CN105826419B - 聚光光伏光热综合系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚光光伏光热综合系统，包括聚光组件、光伏电池和热交换组件，聚光组件包括菲涅尔透镜和锥形透镜，热交换组件包括水冷槽、框架、保护层、导热胶层和空气层，水冷槽内设置有水流通道，水流通道具有冷水进口和热水出口，冷水进口与水源连接，热水出口与用热水设备相连接，光伏电池通过导热胶层粘接于水冷槽的上表面，保护层覆盖于光伏电池的上方，空气层位于保护层与光伏电池之间，锥形透镜的下表面紧贴保护层的上表面。本发明的聚光组件使单位面积的光伏电池产生的光电流数百倍于自然光照条件下电池产生的光电流，热交换组件可以吸收光伏电池的热量并用于加热水供给用热水设备使用。

Description

聚光光伏光热综合系统
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域，尤其涉及一种聚光光伏技术及其散热装置。
背景技术
近年来，由于西部光伏电站的大规模上马，“弃光”问题越来越突出，国家也加大了对分布式光伏发电的支持，而分布式光伏更适合在靠近负荷中心的中东部地区发展。由于中东部地区土地成本相对较高，能源转化效率优于晶硅电池的聚光光伏将更适合产业化应用。
聚光光伏利理论上是用光学元件将太阳光汇聚后再进行利用发电的聚光太阳能技术。目前暂未普及应用。聚光部件以及光伏电池的散热是聚光光伏技术中的关键性技术，是使聚光光伏技术广泛应用的关键技术问题。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种聚光光伏光热综合系统，用于将太阳光聚焦几百至上千倍后投射光伏电池表面，使单位面积的光伏电池产生的光电流数百倍于自然光照条件下电池产生的光电流，并且可以将光伏电池热量即使散除，并将热量加以利用。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种聚光光伏光热综合系统，不仅可以将太阳光聚焦几百至上千倍后投射光伏电池表面，使单位面积的光伏电池产生的光电流数百倍于自然光照条件下电池产生的光电流，并且可以将光伏电池的热量及时吸收用于加热水供热。
本发明的一种聚光光伏光热综合系统，包括聚光组件、光伏电池和热交换组件，所述聚光组件包括菲涅尔透镜和锥形透镜，所述锥形透镜呈锥底向上锥头向下的倒置状，并且所述锥形透镜呈截锥形，所述菲涅尔透镜位于所述锥形透镜的上方，所述菲涅尔透镜具有相对的两个表面且一个表面为光面及另一个表面为同心齿面，所述菲涅尔透镜的同心齿面紧贴所述锥形透镜的上表面，所述热交换组件包括水冷槽、框架、保护层、导热胶层和空气层，所述水冷槽内设置有水流通道，所述水流通道具有冷水进口和热水出口，所述冷水进口与水源连接，所述热水出口与用热水设备相连接，光伏电池通过所述导热胶层粘接于所述水冷槽的上表面，所述保护层覆盖于所述光伏电池的上方，所述空气层位于所述保护层与所述光伏电池之间，所述框架固定于所述水冷槽的上表面，所述框架位于所述保护层、导热胶层和光伏电池的外围，所述导热胶层、光伏电池和保护层皆于边缘处固定于所述框架，所述锥形透镜的下表面紧贴所述保护层的上表面。
进一步的，所述菲涅尔透镜是由丙烯酸树脂制成的丙烯酸菲涅尔透镜，并且所述菲涅尔透镜的厚度为0.8毫米-1.2毫米，所述菲涅尔透镜的同心齿面具有五至十圈同心齿。
进一步的，所述水冷槽的平面尺寸大于所述光伏电池的平面尺寸，所述水冷槽的外表面覆盖有隔热材料层，所述隔热材料层为隔热涂层、隔热包裹层或隔热贴膜。
进一步的，所述光伏电池为三结砷化镓光伏电池。
进一步的，所述水冷槽是由铜制成的铜槽或是由铝制成的铝槽。
进一步的，所述保护层为玻璃层。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：本发明的聚光光伏光热综合系统包括聚光组件、光伏电池和热交换组件，聚光组件将太阳光依次经过菲涅尔透镜和锥形透镜后聚焦几百至上千倍后投射光伏电池表面，使单位面积的光伏电池产生的光电流数百倍于自然光照条件下电池产生的光电流，热交换组件可以吸收光伏电池的热量，并且吸收的热量用于将冷却水加热成热水，将热水供给用热水设备使用。综上，本发明的聚光光伏光热综合系统是一种集发电、供热于一体的光热综合系统。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的原理示意图1；
