CN201656859U - 一种组合式太阳能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种组合式太阳能发电装置，包括对应设置的光电板和聚光镜，其特点在于，还设置有蓄热箱体，蓄热箱体内设置有蓄热材料；所述光电板设置于蓄热箱体外侧并能将光电板上多余热量传递到蓄热箱体内；还设置有温差发电模块，温差发电模块的高温端与蓄热箱体相接，并使得蓄热箱体作为温差发电模块高温端热源。本实用新型对太阳能利用率高，同时对太阳光照依耐性低，具备全天候发电的特点，特别适用于单兵电源供电、野外太阳能供电或个人家庭供电。

Description

一种组合式太阳能发电装置
技术领域
本实用新型涉及太阳能发电领域，尤其是一种适于军用单兵电源供电、野外太阳能供电或个人家庭供电的组合式太阳能发电装置。
背景技术
现有技术中，太阳能的利用主要分为光利用和热利用。太阳能热利用主要分为两个方面：一是太阳能热水器，二是光热发电。目前，作为太阳能光热利用代表之一的太阳能热水器在我国已经初具规模，中国业已成为世界上最大的太阳能热水器生产和销售国。相比之下，太阳能光热发电技术才刚刚起步。太阳能光热发电主要是指太阳能集热器把收集到的太阳辐射能传递至接收器，产生热空气或者热蒸汽，用传统的电力循环来产生电能。一般适合于较大的发电系统，且由于太阳光照射的能量分布密度小，需要占用巨大面积；同时获得的电能同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关，即太阳能热发电系统在早晚或者云遮间隙必须依靠储存稳定的能量才能维持系统正常运行，因此必须采取蓄热措施，这是太阳能光热发电不可缺少的部分。而对于微型或者小型太阳能热发电装置采用蓄热通过蒸汽循环来发电则不实际。就太阳能光伏发电而言，由于太阳光照射的能量分布密度较小且同样受四季、昼夜及阴晴等气象条件影响，具有光照不均匀的特点。当光照强烈时候，光电板来不及转化，多余太阳能得不到利用并造成浪费，太阳能利用率低下；当光照不足时，发电量又不够。故这种缺陷已经严重制约了太阳能发电装置的发展。
实用新型内容
本实用新型首要解决的技术问题是，提供一种太阳能利用率更高的小型太阳能发电装置；更进一步要解决的技术问题是，降低现有太阳能发电装置对阳光的依耐性，使其具备全天候发电的特点，特别适用于单兵电源供电、野外太阳能供电或个人家庭供电。
为了解决上述技术问题，本实用新型中采用了如下的技术方案：
一种组合式太阳能发电装置，包括对应设置的光电板和聚光镜，其特点在于，还设置有蓄热箱体，蓄热箱体内设置有蓄热材料；所述光电板设置于蓄热箱体外侧并能将光电板上多余热量传递到蓄热箱体内；还设置有温差发电模块，温差发电模块的高温端与蓄热箱体相接，并使得蓄热箱体作为温差发电模块高温端热源。
本实用新型中，在光电板发电式的太阳能发电装置的基础上，增设了蓄热箱体和温差发电模块，这样，当白天太阳光照强的时候，光电板来不及转化的热能可以存储在蓄热箱体内，当晚上或者天阴时候，可以靠设置的温差发电模块发电，这样可以将光电板来不及转化的太阳能存储后利用，极大地提高了太阳能转化利用率；可以在天阴或者天黑后继续发电，降低了发电装置对阳光的依耐性。其中，所述的蓄热材料一般可以采用复合蓄热材料如以二氧化硅或者环氧树脂为基材的聚乙二醇相变材料并添加高导热材料(碳化硅或氮化铝)制备的蓄热性能好的材料。所述的温差发电模块也是属于成熟的现有技术，温差发电是一种利用半导体材料的塞贝尔效应，将热能直接转化为电能的新型发电方式。温差发电模块一般具有一个高温端和低温端，当高温端和低温端存在温差时，温差发电模块就会自动利用温差进行发电，利用温差发电模块制造的发电机无需任何机械运动，具有体积小，重量轻，免维护，无噪音，无污染等优点，适宜应用于太阳能，废能再利用等领域。
作为进一步优化，所述温差发电模块的低温端与一设置的水流通道相邻，所述水流通道进水端与一冷水储存箱连接，另一端与一热水储存箱连接。由于水的比热容大，故适合作为温差发电模块的低温端冷源。同时，当利用温差发电模块发电时，来自冷水储存箱的冷水经过水流通道后被加热，进入热水储存箱储存，可提供部分热水。进一步提高热能利用率。
作为进一步优化，在蓄热箱体与温差发电模块高温端一侧之间还设置有催化燃烧通道，所述催化燃烧通道进口端与燃料和氧化剂容置体体相连，催化燃烧通道内设置有催化燃烧催化剂。所述催化燃烧催化剂采用颗粒状的如Pt/Al2O3、Pd/Al2O3等等物质制得。所述燃料和氧化剂容置体用于提供燃料和氧化剂并使其在催化燃烧通道里面催化燃烧。这样，可以在蓄热箱体蓄热不足时，可开启燃料和氧化剂瓶，使得燃料和氧化剂流过催化燃烧通道经催化剂的作用催化燃烧产生热量，产生的热量作为温差发电模块发电热量来源，可使得本实用新型在夜晚和完全阴天等情况下实现发电。达到全天候供电的目的。实施时，燃料优选采用化石燃料，氧化剂可以采用氧气或者直接采用空气，便于获取和携带。
作为进一步改进，所述催化燃烧通道出口端与二氧化碳吸收器相连。这样可以吸收排放的二氧化碳，使其不产生污染，达到保护环境的目的。所述二氧化碳吸收器为成熟的现有技术，一般可采用一个盛装有二氧化碳吸附剂材料的容置体，当二氧化碳通过其内时即被吸附掉。
作为进一步优化，所述温差发电模块包括沿蓄热箱体四周设置的四组。匹配地，催化燃烧通道位于蓄热箱体与四组温差发电模块高温端一侧之间，水流通道位于温差发电模块的另一侧的低温端，这样即充分利于了空间，使装置结构小巧紧凑的同时最大化地提高了温差发电模块的发电效率。
作为另一优化，所述蓄热箱体内部竖向并列设置有若干金属格栅，沿各金属格栅横向设置有若干金属导热翅片。其中的金属导热翅片，采用导热性好的金属材料如铝等制得。这样可以提高蓄热箱体内热传递效率，避免蓄热材料自身热传递性能不高造成的不利影响。
综上所述，相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型增设了蓄热箱体和温差发电模块，故当太阳光照强烈时，光电板来不及转化的多余热量可以转化到蓄热箱体内存储，并在天阴或天黑时利于温差发电模块将热能再次转化为电能。故极大地提高了太阳能利用率并降低了发电装置对太阳光照的依耐性。
2、本实用新型采用温差发电技术将蓄热材料所蓄的太阳能转化为电量，同时进一步优化后，可以使得蓄热不足部分由化石燃料催化燃烧作为补充供热，化石燃料催化燃烧还可为蓄热材料蓄热；其燃烧产物中的CO2经CO2吸收剂被吸收，因此达到零排放；并使得进一步降低了对太阳光照依耐性，做到全天候发电。
3、因本实用新型对太阳能利用率高，对太阳光照依耐性低，故特别适合做到装置的小型化、微型化，可供单兵电源和家庭供电所用。
4、本实用新型采用金属翅片强化蓄热材料中的传热，可以提高蓄热材料的蓄热速率。蓄热材料和催化燃烧的热量通过温差发电模块后传递给用于冷却温差发电模块冷端的水，使其升温，因此可以提供一部分热水。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施实例和附图对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施时，如图1所示，一种组合式太阳能发电装置，包括光电板1和聚光镜，所述聚光镜包括对应设置于光电板上方的凸透式聚光镜2和对应设置于光电板下方的反射式聚光镜3。具体地说，还包括蓄热箱体4，所述蓄热箱体内4设置有蓄热材料5，蓄热箱体4上方紧贴设置有一个与凸透式聚光镜2对应的光电板1，蓄热箱体4下方紧贴设置有一个与发射式聚光镜3对应的光电板1；还设置有温差发电模块6，所述温差发电模块6的高温端一侧与蓄热箱体4相邻设置，温差发电模块6的另一侧为低温端且与一设置的水流通道7相邻。所述水流通道7进水端与冷水储存箱8连接，另一端与热水储存箱9连接。在蓄热箱体4与温差发电模块6高温端一侧之间还设置有催化燃烧通道10，催化燃烧通道10内设置有颗粒状的催化燃烧催化剂，所述催化燃烧通道10进口端与燃料和氧化剂容置体11相连。所述催化燃烧通道10出口端与二氧化碳吸收器12相连。具体实施时，所述温差发电模块6是沿蓄热箱体4四周设置有四块；同时匹配地，催化燃烧通道10位于蓄热箱体4与四块温差发电模块6高温端一侧之间，水流通道7位于温差发电模块6的另一侧的低温端，。所述蓄热箱体4内部竖向并列设置有若干格栅13，沿格栅13横向设置有若干金属导热翅片14。图1中，箭头表示光线方向。
值得指出的本具体实施方式及其附图仅仅是对本实用新型进一步的说明而不是限定。比如，所述冷水储存箱8和热水储存箱9以及燃料和氧化剂容置体11和二氧化碳吸收器12等构件均可以采用管道连接到别处位置，而不仅仅限于图1所示位置。

