法的跟踪精度受光敏元件的特性、环境因数影响较大，性能不稳定，而将光电跟踪和太阳轨迹跟踪方法，综合运用时，理论上是可以克服两者各有的缺点，但实际应用中两种跟踪方法之间的切换条件又难以确定，不仅为系统控制策略的设计增加了难度，还难以保证系统稳定运行。而且，既没有降低电池板发电时产生的温度，提高发电效率，延长使用寿命，又不能温差发电，因此，存在研发空间。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种逐日聚光式光伏、温差一体化发电系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本发明包括太阳能电池板、温差发电片、高温热水泵、储水箱、外压力罐、内压力罐、空压机和气压自动开关，所述太阳能电池板的背部安装管道，所述高温热水泵的出水口与所述管道的入口连接，所述管道的出口与所述储水箱的入口连接，所述储水箱的出口与所述高温热水泵的入水口连接，所述内压力罐置于所述外压力罐内，所述温差发电片附着于所述内压力罐的外表面，所述外压力罐与所述内压力罐相通，所述外压力罐的出口连接一根迂回弯折的管道，所述迂回弯折的管道位于所述储水箱中，所述迂回弯折的管道出口与所述空压机的入口连接，所述空压机的出口通过所述气压自动开关与所述内压力罐的入口连接；所述太阳能电池板设置有光强检测电路、电源、实时时钟模块、MSP430f149单片机和驱动执行机构。
作为一种改进，所述太阳能电池板背部的管道出口与所述储水箱入口的管道上安装有水温传感器；所述储水箱设置有水位传感器，所述储水箱底部设置有补水电磁阀和止回阀；所述高温热水泵与所述太阳能电磁板背部的管道之间设置有止回阀；所述空压机的出口与所述气压自动开关的入口之间设置有止回阀，所述气压自动开关的出口与所述内压力罐的入口之间设置有磁继电电接点压力表；所述内压力罐与所述外压力罐相通处设置有气动电磁阀和止回阀；所述空压机的入口与所述迂回弯折的管道出口之间设置有气体温度传感器。
本发明的有益效果在于：
本发明是一种逐日聚光式光伏、温差一体化发电系统，与现有技术相比，本发明既能提高太阳能光伏发电量，又能利用太阳能电池板发电时产生的温度，通过转换装置产生气体温度差，让温差发电片发电，充分利用太阳能，提高发电效率，具有推广应用的价值。
附图说明
图1是本发明逐日聚光式光伏、温差一体化发电系统的结构原理图；
图2是本发明太阳能电池板内部结构原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1和图2所示：本发明包括太阳能电池板1、温差发电片5、高温热水泵2、储水箱16、外压力罐8、内压力罐9、空压机12和气压自动开关10，太阳能电池板1的背部安装管道，高温热水泵2的出水口与管道的入口连接，管道的出口与储水箱16的入口连接，储水箱16的出口与高温热水泵10的入水口连接，内压力罐9置于外压力罐8内，温差发电片5附着于内压力罐9的外表面，外压力罐8与内压力罐9相通，外压力罐8的出口连接一根迂回弯折的管道，迂回弯折的管道位于储水箱16中，迂回弯折的管道出口与空压机12的入口连接，空压机12的出口通过气压自动开关10与内压力罐9的入口连接。
如图2所示：太阳能电池板1设置有光强检测电路、电源、实时时钟模块、MSP430f149单片机和驱动执行机构，采用地平坐标下、性能稳定的太阳运动轨迹跟踪和光强检测相结合的间歇跟踪方法。由光强传感器的检测结果来判断天气的状况，从而控制跟踪的启停，选用天文公式计算太阳运动轨迹确定太阳的方位，利用MD-GD-3型硅光电池采集光影，通过单片机MSP430f149输出控制信号，控制云台带动步进电动机调整使太阳能电池垂直于太阳光，并将跟踪时间划分了几个不同的时间区间，每个区间的跟踪间歇时间间隔不同，一天中太阳的方位角和高度的变化率是不同的，对于方位角，中午的间歇时间短一些，转动比较频繁，转动角度比较大，早上和傍晚的间歇时间长一些，也就是早上和下午转的次数少，旋转角度比较小，对于高度角，则是中午间歇的时间长一些，转动比较少，仰角旋转角度比较小，早上和傍晚的间歇时间短一些，也就是早上和下午转动的次数多，旋转角度比较大。使系统获得了更多的太阳辐射能量，并提高跟踪精度。高效追踪太阳照射角度，提高集热效率，较传统平板光伏发电系统能增加35%的发电量。采用MD-GD-3型硅光电池作为光敏元件，硅光电池相当于一个面积放大的光电二极管，把太阳能直接转化为电能。对阳光具有快速、高输出响应，为金属封装。在严苛的工作环境下依然具有高可靠性，工作温度从-40℃—+100℃，具有高线性度、低暗电流、工作稳定等特点。克服了传统光敏电阻、光敏二极管测量得到的光强数据整体表现出不稳定趋势。利用太阳能电池板发电时产生的温度，通过转换装置产生气体温度差，让温差发电片发电。特点：既能降低电池板发电时产生的温度，提高发电效率，延长使用寿命，又能温差发电，产生的热水即可以洗浴、采暖，也可以光热发电（传热介质通过蒸汽发生器产生高温高压蒸汽，推动汽轮机发电）。突破传统选取光电跟踪方法的跟踪精度受光敏元件的特性、环境因数影响较大，性能不稳定。而且，既没有降低电池板发电时产生的温度，提高发电效率，延长使用寿命，又不能温差发电等。
