CN115664339A - 一种太阳能集热及光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能源应用技术领域，特别涉及一种太阳能集热及光伏发电系统，包括控制系统、太阳能集热系统和太阳能发电系统；所述控制系统包括主控中心、设备控制模块、传感器模组、报警模块以及云端数据库；所述太阳能集热系统包括集热模块、第一储能模块、加热模块和发电模块，所述集热模块为平板太阳能集热器，所述加热模块为换热器，所述换热器包括换热管，所述第一储能模块为大型热水箱，所述发电模块包括蒸汽机以及发电机；本发明通过水循环管道和太阳能电池组件交换热量，可以实现在太阳能电池组件温度过高时得到降温、温度过低时得到升温，从而使太阳能电池组件始终处于最佳工作温度范围，提高了太阳能发电系统的工作效率。

Description

一种太阳能集热及光伏发电系统

技术领域

本发明涉及能源应用技术领域，特别涉及一种太阳能集热及光伏发电系统。

背景技术

太阳能发电包括太阳能光伏发电和太阳能热发电，太阳能光伏发电是将太阳能直接转变为电能的一种发电方式，它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式，太阳能热发电是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，太阳能热发电的方式包括两种，一种是将太阳热能直接转化成电能；另一种方式是将太阳热能通过热机带动发电机发电。

目前，常见的太阳能光伏发电系统大都结构简单，功能少，而且在太阳能电池组件处于较高的温度或较低的温度时，太阳能电池组件光电转换效率明显降低；受天气及昼夜太阳辐射差的影响，太阳热能多为白天储存晚上使用。

太阳能的储能装置多为针对太阳热能的储热装置，将集热装置收集到的太阳热能储存至储热装置中，再将储热装置中的热能作为能源带动发电机发电，并将产生的电能输入电网送至用户端，由于电网用户端用电量的不稳定，在用电低谷期时，经常会有多余电能浪费的现象，达不到节能环保的目的；而在用电高峰期时，又会出现用户端供电不足，需借助火力发电等其他能源进行协助发电的现象，增加了运行成本。

同时，当遇到阴天或者夜晚时，平板太阳能集热器的工作效率降低，因此太阳能集热系统工作效率同步下降，第一储能模块以及发电模块均无法正常工作，大大降低工作稳定性，以及对不同工作场景下的适应性，严重影响民众的使用舒适性。

而当平板太阳能集热器的工作效率一定时，对换热器内部的水流的加热程度调节难度大，调节精度低，同时当换热器内的水流蒸发时会产生水垢并附着在换热器内部，如果不能对其进行及时清洁，不仅会降低水流速度从而出现堵塞现象，同时还会对换热器造成污染，而当对换热器内部的水流蒸发时，当平板太阳能集热器的加热效率无法满足需要的蒸发效率时，会造成换热器内部水流的蒸发效率降低，进而对后续的工作造成影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能集热及光伏发电系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种太阳能集热及光伏发电系统，包括控制系统、太阳能集热系统和太阳能发电系统；

所述控制系统包括主控中心、设备控制模块、传感器模组、报警模块以及云端数据库；

所述太阳能集热系统包括集热模块、第一储能模块、加热模块和发电模块，所述集热模块为平板太阳能集热器，所述加热模块为换热器，所述换热器包括换热管，所述第一储能模块为大型热水箱，所述发电模块包括蒸汽机以及发电机；

所述太阳能发电系统包括光伏发电阵列、第二储能模块、逆变器和稳压器，光伏发电阵列包括太阳能电池组件，所述第二储能模块为蓄电池，所述太阳能电池组件下方设有散热机构，所述换热器的一端通过第一分支水管和电磁阀与散热机构相连通，所述大型热水箱的一端通过第二分支水管和电磁阀与散热机构相连通；

所述平板太阳能集热器包括太阳能集热板，所述换热器包括多个固定管，所述固定管的内底部均匀阵列设有多组内槽，所述内槽内部均设有驱动电机，所述驱动电机的输出端均设有转轴，所述转轴转动连接于所述固定管的一侧内壁端，所述转轴的另一端均穿过所述内槽且外表面设有倾斜导板，相邻两个所述倾斜导板呈交错分布。

