CN104601101A - 太阳能分频聚光传输装置及其光伏发电系统 - Google Patents

太阳能分频聚光传输装置及其光伏发电系统 Download PDF

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李忠民
翟玉春
张北宁
刘长河
李加林
姜忠华
崔连延
杨云龙
李朝阳
李蔷
车志刚
赵立成
谢宏伟
董玉宽
刘永清
赵友
刘成兵
王实
王锦
郭霖田
李毅
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Abstract

一种发电成本低、发电效率高的太阳能分频聚光传输装置及其光伏发电系统，它由一个光伏发电接收装置和多个架设在光伏发电接收装置周围的太阳能分频聚光传输装置构成；太阳能分频聚光传输装置，包括大口径抛物面反射镜，大口径抛物面反射镜上方设有小口径抛物面冷膜反射镜，小口径抛物面冷膜反射镜为透红外线冷膜反射镜，所述大口径抛物面反射镜中心设有圆口，在大口径抛物面反射镜背面设有与所述圆口相连的圆筒，圆筒外壁上设有太阳光线自动跟踪装置，在圆筒内壁上设有可沿筒壁上下滑动的电动托架，在电动托架上安装有目标跟踪系统，所述目标跟踪系统上安装有平面反射镜；光伏发电接收装置是由底座、设置在底座上且呈柱状布置的多个光伏电池板构成。