Claims (6)

1.一种组合式太阳能发电装置，包括对应设置的光电板和聚光镜，其特征在于，还设置有蓄热箱体，蓄热箱体内设置有蓄热材料；所述光电板设置于蓄热箱体外侧并能将光电板上多余热量传递到蓄热箱体内；还设置有温差发电模块，温差发电模块的高温端与蓄热箱体相接，并使得蓄热箱体作为温差发电模块高温端热源。
2.如权利要求1所述的组合式太阳能发电装置，其特征在于，所述温差发电模块的低温端与一设置的水流通道相邻，所述水流通道进水端与一冷水储存箱连接，另一端与一热水储存箱连接。
3.如权利要求1或2所述的组合式太阳能发电装置，其特征在于，在蓄热箱体与温差发电模块高温端一侧之间还设置有催化燃烧通道，所述催化燃烧通道进口端与燃料和氧化剂容置体体相连，催化燃烧通道内设置有催化燃烧催化剂。
4.如权利要求3所述的组合式太阳能发电装置，其特征在于，所述催化燃烧通道出口端与二氧化碳吸收器相连。
5.如权利要求1或2或4所述的组合式太阳能发电装置，其特征在于，所述温差发电模块包括沿蓄热箱体四周设置的四组。
6.如权利要求1或2或4所述的组合式太阳能发电装置，其特征在于，所述蓄热箱体内部竖向并列设置有若干金属格栅，沿各金属格栅横向设置有若干金属导热翅片。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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