优选的，所述主控中心包括数据采集模块、数据对比分析和处理模块和数据储存模块，所述数据采集模块与传感器模组相连接，所述数据对比分析和处理模块与云端数据库相连接。

优选的，所述数据采集模块能够接收传感器模组传输的设备运行数据以及市电的反馈数据，所述数据对比分析和处理模块根据数据采集模块传输的数据对比云端数据库内以往的历史数据进行分析、比较以及判断太阳能集热系统和太阳能发电系统的设备运行状态。

优选的，所述传感器模组包括多种环境传感器以及电流/电压互感器，所述传感器模组设置于太阳能集热系统和太阳能发电系统各个设备上，所述报警模块根据太阳能集热系统和太阳能发电系统的设备故障或发生自然灾害而发出警报。

优选的，所述蓄电池通过充放电控制器将化学能转化为电能通过第一电流支路接入到市电网络，所述蓄电池通过充放电控制器将化学能转化为电能通过第二电流支路接入到电热转换单元，所述集热模块还包括聚光模块，所述平板太阳能集热器位于聚光模块的下方，所述聚光模块为弧形透镜，阳光透过所述弧形透镜后汇聚在平板太阳能集热器上，所述聚光模块与太阳光自动追踪器连接用于调节聚光模块与太阳光的对应角度，所述电热转换单元为强光灯，所述强光灯的照亮端正对聚光模块外端部。

优选的，所述平板太阳能集热器由低铁钢化玻璃层、紫钢吸热体层和PEF保温材料层组成，所述平板太阳能集热器能够将太阳能转化为热能并通过换热器将换热管内部的冷水加热，所述换热管内部加热至沸腾的热水储存在大型热水箱内，所述大型热水箱通过水管与热水使用终端相连通。

优选的，所述平板太阳能集热器通过换热器将换热管内的沸水蒸发并通过管道传输至蒸汽机内，所述蒸汽机将蒸汽做工形成机械能，再通过所述发电机转化为电能，所述发电机产生的电能通过稳压器稳压后接入市电网络。

优选的，所述大型热水箱包括箱体，所述固定管镶嵌于所述太阳能集热板的表面，所述箱体的一侧中部设有抽水泵，所述抽水泵的输入端设有导水管，所述箱体的一侧底端设有排水管，所述太阳能集热板的上方设有第一导水箱和第二导水箱，且两个所述第二导水箱分别设置于所述第一导水箱的两侧，所述固定管的两端分别延伸至所述第一导水箱和第二导水箱内，所述第一导水箱和第二导水箱的两端均通过连通管与所述导水管的一端连接；所述第一导水箱的底端内壁设有两组第一导水块，且两组所述第一导水块呈交错分布，所述第二导水箱的底端内壁设有多个与所述第一导水块相对应的第二导水块，所述倾斜导板的顶部和底部与所述固定管的内底部和内顶部均相抵触，所述箱体的内部设有多个交错分布的隔板，一侧所述第二导水箱远离所述导水管的一端连通有进水管，该侧所述第二导水箱靠近所述进水管的一端连通有分水管。

优选的，所述蒸汽机包括机壳，所述机壳的外侧面中部设有进气管，所述进气管通过三通与远离所述导水管的连通管中部连接，所述进气管的进气口高度大于所述固定管的高度，所述机壳的内部设有蒸汽叶轮，所述蒸汽叶轮的输出轴设有皮带轮，所述机壳的外侧设有磁发电机，所述磁发电机的输出轴设有皮带轮，所述机壳的一侧中部设有侧板，所述侧板的中部设有排气口。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明设有太阳能集热系统和太阳能发电系统，太阳能集热系统通过平板太阳能集热器进行集热，并将部分热能储存在水箱内，太阳能发电系统通过光伏阵列进行发电，使得本发明既能够进行太阳能光伏发电又能够进行太阳能平板集热，太阳能平板集热的时候还能通过蒸汽机和发电机进行热能发电，提高了本装置的太阳能利用效率。

2、本发明通过水循环管道和太阳能电池组件交换热量，可以实现在太阳能电池组件温度过高时得到降温，温度过低时得到升温，从而使太阳能电池组件始终处于最佳工作温度范围，提高了太阳能发电系统的工作效率。