Description

太阳能分频聚光传输装置及其光伏发电系统
技术领域
本发明涉及一种太阳能分频聚光传输装置及其光伏发电系统。
背景技术
太阳距地面1.5*108km，照射到地球大气层上界处，太阳能约为1367w/m2，当穿过大气层被空气分子吸收部分能量后衰减为1000w/m2。太阳能发电是利用太阳能转化为电能的可再生清洁能源，太阳能发电越来越受到人们的青睐，在人们生活、工作中有广泛的作用。
太阳能发电有两大类型：一类是太阳光伏发电，另一类是太阳光热发电。目前，太阳能光发电主要采用光伏发电，光伏发电需要大量的光伏电池板矩阵，发电成本较高；同时红外光会使光伏电池板温度升高，降低发电效率。
发明内容
本发明是要解决上述存在的技术问题，提供一种发电成本低、发电效率高的太阳能分频聚光传输装置及其光伏发电系统。
本发明的技术解决方案是：
一种太阳能分频聚光传输装置，包括大口径抛物面反射镜，所述大口径抛物面反射镜上方设有高度可调的且与大口径抛物面反射镜同轴心并开口相对的小口径抛物面冷膜反射镜，所述小口径抛物面冷膜反射镜为透红外线冷膜反射镜，大口径抛物面反射镜与小口径抛物面冷膜反射镜的聚光比为10：1或500：1，所述大口径抛物面反射镜中心设有圆口，所述圆口的直径大于小口径抛物面冷膜反射镜的直径，在大口径抛物面反射镜背面设有与所述圆口相连的圆筒，所述圆筒外壁上设有太阳光线自动跟踪装置，在圆筒内壁上设有可沿筒壁上下滑动的电动托架，在电动托架上安装有目标跟踪系统，所述目标跟踪系统上安装有平面反射镜。
所述大口径抛物面反射镜顶端设有支架，所述支架顶端设有内壁带有螺纹的调节筒，所述小口径抛物面冷膜反射镜通过螺纹与所述调节筒连接。
所述太阳光线自动跟踪装置上连接有固定杆，所述固定杆下端固设在地面基础上。
一种基于太阳能分频聚光传输的光伏发电系统，其特殊之处在于：它由一个光伏发电接收装置和多个架设在光伏发电接收装置周围的太阳能分频聚光传输装置构成；
所述太阳能分频聚光传输装置，包括大口径抛物面反射镜，所述大口径抛物面反射镜上方设有高度可调的且与大口径抛物面反射镜同轴心并开口相对的小口径抛物面冷膜反射镜，所述小口径抛物面冷膜反射镜为透红外线冷膜反射镜，大口径抛物面反射镜与小口径抛物面冷膜反射镜的聚光比为10：1或500：1，所述大口径抛物面反射镜中心设有圆口，所述圆口的直径大于小口径抛物面冷膜反射镜的直径，在大口径抛物面反射镜背面设有与所述圆口相连的圆筒，所述圆筒外壁上设有太阳光线自动跟踪装置，在圆筒内壁上设有可沿筒壁上下滑动的电动托架，在电动托架上安装有目标跟踪系统，所述目标跟踪系统上安装有平面反射镜；
所述光伏发电接收装置是由底座、设置在底座上且呈柱状布置的多个光伏电池板构成；
经过各太阳能分频聚光传输装置分频后的反射光线均匀投射到光伏发电接收装置的光伏电池板上。
本发明的有益效果是：
1、通过太阳光线自动跟踪装置的调节，使大口径抛物面反射镜轴线垂直正对太阳，大大的提高了有效采光面积；太阳光照射在大口径抛物面反射镜后汇聚在小口径抛物面冷膜反射镜焦点上，再经小口径抛物面冷膜反射镜反射出平行的太阳光穿过大口径抛物面反射镜底部的圆筒照射在平面反射镜上，最后通过目标跟踪系统将汇聚的平行太阳光反射到接收装置上。系统结构简单，操作方便。
2、通过大口径抛物面反射镜、小口径抛物面冷膜反射镜将接收的太阳光线最终汇聚成一个很小的光圈，大大减小了接收装置的外形尺寸，降低了发电成本。
3、小口径抛物面冷膜反射镜可将红外光透过，将可见光汇聚成平行的光线经平面反射镜反射到光伏发电接收装置的光伏电池板上，由于红外光照射到光伏电池板上会升高光伏电池板的温度，降低光电转化效率和使用寿命，故过滤掉红外光后可消除对光伏发电产生的不利影响，大大提高光电转化效率。
附图说明
图1是本发明的太阳能分频聚光传输装置的结构示意图；
图2是本发明的基于太阳能分频聚光传输的光伏发电系统的结构示意图；
图3是图2的俯视图；
图中：1-太阳能分频聚光传输装置，2-大口径抛物面反射镜，3-支架，4-调节筒，5-小口径抛物面冷膜反射镜，6-圆口，7-圆筒，8-太阳光线自动跟踪装置，9-固定杆，10-滑动托架，11-目标跟踪系统，12-平面反射镜，13-光伏发电接收装置，14-底座，15-光伏电池板。
具体实施方式
如图1所示，本发明的太阳能分频聚光传输装置，包括大口径抛物面反射镜2，所述大口径抛物面反射镜2顶端设有支架3，所述支架3顶端设有筒状的且内壁带有螺纹的调节筒4，在所述调节筒4内通过螺纹连接有与大口径抛物面反射镜2同轴心并开口相对且的小口径抛物面冷膜反射镜5，通过螺纹可以调节小口径抛物面冷膜反射镜5的高度，进而调整焦距；所述小口径抛物面冷膜反射镜5为透红外冷反射镜，大口径抛物面反射镜与小口径抛物面冷膜反射镜的聚光比为10：1，以与硅光伏电池板相匹配；或者为500：1，以与砷-镓光伏电池板相匹配。所述大口径抛物面反射镜2中心设有圆口6，所述圆口6的直径大于小口径抛物面冷膜反射镜5的直径，在大口径抛物面反射镜2背面设有与所述圆口6相连通的圆筒7，所述圆筒7外壁设有太阳光线自动跟踪装置8，所述太阳光线自动跟踪装置8另一端连接有固定杆9，所述固定杆9下端固设在地面基础上，在所述圆筒7内壁上设有可沿筒壁上下滑动的电动托架10，在电动托架10上安装有目标跟踪系统11，所述目标跟踪系统11安装有平面反射镜12。根据目标方位可使目标跟踪系统11伸出圆筒上端口或伸出圆筒下端口，以使反射光线能全部投射到目标上而无反射死角。
如图2和图3所示，一种基于可太阳能分频聚光传输的光伏发电系统，它由一个光伏发电接收装置13和多个架设在光伏发电接收装置13周围的太阳能分频聚光传输装置1构成；
所述太阳能分频聚光传输装置1，包括大口径抛物面反射镜2，所述大口径抛物面反射镜2顶端设有支架3，所述支架3顶端设有筒状的且内壁带有螺纹的调节筒4，在所述调节筒4内通过螺纹连接有与大口径抛物面反射镜2同轴心并开口相对的小口径抛物面冷膜反射镜5，所述小口径抛物面冷膜反射镜5为透红外冷反射镜，大口径抛物面反射镜与小口径抛物面冷反射镜的聚光比为10-500，所述大口径抛物面反射镜2中心设有圆口6，所述圆口6的直径大于小口径抛物面冷膜反射镜5的直径，在大口径抛物面反射镜2背面设有与所述圆口6相通的圆筒7，所述圆筒7外壁设有太阳光线自动跟踪装置8，所述太阳光线自动跟踪装置8上设置有固定杆9，所述固定杆下端固设在地面基础上，在所述圆筒7外壁上位于太阳光线自动跟踪装置8下方设置有托架10，在所述托架10上设置有目标自动跟踪系统11，所述目标跟踪系统11上安装有平面反射镜12。
所述光伏发电接收装置13是由底座14、设置在底座14上且呈柱状布置的多个光伏电池板15构成。
经各太阳能分频聚光传输装置分频后的反射光线均匀投射到光伏发电接收装置上。
工作时，先将太阳光线自动跟踪装置8和目标跟踪系统11的程序设定好，使平行的太阳光线垂直照射到大口径抛物面反射镜2上，同时使汇聚的太阳光线反射到小口径抛物面冷膜反射镜5上，小口径抛物面冷膜反射镜5滤掉红外光将可见光光线穿过圆筒7平行照射到平面反射镜12上，最后通过目标跟踪装置11调节平面反射镜12将平行的太阳光线反射到光伏发电接收装置13的光伏电池板15上。