如图1所示：太阳能电池板1背部的管道出口与储水箱16入口的管道上安装有水温传感器18；储水箱16设置有水位传感器17，储水箱16底部设置有补水电磁阀15和止回阀14；高温热水泵2与太阳能电磁板1背部的管道之间设置有止回阀3；空压机12的出口与气压自动开关10的入口之间设置有止回阀11，气压自动开关10的出口与内压力罐9的入口之间设置有磁继电电接点压力表4；内压力罐9与外压力罐8相通处设置有气动电磁阀6和止回阀7；空压机12的入口与迂回弯折的管道出口之间设置有气体温度传感器13。
让储水箱16自动补满水，把管道紧贴太阳能电池板1发电面的背面，其他管道部分用保温棉保温并连接到储水箱16，水温传感器18安装在管道离太阳能电池板1最近的地方。太阳能电池板1发电时产生的温度较高，传递到热水管道把水加热，水温传感器18检测到温度大于50℃时，发送到数显温度控制仪，来控制高温热水泵循环工作，使储水箱16里的水温不断升高，从而储水箱16里的迂回弯着管温度不断升高，安装在迂回弯着管出口的气体温度传感器13检测管道气体温度大于60℃时，空压机12开始工作，往内压力罐9里打气，当气压达到0.8MPa时，空压机12停止工作。此时，由安装在内压力罐9的磁继电电接点压力表4检测气体压力达到0.8MPa时，气动电磁阀6工作，打开放气到外压力罐8（连接迂回弯折管道，其他管道部分用保温棉保温）。当内压力储气罐达到0.1MPa时，气动电磁阀6关闭。这样，内外压力罐8气体产生温度差（压缩后绝对压力除压缩前绝对压力，然后乘以2次方，再开7次方，再乘压缩前温度，就是压缩后温度），可以让贴在内压力罐表9面的温差发电片5发电。这样，系统周而复始的工作，使温差发电片5发电量增加。本发明中的电器设备可以由温差发电或逐日聚光式光伏发电通过逆变装置供电。另外，储水箱产生的热水即可以洗浴、采暖。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种逐日聚光式光伏、温差一体化发电系统，其特征在于：包括太阳能电池板、温差发电片、高温热水泵、储水箱、外压力罐、内压力罐、空压机和气压自动开关，所述太阳能电池板的背部安装管道，所述高温热水泵的出水口与所述管道的入口连接，所述管道的出口与所述储水箱的入口连接，所述储水箱的出口与所述高温热水泵的入水口连接，所述内压力罐置于所述外压力罐内，所述温差发电片附着于所述内压力罐的外表面，所述外压力罐与所述内压力罐相通，所述外压力罐的出口连接一根迂回弯折的管道，所述迂回弯折的管道位于所述储水箱中，所述迂回弯折的管道出口与所述空压机的入口连接，所述空压机的出口通过所述气压自动开关与所述内压力罐的入口连接；所述太阳能电池板设置有光强检测电路、电源、实时时钟模块、MSP430f149单片机和驱动执行机构，所述内压力罐与所述外压力罐相通处设置有气动电磁阀和止回阀。
2.根据权利要求1所述的逐日聚光式光伏、温差一体化发电系统，其特征在于：所述太阳能电池板背部的管道出口与所述储水箱入口的管道上安装有水温传感器。
3.根据权利要求1所述的逐日聚光式光伏、温差一体化发电系统，其特征在于：所述储水箱设置有水位传感器，所述储水箱底部设置有补水电磁阀和止回阀。
4.根据权利要求1所述的逐日聚光式光伏、温差一体化发电系统，其特征在于：所述高温热水泵与所述太阳能电磁板背部的管道之间设置有止回阀。
5.根据权利要求1所述的逐日聚光式光伏、温差一体化发电系统，其特征在于：所述空压机的出口与所述气压自动开关的入口之间设置有止回阀，所述气压自动开关的出口与所述内压力罐的入口之间设置有磁继电电接点压力表。
6.根据权利要求1所述的逐日聚光式光伏、温差一体化发电系统，其特征在于：所述空压机的入口与所述迂回弯折的管道出口之间设置有气体温度传感器。
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