3、本发明通过蓄电池和强光灯的电性连接，当夜晚或者阴天时，蓄电池内部的充放电控制器控制蓄电池通过第二电流支路向强光灯通电，强光灯工作对平板太阳能集热器进行光照发电，该装置适应性更强，稳定性更高，太阳能集热和发电系统协同配合性更强，发电和产热效率更高。

4、本发明通过设置平板太阳能集热器和换热管，平板太阳能集热器和换热管分别包括太阳能集热板和固定管，固定管镶嵌于太阳能集热板的表面，太阳能集热板可以将太阳能转化为热能，并传输至固定管内，从而可以实现对固定管内部水的加热，固定管的内部设有多个倾斜导板，且相邻两个倾斜导板呈交错分布，倾斜导板可以起到导热翅片的作用，以提升固定管与水的接触面积，从而可以起到提升换热器换热效率的作用。

附图说明

图1为本发明系统连接示意图。

图2为本发明工作示意图。

图3为本发明的太阳能集热板与箱体位置关系示意图。

图4为本发明的太阳能集热板与固定管位置关系示意图。

图5为本发明的固定管结构剖视示意图。

图6为本发明的固定管内部水流轨迹图。

图7为本发明的箱体结构俯剖示意图。

图8为本发明的机壳结构示意图。

图9为本发明的蒸汽叶轮结构示意图。

图10为本发明的固定管内左视剖视示意图。

图中：1、太阳能集热板；2、固定管；3、箱体；4、抽水泵；5、导水管；6、排水管；7、第一导水箱；8、第二导水箱；9、连通管；10、第一导水块；11、第二导水块；12、倾斜导板；13、隔板；14、机壳；15、进气管；16、蒸汽叶轮；17、磁发电机；18、侧板；19、排气口；20、进水管；21、分水管；22、转轴；23、驱动电机；24、内槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例

本发明公开了如图1-2所示的一种太阳能集热及光伏发电系统，包括控制系统、太阳能集热系统和太阳能发电系统。

控制系统，用于对太阳能集热系统和太阳能发电系统的充放电进行控制以及设备运行进行检测，其包括主控中心、设备控制模块、传感器模组、报警模块以及云端数据库，主控中心包括数据采集模块、数据对比分析和处理模块以及数据储存模块，数据采集模块与传感器模组相连接，数据对比分析和处理模块与云端数据库相连接，数据采集模块能够接收传感器模组传输的设备运行数据以及市电的反馈数据，数据对比分析和处理模块根据数据采集模块传输的数据对比云端数据库内以往的历史数据，进行分析、比较以及判断太阳能集热系统和太阳能发电系统的设备运行状态，传感器模组包括多种环境传感器以及电流/电压互感器，其设置于太阳能集热系统和太阳能发电系统各个设备上，报警模块根据太阳能集热系统和太阳能发电系统的设备故障或者发生自然灾害而发出警报，报警模块为设置于主控中心的报警器，当太阳能集热系统和太阳能发电系统的设备出现问题时，报警器发出警报，提醒工作人员，云端数据库储存着往期太阳能集热系统和太阳能发电系统的设备运行数据表，便于下载对比，其中一年为一个周期。

太阳能集热系统用于将部分太阳能转化为热能并对水箱中的水进行加热，将另外的太阳能转化为热能，再将热能转化为机械能，再将机械能转化为电能，其包括集热模块、第一储能模块、加热模块和发电模块，集热模块为平板太阳能集热器，加热模块为换热器，换热器包括换热管，第一储能模块为大型热水箱，发电模块包括蒸汽机和发电机，集热模块还包括聚光模块，平板太阳能集热器位于聚光模块的下方，聚光模块为弧形透镜，阳光透过弧形透镜后汇聚在平板太阳能集热器上，聚光模块与太阳光自动追踪器连接，用于调节聚光模块与太阳光的对应角度，平板太阳能集热器由低铁钢化玻璃层、紫钢吸热体层和PEF保温材料层组成，能够将太阳能转化为热能，并通过换热器内将换热管内的冷水加热，部分加热至沸腾的热水储存在大型热水箱内，大型热水箱通过出水管与热水使用终端相连通，平板太阳能集热器通过换热器将换热管内其他的沸水蒸发并通过管道传输至蒸汽机内，蒸汽机将蒸汽做功形成机械能，再通过发电机转化为电能，发电机产生的电能通过稳压器稳压后直接接入市电网络。

