CN202353502U - 一种聚光型太阳能温差发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种聚光型太阳能温差发电装置，包括菲涅尔聚光透镜、集热器、半导体温差发电片、水冷系统和支架，其中，菲涅尔聚光透镜固定在支架上，半导体温差发电片设置于菲涅尔聚光透镜光路上，其上表面和下表面分别紧贴有集热器和水冷系统，太阳光入射到菲涅尔聚光透镜，被其汇聚后聚焦到所述集热器上，该集热器将吸收太阳光的光能转换成热能，在半导体温差发电片的上表面形成高温端，所述水冷系统在半导体温差发电片的下表面形成低温端，通过半导体温差发电片的上下两个表面形成的温度差即可产生电能。该发电装置可以克服太阳能能量密度小的缺点，将半导体温差发电模块用于太阳能发电的领域上，系统结构简单、效率高、成本低、实用性强。

Description

一种聚光型太阳能温差发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能发电装置，具体地涉及一种聚光型太阳能温差发电装置。

技术背景

太阳能发电作为一种可再生清洁能源，正在被广泛的应用。目前，太阳能发电主要是光伏发电，其成本高、效率低，随着半导体技术的飞速发展，半导体温差发电已经达到低成本和较高的效率，正在被逐渐被广泛的用于各种供电系统中。

聚光型太阳能发电装置主要包括：聚光器、集热器、半导体温差发电片和水冷系统组成，其工作原理为：聚光器将能量密度较低的太阳光聚集起来，集热器将聚集后的太阳光光能转换为热能并在半导体温差发电片的一端形成高温端，水冷系统在半导体温差发电片的另一端形成低温端，而半导体温差发电片具有温差发电的特性，即可产生电能。

目前，聚光型太阳能发电装置多数采用带有储热系统的集热器，集热器将太阳光能转化为热能后，加热流体工质，流体介质再将热量传递给半导体温差发电片。这类装置热量传递过程复杂，能量损失大，结构比较复杂，可靠性不高，高温端能够达到的温度也比较低，发电效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种聚光型太阳能温差发电装置，该发电装置可以克服太阳能能量密度小的缺点，将半导体温差发电模块用于太阳能发电的领域上，系统结构简单、效率高、成本低、实用性强。

实现本实用新型目的所采用的技术方案为：

一种聚光型太阳能温差发电装置，包括菲涅尔聚光透镜、集热器、半导体温差发电片、水冷系统和支架，其中，所述菲涅尔聚光透镜固定在支架上，所述半导体温差发电片设置于菲涅尔聚光透镜光路上，其上表面和下表面分别紧贴有所述集热器和水冷系统，太阳光入射到所述菲涅尔聚光透镜，被其汇聚后聚焦到所述集热器上，该集热器将吸收太阳光的光能转换成热能，在半导体温差发电片的上表面形成高温端，所述水冷系统在半导体温差发电片的下表面形成低温端，通过该半导体温差发电片的上下两个表面形成的温度差即可产生电能。

作为本实用新型的改进，所述集热器和半导体温差发电片四周裹有保温层。

作为本实用新型的改进，所述集热器表面加工有微结构并涂有选择性吸收涂层。

作为本实用新型的改进，所述集热器表面上的微结构为设置在其表面的多个圆孔、方孔和/或槽道。

作为本实用新型的改进，所述半导体温差发电片为由多个发电片并联或串联组成，

本实用新型所述的菲涅尔聚光透镜由透明材料制作，通过折射原理将太阳光线聚集到集热器表面。

本实用新型所述的水冷系统起到在半导体温差发电片的下表面形成低温端。具体由水冷头、管道、水箱、泵组成。

本实用新型所述的保温层由石棉、棉花等低导热系数材料制作，紧紧包裹在集热器和半导体温差发电片的四周，起到防止集热器的热能向四周环境扩散的作用。

本实用新型所述的菲涅尔聚光透镜将太阳光聚集到集热器表面，集热器吸收光能，并将其转换为热能，半导体温差发电片的上表面在形成高温端；水冷系统在半导体温差发电片形成低温端；半导体温差发电片是利用塞贝克原理制作而成，当其上、下表面形成温差的时候，可以输出电能，两端的温差越大，其输出地电能也就越多。当集热器吸收聚光能量形成高温端、水冷系统形成低温端后，半导体温差发电片就可以输出电能了。