Claims (4)

1.一种太阳能分频聚光传输装置，其特征在于：包括大口径抛物面反射镜，所述大口径抛物面反射镜上方设有高度可调的且与大口径抛物面反射镜同轴心并开口相对的小口径抛物面冷膜反射镜，所述小口径抛物面冷膜反射镜为透红外线冷膜反射镜，大口径抛物面反射镜与小口径抛物面冷膜反射镜的聚光比为10：1或500：1所述大口径抛物面反射镜中心设有圆口，所述圆口的直径大于小口径抛物面冷膜反射镜的直径，在大口径抛物面反射镜背面设有与所述圆口相连的圆筒，所述圆筒外壁上设有太阳光线自动跟踪装置，在圆筒内壁上设有可沿筒壁上下滑动的电动托架，在电动托架上安装有目标跟踪系统，所述目标跟踪系统上安装有平面反射镜。
2.根据权利要求1所述的太阳能分频聚光传输装置，其特征在于：所述大口径抛物面反射镜顶端设有支架，所述支架顶端设有内壁带有螺纹的调节筒，所述小口径抛物面冷膜反射镜通过螺纹与所述调节筒连接。
3.根据权利要求1所述的太阳能分频聚光传输装置，其特征在于：所述太阳光线自动跟踪装置上连接有固定杆，所述固定杆下端固设在地面基础上。
4.一种基于太阳能分频聚光传输的光伏发电系统，其特征在于：它由一个光伏发电接收装置和多个架设在光伏发电接收装置周围的太阳能分频聚光传输装置构成；
所述太阳能分频聚光传输装置，包括大口径抛物面反射镜，所述大口径抛物面反射镜上方设有高度可调的且与大口径抛物面反射镜同轴心并开口相对的小口径抛物面冷膜反射镜，所述小口径抛物面冷膜反射镜为透红外线冷膜反射镜，大口径抛物面反射镜与小口径抛物面冷膜反射镜的聚光比为10：1或500：1所述大口径抛物面反射镜中心设有圆口，所述圆口的直径大于小口径抛物面冷膜反射镜的直径，在大口径抛物面反射镜背面设有与所述圆口相连的圆筒，所述圆筒外壁上设有太阳光线自动跟踪装置，在圆筒内壁上设有可沿筒壁上下滑动的电动托架，在电动托架上安装有目标跟踪系统，所述目标跟踪系统上安装有平面反射镜；
所述光伏发电接收装置是由底座、设置在底座上且呈柱状布置的多个光伏电池板构成；
经过各太阳能分频聚光传输装置分频后的反射光线均匀投射到光伏发电接收装置的光伏电池板上。
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