太阳能发电系统，用于将太阳能转化为电能并将部分电能向电网供电，其包括光伏发电阵列、第二储能模块、逆变器和稳压器，光伏发电阵列包括太阳能电池组件，光伏发电阵列将太阳能转化为电能，并将电能通过导线输入到第二储能模块内，第二储能模块为蓄电池，蓄电池通过充放电控制器将光伏发电阵列产生的电能转化为化学能储存起来，蓄电池还通过充放电控制器将化学能转化为电能通过第一电流支路接入到市电网络中。

蓄电池通过充放电控制器将化学能转化为电能通过第二电流支路接入到电热转换单元，电热转换单元为强光灯，强光灯的照亮端正对聚光模块外端部，强光灯对聚光模块进行光照，进而对平板太阳能集热器进行集热，太阳能电池组件下方设有散热机构，换热器的一端通过第一分支水管和电磁阀与散热机构相连通，换热器通过第一分支水管使得冷水到达散热机构对太阳能电池组件进行降温，大型热水箱的一端通过第二分支水管和电磁阀与散热机构相连通，大型热水箱通过第二分支水管使得热水到达散热机构对太阳能电池组件进行升温。

传感器模组将多种环境传感器以及电流/电压互感器收集的数据上传到主控中心的数据采集模块处，然后通过数据对比分析和处理模块对采集到的数据进行对比分析，分析、比较以及判断太阳能集热系统和太阳能发电系统的设备运行状态，当太阳能集热系统和太阳能发电系统的部分设备出现环境异常、运行数据异常或者负载过大的情况时，通过设备控制模块控制该设备停止工作，并通知和安排工作人员上去检修，当市电网络处于用电高峰时，控制蓄电池上的充放电控制器将蓄电池内的化学能转化为直流电，直流电通过逆变器转化为交流电，然后通过变电站进行稳压后通入市电网络。

换热器的换热管内设有温度传感器，当换热管内的水温在70-100℃之间时，打开大型热水箱内的电磁阀，将换热管内的热水储存在大型热水箱内，当大型热水箱存满时，控制大型热水箱内的电磁阀关闭，大型热水箱通过循环泵与换热器相连通，大型热水箱内的温度传感器和循环泵配合，保证大型热水箱内的水温保持在设定值，大型热水箱通过保温水管将热水通入热水使用终端内，热水使用终端包括热水淋浴、热水洗手和热水洗菜等。

然后继续对换热管内的水进行加热，直至产生高温蒸汽，接着打开蒸汽机上的电磁阀，将高温蒸汽通入蒸汽机内，蒸汽机带动发电机发电，当发电机为直流发电机时，产生的直流电通过逆变器转化成交流电，交流电通过稳压器稳压后接入市电网络，当发电机为交流发电机时，产生的交流电通过稳压器稳压后接入市电网络。

当光伏发电阵列中的太阳能电池组件的温度高于50度时，连通换热器的第一分支水管电磁阀打开，换热器内的冷水流经太阳能电池组件下方的散热机构，达到了液冷散热的效果，降低太阳能电池组件的温度，升温后的水流入换热器内再次升温，同时，太阳能电池组件下方的散热组件与第一分支水管内的冷水无接触导热，进而将不具备冷却功能的太阳能电池组件的热量排至第一分支水管内的冷水内，实现快速冷却太阳能电池组件并提高发电效率，尤其的是，第一分支水管内的冷水经过太阳能电池组件下方的散热组件的热传导后温度升高，进而提高冷水的升温效果，有效的降低太阳能集热器以及换热器对换热管内冷水升温所需的能耗。

当太阳能电池组件的温度低于0度时，连通大型热水箱的第二分支水管电磁阀打开，大型热水箱内的热水通入保证了太阳能电池组件下方的散热机构，此时散热机构起到了升温的作用，使得太阳能电池组件正常工作，降温后的水通过换热器升温后再次回流到大型热水箱内。