本实用新型是利用菲涅尔聚光透镜聚集太阳能、集热器吸收太阳光能形成高温端、水循环冷却系统形成低温端和半导体温差发电片的塞贝克效应原理的发电装置，其主要有以下优点：

(1)采用菲涅尔聚光透镜，具有体积小、厚度薄、易安装、聚光效率高的特点。

(2)可以直接将太阳能光能转换成热能并通过导热的方式直接传递给半导体温差发电片，结构简单、效率高、成本低、效率高。

(3)装置无污染、寿命长、安装简单，可以作为补充能源用于风光互补发电等各种联合供电系统中。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是表面加工了圆孔的集热器结构示意图；

图3是表面加工了同心圆槽道的集热器结构示意图；

图4是表面加工了竖直槽道集热器结构示意图；

图5是表面加工了方孔的集热器结构示意图；

1、太阳光，2、菲涅尔聚光透镜，3、光线，4、集热器，5、半导体温差发电片，6水冷系统，7、支架，8、保温层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型的聚光型太阳能温差发电装置包括菲涅尔聚光透镜2、集热器4、半导体温差发电片5、水冷系统6、支架7。菲涅尔聚光透镜2由支架7固定，集热器4和水冷系统6紧贴在半导体温差发电片5的上、下表面，并且固定在支架7上，集热器4和半导体温差发电片5四周裹有保温层8。

如图2所示，集热器4的接受聚光的表面加工了圆孔、方孔槽道微结构，并且涂有选择性吸收涂层。表面微结构可以增加集热器4吸收聚光的面积，增加系统光热转换效率。选择性吸收涂层在太阳光能量集中波长区域具有高吸收率、低发射率，其可以使集热器4更多的吸收太阳光的能量，同时更少的向外辐射能量。

保温层8由石棉、棉花等低导热系数材料制作，紧紧包裹在集热器4和半导体温差发电片5的四周，起到防止集热器4的热能向四周环境扩散的作用。

当太阳光1平行入射菲涅尔聚光透镜2后，被菲涅尔聚光透镜2汇聚，汇聚后的光线3聚焦到集热器4的上表面，集热器4吸收太阳的光能后转换成热能，温度升高，在半导体温差发电片5的上表面形成高温端。水冷系统6在半导体温差发电片5的下表面形成低温端。由于半导体温差发电片5的特性：其上、下两个表面形成温度差之后，就会有电能输出。当集热器4、水冷系统6在半导体温差发电片5的两端形成高、低温端后，半导体温差发电片5就可以输出电能了。

Claims (5)

1.一种聚光型太阳能温差发电装置，包括菲涅尔聚光透镜(2)、集热器(4)、半导体温差发电片(5)、水冷系统(6)和支架(7)，其中，所述菲涅尔聚光透镜(2)固定在支架(7)上，所述半导体温差发电片(5)设置于菲涅尔聚光透镜(2)光路上，其上表面和下表面分别紧贴有所述集热器(4)和水冷系统(6)，太阳光(1)入射到所述菲涅尔聚光透镜(2)，被其汇聚后聚焦到所述集热器(4)上，该集热器(4)将吸收太阳光的光能转换成热能，在半导体温差发电片(5)的上表面形成高温端，所述水冷系统(6)在半导体温差发电片(5)的下表面形成低温端，通过该半导体温差发电片(5)的上下两个表面形成的温度差即可产生电能。

2.根据权利要求1所述的聚光型太阳能温差发电装置，其特征在于，所述集热器(4)和半导体温差发电片(5)四周裹有保温层(8)。

3.根据权利要求1或2所述的聚光型太阳能温差发电装置，其特征在于，所述集热器(4)表面加工有微结构并涂有选择性吸收涂层。

4.根据权利要求3所述的聚光型太阳能温差发电装置，其特征在于，所述集热器(4)表面上的微结构为设置在其表面的多个圆孔、方孔和/或槽道。

5.根据权利要求1、2或4所述的聚光型太阳能温差发电装置，其特征在于，所述半导体温差发电片(5)为由多个发电片并联或串联组成。

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