CN106533323A - 光伏光热一体化发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光伏光热一体化发电系统，包括一体化设置的光伏组件与光热组件，所述的光伏组件依次连接汇流箱、逆变器与变压器发电，所述的光热组件依次连接集热箱、热交换机、涡轮机与发电机发电，所述的热交换机同时产生热量进行供热；所述的光伏组件与光热组件同时设置在一个支架上，该支架的一侧为用于放置光伏组件的倾斜设置的平面支架，另一侧为用于放置光热组件的弧形支架，所述的平面支架为倾斜角度可调的平面支架，所述的弧形支架为上下位置可调且能够在单轴方向自由转动的支架。与现有技术相比，本发明系统具有结构简单、安装方便、造价低廉、发电时间全天候、适用性强等优点。

Description

光伏光热一体化发电系统

技术领域

本发明涉及一种光伏发电系统，尤其是涉及一种光伏光热一体化发电系统。

背景技术

太阳能光伏发电是以太阳能光伏组件为基础，将光能转化为电能。其作为一种新型的可再生能源而被广泛的应用。然而光伏发电也有其自身的局限性，例如：获得的能源与气候、地理环境息息相关；发电成本较高；光伏板在制造过程中对环境存在一定的污染等。

光热发电是以聚光太阳能为理论基础，利用大规模的抛物镜面或者碟形镜面来收集太阳热能，通过导热介质，将收集到的热能进行储存，并且通过热交换装置产生蒸汽，使蒸汽推动传统的涡轮机，然后带动发电机进行发电。

当前光伏发电的大规模化技术已经非常成熟，光热发电技术也在稳步发展阶段，但范围颇有局限，且市场上还没有出现光伏光热并行发电的系统。

中国专利CN 103456827 A公布了一种光伏光热一体化系统，包括光电转换装置、光热转换装置和监测系统，光电转换装置通过光伏光热一体化组件接线盒依次与接线箱，逆变器、配电柜连接，对水箱进行电学加热，光热转换装置是指光伏光热一体化组件通过换热装置与水箱进行热传递，监测系统监控光伏光热一体化组件运行过程的功率、辐照度、发电量等信息；该专利将传统单一的光伏和光热系统合二为一，有效降低光伏光热一体化组件温度，提高水温，有效降低工作成本，提高太阳能的综合利用效率。但是上述系统结构设置较为复杂，且发电效率有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构设置简单、安装方便、造价低廉、发电时间全天候、适用性强的光伏光热一体化发电系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种光伏光热一体化发电系统，包括一体化设置的光伏组件与光热组件，所述的光伏组件依次连接汇流箱、逆变器与变压器发电，所述的光热组件依次连接集热箱、热交换机、涡轮机与发电机发电，所述的热交换机同时产生热量进行供热。

所述的光伏组件与光热组件同时设置在一个支架上，该支架的一侧为用于放置光伏组件的倾斜设置的平面支架，另一侧为用于放置光热组件的弧形支架。

所述的平面支架为倾斜角度可调的平面支架，所述的弧形支架为上下位置可调且能够在单轴方向自由转动的支架。实现可根据当地日照情况进行自主调节。

所述的支架上设置用于挂设光伏组件与光热组件的挂钩。

所述的光伏组件为并排设置的若干个光伏板，各光伏板的导线相连后依次连接汇流箱、逆变器与变压器。

所述的光热组件包括集热槽与导热管，所述的集热槽为弧形槽体，所述的导热管设置在集热槽聚光集热的焦点位置处，所述的导热管依次连接集热箱、热交换机、涡轮机与发电机。

所述的光伏组件与光热组件之间留有间隙，以便通风散热，防止光热组件发热对光伏组件产生温度影响。

所述的光伏光热一体化发电系统还包括用来储存多余电量和多余热量的储能设备。

如果在大规模阵列中使用，需要先根据施工安装地点的日照天气等情况进行角度和阵列的行间距的计算，然后再进行施工调试。由于光伏发电产生的电流是直流电，而光热发电是通过涡轮机带动的发电机产生的交流电，所以两套发电不能直接汇流进行上网输电，光伏发电首先在通过逆变器将直流电转换成交流电，然后才可上网。

与现有技术相比，本发明系统采用挂钩将槽式的光热发电结构悬挂在光伏组件下，并用支架将其固定，同时在光热槽与光伏组件之间留足够的间距，以便通风散热，防止光热槽发热对光伏组件产生温度影响。在系统安装前，需要先根据安装地的以往气候资料和日照情况来设定行间距和倾斜角，然后再进行大规模的安装调试、并网发电。

相较单一的光伏或光热发电系统，本系统具有更强的天气适应性和持久性，发电效率大大提升，并且可根据不同用户采用不同的方式进行供电或者选择性地供暖，从而减少通过火电来获取电力的压力和居民通过燃煤烧柴来获得热能对环境造成的污染。