当夜晚或者阴天等光照不足的情况下，外界光照强度降低，平板太阳能集热器将太阳能转化为热能的效率降低，对应的通过换热器对换热管内的冷水的加热效率降低，温度传感器检测到换热管内的水温无法到达70℃，则太阳能集热系统处于不工作状态，大型热水箱内的热水含量下降，且蒸汽机和发电机无法持续工作进行发电，尤其的是夜晚作为用热水的高峰期，大型热水箱内热水供应不足会直接影响热水使用终端，并降低人员的使用舒适度。

此时蓄电池通过充放电控制器将部分电流通过第二电流支路流通至电热转换单元端，即强光灯开始工作，强光灯工作时会产生强光，该强光作用到聚光模块外端部，借助聚光模块将光照汇聚在平板太阳能集热器上，进而使得平板太阳能集热器重新恢复正常工作，并通过换热器对换热管内的冷水进行加热，使换热管内的冷水温度不断上升，换热管内的温度传感器检测到水温值不断上升。

尤其的是，当换热管内的温度传感器检测到的温度值仍无法到达100℃时，蓄电池内部的充放电控制器控制蓄电池通过第二电流支路流向强光灯端的通电电流继续增大，强光灯发出的光照强度持续增大，通过平板太阳能集热器以及换热器对换热管内的冷水的加热程度不断升高，而当换热管内的温度到达100℃时，大型热水箱端部的电磁阀打开，换热管内的部分热水进入大型热水箱内进行储存，进而为后续的热水使用终端提供所需热水，保证人员对热水正常使用需求。

同时打开蒸汽机端部的电磁阀，换热管内产生的水蒸气通过管道传输至蒸汽机内，并通过蒸汽机工形成机械能，再通过发电机转化为电能并接入到市电网络，整个太阳能集热系统恢复正常工作状态。

第二实施例

如图3-10所示，该平板太阳能集热器包括太阳能集热板1，且太阳能集热板1顶部设有强光灯，强光灯的作用是在灯光不足时为太阳能集热板1进行补光，换热器包括多个固定管2，大型热水箱包括箱体3，固定管2镶嵌于太阳能集热板1的表面，太阳能集热板1可以吸收光能，并将光能转化为热能传输至固定管2，从而实现对固定管2内部水的加热，箱体3的一侧中部设有抽水泵4，抽水泵4的输入端设有导水管5，箱体3的一侧底端设有排水管6，通过排水管6可以将箱体3内的热水排放使用，太阳能集热板1的上方设有第一导水箱7和第二导水箱8，且两个第二导水箱8分别设置于第一导水箱7的两侧，固定管2的两端分别延伸至第一导水箱7和第二导水箱8内，第一导水箱7和第二导水箱8的两端均通过连通管9与导水管5的一端连接，一侧第二导水箱8远离导水管5的一端连通有进水管20，进水管20的作用是对固定管2内部进行补水，该侧第二导水箱8靠近进水管20的一端连通有分水管21，而分水管21的作用则是当光伏发电阵列温度过高时对其进行降温。

尤其的是，第一导水箱7的底端内壁设有两组第一导水块10，且两组第一导水块10呈交错分布，第二导水箱8的底端内壁设有多个与第一导水块10相对应的第二导水块11，第一导水块10和第二导水块11配合，使得水可以循环进入多个固定管2中，从而可以实现水的输送，固定管2的内底部均匀阵列设有多组内槽24，内槽24内部均设有驱动电机23，驱动电机23的输出端均设有转轴22，转轴22转动连接于所述固定管2的一侧内壁端，转轴22的另一端均穿过内槽24且外表面设有倾斜导板12，因此倾斜导板12的一侧始终与固定管2的一侧内壁相互密封接触，而倾斜导板12的另一侧随着转轴22的转动不断发生转动，并且不断改变与固定管2一侧内壁之间的夹角，倾斜导板12的顶部和底部与固定管2的内底部和内顶部均相抵触，进而保证倾斜导板12对固定管2内部水流的导水效率的可调节性，相邻两个倾斜导板12呈交错分布，倾斜导板12可以起到导热翅片的作用，以提升固定管2与水的接触面积，从而可以起到提升换热器换热效率的作用，同时，驱动电机23启动并通过转轴22带动倾斜导板12转动后，可以有效的改变倾斜导板12在固定管2内部的倾斜方向，该倾斜方向的改变可以有效的实现对固定管2内部水流流速的调节，从而改变固定管2内部水流与太阳能集热板1的接触换热时间，进而改变固定管2内水流的加热程度和加热温度，尤其的，倾斜导板12转动时还能对附着在固定管2内底部的水垢杂质等进行刮除清洁，提高固定管2的清洁性，箱体3的内部设有多个交错分布的隔板13，靠近导水管5一端的固定管2内部设有温度传感器。