图2为图1的A部放大图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1和图2，本发明一较佳实施例所述的聚光光伏光热综合系统，包括聚光组件1、光伏电池2和热交换组件3，所述聚光组件1包括菲涅尔透镜11和锥形透镜12，所述锥形透镜呈锥底向上锥头向下的倒置状，并且所述锥形透镜呈截锥形，所述菲涅尔透镜位于所述锥形透镜的上方，所述菲涅尔透镜具有相对的两个表面且一个表面为光面及另一个表面为同心齿面，所述菲涅尔透镜的同心齿面紧贴所述锥形透镜的上表面，所述热交换组件3包括水冷槽31、框架32、保护层33、导热胶层34和空气层35，所述水冷槽内设置有水流通道36，所述水流通道具有冷水进口和热水出口，所述冷水进口与水源4连接，所述热水出口与用热水设备5相连接，光伏电池通过所述导热胶层粘接于所述水冷槽的上表面，所述保护层覆盖于所述光伏电池的上方，所述空气层位于所述保护层与所述光伏电池之间，所述框架固定于所述水冷槽的上表面，所述框架位于所述保护层、导热胶层和光伏电池的外围，所述导热胶层、光伏电池和保护层皆于边缘处固定于所述框架，所述锥形透镜的下表面紧贴所述保护层的上表面。
所述菲涅尔透镜是由丙烯酸树脂制成的丙烯酸菲涅尔透镜，并且所述菲涅尔透镜的厚度为0.8毫米-1.2毫米，所述菲涅尔透镜的同心齿面具有五至十圈同心齿。
所述水冷槽的平面尺寸大于所述光伏电池的平面尺寸，所述水冷槽的外表面覆盖有隔热材料层，所述隔热材料层为隔热涂层、隔热包裹层或隔热贴膜。
所述光伏电池为三结砷化镓光伏电池。
所述水冷槽是由铜制成的铜槽或是由铝制成的铝槽。
所述保护层为玻璃层。
本发明的工作原理如下：本发明的聚光光伏光热综合系统包括聚光组件、光伏电池和热交换组件，聚光组件将太阳光依次经过菲涅尔透镜和锥形透镜后聚焦几百至上千倍后投射光伏电池表面，使单位面积的光伏电池产生的光电流数百倍于自然光照条件下电池产生的光电流，热交换组件可以吸收光伏电池的热量，并且吸收的热量用于将冷却水加热成热水，将热水供给用热水设备使用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种聚光光伏光热综合系统，其特征在于：包括聚光组件(1)、光伏电池(2)和热交换组件(3)，所述聚光组件(1)包括菲涅尔透镜(11)和锥形透镜(12)，所述锥形透镜呈锥底向上锥头向下的倒置状，并且所述锥形透镜呈截锥形，所述菲涅尔透镜位于所述锥形透镜的上方，所述菲涅尔透镜具有相对的两个表面且一个表面为光面及另一个表面为同心齿面，所述菲涅尔透镜的同心齿面紧贴所述锥形透镜的上表面，所述热交换组件(3)包括水冷槽(31)、框架(32)、保护层(33)、导热胶层(34)和空气层(35)，所述水冷槽内设置有水流通道(36)，所述水流通道具有冷水进口和热水出口，所述冷水进口与水源(4)连接，所述热水出口与用热水设备(5)相连接，光伏电池通过所述导热胶层粘接于所述水冷槽的上表面，所述保护层覆盖于所述光伏电池的上方，所述空气层位于所述保护层与所述光伏电池之间，所述框架固定于所述水冷槽的上表面，所述框架位于所述保护层、导热胶层和光伏电池的外围，所述导热胶层、光伏电池和保护层皆于边缘处固定于所述框架，所述锥形透镜的下表面紧贴所述保护层的上表面；
所述菲涅尔透镜是由丙烯酸树脂制成的丙烯酸菲涅尔透镜，并且所述菲涅尔透镜的厚度为0.8毫米-1.2毫米，所述菲涅尔透镜的同心齿面具有五至十圈同心齿；所述水冷槽的平面尺寸大于所述光伏电池的平面尺寸，所述水冷槽的外表面覆盖有隔热材料层，所述隔热材料层为隔热涂层、隔热包裹层或隔热贴膜。
2.根据权利要求1所述的聚光光伏光热综合系统，其特征在于：所述光伏电池为三结砷化镓光伏电池。
3.根据权利要求1所述的聚光光伏光热综合系统，其特征在于：所述水冷槽是由铜制成的铜槽或是由铝制成的铝槽。
4.根据权利要求1所述的聚光光伏光热综合系统，其特征在于：所述保护层为玻璃层。
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