此外，本系统可以根据用户需求添加蓄电池和储热设备。蓄电池可以保证在一定时间内用户的需要，使用户不用耗费电网的电量，一方面节约资金，另一方节约能源，同时还可防止连续阴雨等多种极端天气导致的无光照造成的用电困难。储热设备可以使热发电部分在日落之后亦可继续工作，提供全天候的发电，并且可以在某些地区，直接向用户提供热水和暖气使用。

综上所述，本系统具有结构简单、安装方便、造价低廉、发电时间全天候、适用性强等优点。

附图说明

图1为本系统结构示意图；

图2为支架与光伏组件及光热组件组合立体结构示意图；

图3为支架与光伏组件及光热组件组合侧视结构示意图；

图4为支架的结构示意图；

图5为支架与光伏板组装后结构示意图；

图6为集热槽结构示意图；

图7为导热管结构示意图。

图中，1为支架，11为平面支架，12为弧形支架，2为光伏板，3为集热槽，4为导热管，5为支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种光伏光热一体化发电系统，如图1所示，包括一体化设置的光伏组件与光热组件，光伏组件依次连接汇流箱、逆变器与变压器发电，光热组件依次连接集热箱、热交换机、涡轮机与发电机发电，热交换机同时产生热量进行供热。光伏组件与光热组件之间留有间隙，以便通风散热，防止光热组件发热对光伏组件产生温度影响。

如图2、图3所示，光伏组件与光热组件同时设置在一个支架1上，该支架1的一侧为用于放置光伏组件的倾斜设置的平面支架11，另一侧为用于放置光热组件的弧形支架12。

如图4、图5所示，平面支架11为倾斜角度可调的平面支架11，弧形支架12为上下位置可调且能够在单轴方向自由转动的支架1。实现可根据当地日照情况进行自主调节。支架1上设置用于挂设光伏组件与光热组件的挂钩。

参考图5，光伏组件为并排设置的若干个光伏板2，各光伏板2的导线相连后依次连接汇流箱、逆变器与变压器。

如图2、6、7所示，光热组件包括集热槽3与导热管4，集热槽3为弧形槽体，导热管4通过支撑杆5设置在集热槽3聚光集热的焦点位置处，导热管4依次连接集热箱、热交换机、涡轮机与发电机。

在条件允许情况必要时，光伏光热一体化发电系统还包括用来储存多余电量和多余热量的储能设备。

如果在大规模阵列中使用，需要先根据施工安装地点的日照天气等情况进行角度和阵列的行间距的计算，然后再进行施工调试。由于光伏发电产生的电流是直流电，而光热发电是通过涡轮机带动的发电机产生的交流电，所以两套发电不能直接汇流进行上网输电，光伏发电首先在通过逆变器将直流电转换成交流电，然后才可上网。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光伏光热一体化发电系统，其特征在于，包括一体化设置的光伏组件与光热组件，所述的光伏组件依次连接汇流箱、逆变器与变压器发电，所述的光热组件依次连接集热箱、热交换机、涡轮机与发电机发电，所述的热交换机同时产生热量进行供热。

2.根据权利要求1所述的一种光伏光热一体化发电系统，其特征在于，所述的光伏组件与光热组件同时设置在一个支架上，该支架的一侧为用于放置光伏组件的倾斜设置的平面支架，另一侧为用于放置光热组件的弧形支架。

3.根据权利要求2所述的一种光伏光热一体化发电系统，其特征在于，所述的平面支架为倾斜角度可调的平面支架，所述的弧形支架为上下位置可调且能够在单轴方向自由转动的支架。

4.根据权利要求2所述的一种光伏光热一体化发电系统，其特征在于，所述的支架上设置用于挂设光伏组件与光热组件的挂钩。

5.根据权利要求1所述的一种光伏光热一体化发电系统，其特征在于，所述的光伏组件为并排设置的若干个光伏板，各光伏板的导线相连后依次连接汇流箱、逆变器与变压器。

6.根据权利要求1所述的一种光伏光热一体化发电系统，其特征在于，所述的光热组件包括集热槽与导热管，所述的集热槽为弧形槽体，所述的导热管设置在集热槽聚光集热的焦点位置处，所述的导热管依次连接集热箱、热交换机、涡轮机与发电机。

7.根据权利要求1所述的一种光伏光热一体化发电系统，其特征在于，所述的光伏组件与光热组件之间留有间隙，以便通风散热，防止光热组件发热对光伏组件产生温度影响。

8.根据权利要求1所述的一种光伏光热一体化发电系统，其特征在于，所述的光伏光热一体化发电系统还包括用来储存多余电量和多余热量的储能设备。