蒸汽机包括机壳14，机壳14的外侧面中部设有进气管15，且进气管15通过三通与远离导水管5的连通管9中部连接，为了保证进气管15仅能通过水蒸气，则进气管15的进气口高度大于固定管2的高度，因此固定管2内的水流并不会沿进气管15排出，而由于水蒸气在空中漂浮，则可以进入进气管15进行后续的工作，机壳14的内部设有蒸汽叶轮16，固定管2中的水在加热产生高温蒸汽后，高温蒸汽经过进气管15进入机壳14中，并推动蒸汽叶轮16转动，且蒸汽叶轮16的输出轴设有皮带轮，机壳14的外侧设有磁发电机17，且磁发电机17的输出轴设有皮带轮，蒸汽叶轮16可以通过传动皮带带动磁发电机17的主轴转动，从而实现发电功能，机壳14的一侧中部设有侧板18，侧板18的中部设有排气口19。

由上述可知，通过进水管20向第二导水箱8和固定管2内部排入待加热用水，通过太阳能集热板1将固定管2内部的水加热，加热后的水沿第一导水块10、第二导水块11和倾斜导板12汇集在导水管5端，当固定管2内部的温度传感器检测到的温度值到达70℃-100℃之间时，抽水泵4启动并将固定管2内部的热水沿导水管5引流至箱体3内，进而便于箱体3内的热水沿排水管6排至热水使用终端，提高使用人员的舒适性。

同时当箱体3内的热水充满后，太阳能集热板1持续工作并将固定管2内的热水蒸发，固定管2内的温度传感器检测到的温度值大于100摄氏度，蒸发后的水蒸气沿进气管15到达机壳14内部并驱动蒸汽叶轮16转动，进而将热能转化为机械能，并通过磁发电机17对该机械能进行发电收集并传输至市电网络进行后续的使用。

而当光伏发电阵列，例如光伏发电板温度高于50℃时，为了对该光伏发电板进行降温，提高其工作稳定性，则固定管2内部的低温水沿分水管21排至光伏发电板端进行水冷降温，尤其的，当光伏发电板的温度低于0℃时，箱体3内部的热水沿排水管6排至光伏发电板端进行热交换升温，从而实现光伏发电板的温度时刻处于最佳的工作温度，避免在不同环境下对光伏发电板的发电效率造成影响。

进一步的，当固定管2内部的温度大于100℃时，说明此时太阳能集热板1稳定工作，则将市电网络产生的电部分储存在蓄电池内部进行临时的储备和应急使用，而当固定管2内部的温度小于70℃时，说明此时太阳能集热板1的产热效率降低，即外界光照强度下降且无法满足太阳能集热板1正常的光伏产热，此时蓄电池与强光灯电性连通，则强光灯启动并对太阳能集热板1提高产热所需的光照强度，进一步的保证太阳能集热板1的稳定工作。

而在进一步使用该装置时，当外界的光照强度一定，则太阳能集热板1的产热效率一定，太阳能集热板1对固定管2内水流的热交换效率一定，沿进水管20向固定管2内排入的水流在固定管2内部不断流动并通过与太阳能集热板1的热交换进行加热升温，当需要将固定管2内部的水流进行升温处理时，则需要提高对固定管2内水流的加热程度，即主控中心只需要控制内槽24内的驱动电机23启动，驱动电机23的输出轴通过转轴22带动倾斜导板12正向转动，则倾斜导板12与固定管2的一侧内壁之间的夹角增大，倾斜导板12与固定管2另一侧内壁之间的距离减小，且多组倾斜导板12同步进行调节，相邻两个倾斜导板12呈交错分布，因此在固定管2内流通的水流受到多组倾斜导板12的阻挡作用使其流速减慢，进而固定管2内的水流与太阳能集热板1的热交换时间增长，对应的固定管2内水流的加热程度增大，固定管2内部的水流水温升高。

