CN106533340B - 光伏光热一体化装置及发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光伏光热一体化装置及发电系统，光伏光热一体化装置包括可调基座、转轴、框架、光伏组件及光热组件，可调基座设有两个，转轴架设在两个可调基座之间，框架设置在转轴上，转轴与外部控制系统连接，通过转轴带动框架转动，框架为中空环形结构，光伏组件设置在框架的周围，光热组件设置在框架的中间，且光伏组件与光热组件之间留有间隙。与现有技术相比，本发明装置结构简单、安装方便、可靠性高、发电量高。

Description

光伏光热一体化装置及发电系统
技术领域
本发明涉及一种光伏装置及发电系统，尤其是涉及一种光伏光热一体化装置及发电系统。
背景技术
随着石油、煤炭等化石能源日益紧缺，导致国际化石类能源价格不断走高，以及《京都议定书》的签订和完善，各国都在努力探索限制对大气二氧化碳排放量的方法和研发新型可再生能源的利用方法。
太阳能作为分布最广、最环保、来源最丰富的能源在众多新能源中备受瞩目。目前对于太阳能的应用主要集中在光伏发电和光热集热两方面，关于光热发电，虽然研究很多，但是大规模的商业应用基本没有。关于大部分的光伏发电和光热发电，由于二者采用的都是分体式独立应用，造成了太阳光应用效率低、利用分散等缺陷。此外，光伏发电还受到气候、地理环境等因素的制约，无法做到全天候无间断发电。而光热发电因其本身带有储热设备，正好可弥补光伏发电由于自身原因所带来的发电时间上的空缺。据目前可靠数据表明，单纯的光热发电转化率为34％，单纯的光伏发电转化率仅为不足20％，其中光伏发电过程中产生大量的热量无法收集利用，造成了能源利用率偏低的现状。
目前光伏/光热综合利用发电的装置虽然已有相关发明，但其中大部分并没有可大幅提高太阳光利用率的装置结构。
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简单、安装方便、可靠性高、发电量高的光伏光热一体化装置及发电系统。
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装置，包括可调基座、转轴、框架、光伏组件及光热组件，所述的可调基座设有两个，所述的转轴架设在两个可调基座之间，所述的框架设置在转轴上，所述的转轴与外部控制系统连接，通过转轴带动框架转动，所述的框架为中空环形结构，所述的光伏组件设置在框架的周围，所述的光热组件设置在框架的中间，且所述的光伏组件与光热组件之间留有间隙。
所述的可调基座为高度可调的基座。控制转轴转动的外部控制系统可以集成设置在可调基座上，这样可调基座与转轴可根据每日和季节变化的太阳角进行被动追日，使系统一直处于太阳光直射下。
所述的框架为矩形中空框架，所述的光伏组件平铺在框架的表面，所述的光热组件设置在框架的内部中空位置。
所述的框架采用轻质材料组装而成，可将各部分组件连接在一起。
所述的光伏组件为普通的光伏板。
所述的光热组件包括阵列排布的反光镜与导热管，所述的导热管设置在反光镜聚光集热的焦点位置处。
所述的反光镜为蝶形镜片。所述的反光镜采用高反射率的材质制成，可将一定面积的阳光汇聚于一焦点处。
基于上述光伏光热一体化装置的发电系统，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。
根据需要，上述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。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
1、本发明采用光伏光热一体化发电模式，含有光伏发电，光热发电。使用此种方式，可以做到对太阳光的综合利用，提高光能利用率，且光热发电在一些日照不足以发电的情况下可以供暖供热。
2、本发明采用的框架为中空框架，光伏组件与光热组件之间有预留的空隙，光热组件主要是反射镜阵，因此不怕灰尘以及沙尘暴，且降低了风阻，具有良好的抗风性。
3、本发明的可调基座与转轴可根据每日和季节变化的太阳角进行被动追日，使系统一直处于太阳光直射下，即本发明装置具有被动追日功能，可保证光热系统的集热效率并且不会对周围光伏组件形成阴影遮挡，使两套发电系统达到最高的光电光热转换效率。
附图说明
图1为光伏光热一体化装置立体结构示意图；
图2为可调基座结构示意图；
图3为框架的结构示意图；
图4为转轴结构示意图；
图5为光热组件结构示意图；
图6为光伏组件结构示意图。
图中标号：1为可调基座，2为转轴，3为框架，4为光伏组件，5为光热组件，51为反光镜，52为导热管。
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装置，如图1～图4所示，包括可调基座1、转轴2、框架3、光伏组件4及光热组件5，可调基座1设有两个，转轴2架设在两个可调基座1之间，框架3设置在转轴2上，转轴2与外部控制系统连接，通过转轴2带动框架3转动，框架3为中空环形结构，光伏组件4设置在框架3的周围，光热组件5设置在框架3的中间，且光伏组件4与光热组件5之间留有间隙。
参考图2，可调基座1为高度可调的基座。控制转轴2转动的外部控制系统可以集成设置在可调基座1上，这样可调基座1与转轴2可根据每日和季节变化的太阳角进行被动追日，使系统一直处于太阳光直射下。
参考图3，框架3为矩形中空框架3，光伏组件4平铺在框架3的表面，光热组件5设置在框架3的内部中空位置。框架3采用轻质材料组装而成，可将各部分组件连接在一起。
如图5所示，光伏组件4为普通的光伏板。
如图6所示，光热组件5包括阵列排布的反光镜51与导热管52，导热管52设置在反光镜51聚光集热的焦点位置处。反光镜51为蝶形镜片。反光镜51采用高反射率的材质制成，可将一定面积的阳光汇聚于一焦点处。
基于上述光伏光热一体化装置的发电系统，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。阳光既可照射在光伏组件进行光伏发电产生直流电后经逆变器转换出交流电，又可照射在光热组件反射镜上聚光于热靶，产生高温，后经由导管通过储热介质将热导出通过热交换机产生蒸汽推动涡轮机带动发电机进行发电。
根据需要，上述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。
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 (7)

1.一种基于光伏光热一体化装置的发电系统，其特征在于，
光伏光热一体化装置包括可调基座、转轴、框架、光伏组件及光热组件，所述的可调基座设有两个，所述的转轴架设在两个可调基座之间，所述的框架设置在转轴上，所述的转轴与外部控制系统连接，通过转轴带动框架转动，所述的框架为中空环形结构，所述的光伏组件设置在框架的周围，所述的光热组件设置在框架的中间，且所述的光伏组件与光热组件之间留有间隙；
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所述的发电系统，其特征在于，所述的可调基座为高度可调的基座。
3.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述的框架为矩形中空框架，所述的光伏组件平铺在框架的表面，所述的光热组件设置在框架的内部中空位置。
4.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述的光伏组件为光伏板。
5.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述的光热组件包括阵列排布的反光镜与导热管，所述的导热管设置在反光镜聚光集热的焦点位置处。
6.根据权利要求5所述的发电系统，其特征在于，所述的反光镜为蝶形镜片。
7.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，还包括用来储存多余电量和多余热量的储能设备。
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