尤其的，当需要减小对固定管2内水流的加热程度时，只需要主控中心控制驱动电机23反向启动，驱动电机23反向转动通过转轴22带动倾斜导板12反向转动，倾斜导板12与固定管2的一侧内壁之间夹角减小，倾斜导板12与固定管2的另一侧内壁之间的距离增大，则固定管2内的水流在固定管2内的流动时受到的阻挡减小，则水流的流速增大，对应的固定管2内的水流与太阳能集热板1的热交换时间减小，固定管2内水流的加热程度下降，固定管2内的水流的水温下降，进而实现对固定管2内部水流加热效率的自适应调节，调节精度更高，调节效果更好。

同时，当对固定管2内的水流蒸发产生水蒸气时，由于太阳能集热板1的工作效率一定且较小，固定管2内水流仅靠与太阳能集热板1的热交换导致蒸发效率无法满足需求时，主控中心控制驱动电机23启动并不断正反转，驱动电机23通过转轴22带动倾斜导板12在固定管2内部不断正反向转动，倾斜导板12转动时实现对固定管2内部水流的搅拌作用，且在固定管2内的密闭空间内借助太阳能集热板1的热交换作用，进一步的加速固定管2内水流的蒸发效率，提高蒸发稳定性和适应性，实现在不同太阳能集热板1工作工况下仍能对固定管2内部水流进行蒸发的效果，广泛性更强。

而随着固定管2内部水流蒸发的不断进行，水流中带有的杂质等会形成水垢等附着在固定管2的内壁，此时借助倾斜导板12的转动刮除可以有效的对附着在固定管2内壁的水垢杂质的进行清除，进一步提高固定管2的清洁性以及水流的流动性，并且当倾斜导板12与固定管2一侧内壁之间的夹角发生变化，并配合水流的流动冲击作用，水流受到倾斜导板12的阻挡作用产生的紊流程度也不相同，而借助该紊流不仅可以对附着在固定管2内壁的水垢杂质等进行清除外，还能对附着在倾斜导板12外表面的杂质等进行清除，清洁效果更好，清洁效率更高，清洁更加彻底有效，节能减排，绿色环保。

该装置在实际使用时适应性更强，稳定性更高，且太阳能集热系统和太阳能发电系统相互关联且协同配合，不仅实现了对太阳能电池组件的温度调节，提高太阳能电池组件的发电效率，同时还能在夜晚或者阴天等光照不足的情况下对平板太阳能集热器进行临时补光，进一步的保证大型热水箱内热水的供应，控制性更好，操作更简便，节能减排，保护环境。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能集热及光伏发电系统，其特征在于：包括控制系统、太阳能集热系统和太阳能发电系统；

所述控制系统包括主控中心、设备控制模块、传感器模组、报警模块以及云端数据库；

所述太阳能集热系统包括集热模块、第一储能模块、加热模块和发电模块，所述集热模块为平板太阳能集热器，所述加热模块为换热器，所述换热器包括换热管，所述第一储能模块为大型热水箱，所述发电模块包括蒸汽机以及发电机；

所述太阳能发电系统包括光伏发电阵列、第二储能模块、逆变器和稳压器，光伏发电阵列包括太阳能电池组件，所述第二储能模块为蓄电池，所述太阳能电池组件下方设有散热机构，所述换热器的一端通过第一分支水管和电磁阀与散热机构相连通，所述大型热水箱的一端通过第二分支水管和电磁阀与散热机构相连通；

所述平板太阳能集热器包括太阳能集热板，所述换热器包括多个固定管，所述固定管的内底部均匀阵列设有多组内槽，所述内槽内部均设有驱动电机，所述驱动电机的输出端均设有转轴，所述转轴转动连接于所述固定管的一侧内壁端，所述转轴的另一端均穿过所述内槽且外表面设有倾斜导板，相邻两个所述倾斜导板呈交错分布。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能集热及光伏发电系统，其特征在于：所述主控中心包括数据采集模块、数据对比分析和处理模块和数据储存模块，所述数据采集模块与传感器模组相连接，所述数据对比分析和处理模块与云端数据库相连接。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能集热及光伏发电系统，其特征在于：所述数据采集模块能够接收传感器模组传输的设备运行数据以及市电的反馈数据，所述数据对比分析和处理模块根据数据采集模块传输的数据对比云端数据库内以往的历史数据进行分析、比较以及判断太阳能集热系统和太阳能发电系统的设备运行状态。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能集热及光伏发电系统，其特征在于：所述传感器模组包括多种环境传感器以及电流/电压互感器，所述传感器模组设置于太阳能集热系统和太阳能发电系统各个设备上，所述报警模块根据太阳能集热系统和太阳能发电系统的设备故障或发生自然灾害而发出警报。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能集热及光伏发电系统，其特征在于：所述蓄电池通过充放电控制器将化学能转化为电能通过第一电流支路接入到市电网络，所述蓄电池通过充放电控制器将化学能转化为电能通过第二电流支路接入到电热转换单元，所述集热模块还包括聚光模块，所述平板太阳能集热器位于聚光模块的下方，所述聚光模块为弧形透镜，阳光透过所述弧形透镜后汇聚在平板太阳能集热器上，所述聚光模块与太阳光自动追踪器连接用于调节聚光模块与太阳光的对应角度，所述电热转换单元为强光灯，所述强光灯的照亮端正对聚光模块外端部。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能集热及光伏发电系统，其特征在于：所述平板太阳能集热器由低铁钢化玻璃层、紫钢吸热体层和PEF保温材料层组成，所述平板太阳能集热器能够将太阳能转化为热能并通过换热器将换热管内部的冷水加热，所述换热管内部加热至沸腾的热水储存在大型热水箱内，所述大型热水箱通过水管与热水使用终端相连通。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能集热及光伏发电系统，其特征在于：所述平板太阳能集热器通过换热器将换热管内的沸水蒸发并通过管道传输至蒸汽机内，所述蒸汽机将蒸汽做工形成机械能，再通过所述发电机转化为电能，所述发电机产生的电能通过稳压器稳压后接入市电网络。

8.根据权利要求1所述的一种太阳能集热及光伏发电系统，其特征在于：所述太阳能电池组件将太阳能转化为电能并将电能通过导线输入到蓄电池内，所述蓄电池通过充放电控制器将太阳能电池组件产生的电能转化为化学能储存起来。

9.根据权利要求1所述的一种太阳能集热及光伏发电系统，其特征在于：所述大型热水箱包括箱体，所述固定管镶嵌于所述太阳能集热板的表面，所述箱体的一侧中部设有抽水泵，所述抽水泵的输入端设有导水管，所述箱体的一侧底端设有排水管，所述太阳能集热板的上方设有第一导水箱和第二导水箱，且两个所述第二导水箱分别设置于所述第一导水箱的两侧，所述固定管的两端分别延伸至所述第一导水箱和第二导水箱内，所述第一导水箱和第二导水箱的两端均通过连通管与所述导水管的一端连接；所述第一导水箱的底端内壁设有两组第一导水块，且两组所述第一导水块呈交错分布，所述第二导水箱的底端内壁设有多个与所述第一导水块相对应的第二导水块，所述倾斜导板的顶部和底部与所述固定管的内底部和内顶部均相抵触，所述箱体的内部设有多个交错分布的隔板，一侧所述第二导水箱远离所述导水管的一端连通有进水管，该侧所述第二导水箱靠近所述进水管的一端连通有分水管。

10.根据权利要求9所述的一种太阳能集热及光伏发电系统，其特征在于：所述蒸汽机包括机壳，所述机壳的外侧面中部设有进气管，所述进气管通过三通与远离所述导水管的连通管中部连接，所述进气管的进气口高度大于所述固定管的高度，所述机壳的内部设有蒸汽叶轮，所述蒸汽叶轮的输出轴设有皮带轮，所述机壳的外侧设有磁发电机，所述磁发电机的输出轴设有皮带轮，所述机壳的一侧中部设有侧板，所述侧板的中部设有排气口。

Images