CN203797969U - 太阳能光电热能一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种太阳能光电热能一体机，包括太阳能集热器、柔性薄膜太阳能电池组、太阳能追踪系统，柔性薄膜太阳能电池组呈花瓣式或窗帘式绕太阳能集热器一圈设置。太阳能集热器包括集热管、顶部水箱和储热水箱，集热管内设置有溴锂超导液，集热管的上端伸进顶部水箱内，并将热量传递给顶部水箱内，顶部水箱与储热水箱进行水循环从而使得储热水箱内获得热水输出使用，储热水箱还与一辅助热源设备相连。柔性薄膜太阳能电池组将太阳能转换为电能输出使用，同时与一蓄电池相连。本实用新型通过将太阳能集热器与柔性薄膜太阳能电池组相结合，产生热能和电能可供一个家庭的整个能源的用度，且占地面积小，节省能源，适用于家庭中各种房屋的使用。

Description

太阳能光电热能一体机

技术领域

本实用新型涉及光伏发电、集热技术领域，特别涉及一种太阳能光电热能一体机。 

背景技术

太阳能是一种清洁、安全和可靠的能源，作为一种可再生能源具有广阔的发展前景。现在太阳能主要用在发电和将太阳能转化为热能加热水，最多的是用于大规模的光伏发电。但是，对于光伏发电并入电网，使光伏系统大大增加了光伏电能的设备成本和管理成本，使发电的成本大大上升，不容易进行规模性推广。 

此外，光伏发电不适合一般家庭的使用，光伏发电投入资金大回报低，光伏发电要在屋顶大面积铺设，加大了屋顶的承受力，对屋顶的维护和保养都制造了一定的难度，并间接影响屋顶的寿命；光伏集热板对屋顶的受阳面积要求非常高；光伏发电产生的电能需要蓄电池储存，并对蓄电池的各项指标要求也非常高（蓄电池的成本和寿命都直接影响到光伏发电的经济效益）；最后，光伏发电具有发电连续性差的缺点，没有太阳的情况下不可以使用。 

实用新型内容

本实用新型为一种太阳能光电热能一体机,包括光热储能部分和光电转换部分，所述光热储能部分包括太阳能集热器，所述光电转换部分包括柔性薄膜太阳能电池组，所述柔性薄膜太阳能电池组绕所述太阳能集热器设置，且所述柔性薄膜太阳能电池组呈花瓣式或窗帘式设置。 

一些实施例中，所述太阳能集热器包括： 

水箱，包括顶部水箱和储热水箱，所述顶部水箱位于所述储热水箱的上方，且所述顶部水箱与所述储热水箱之间连通； 

若干集热管，设置于所述水箱外侧上，所述集热管的上端位于所述顶部水箱内，所述集热管与所述水箱的轴向呈一定角度倾斜； 

所述集热管将太阳能转化为热能，并将热能传给所述顶部水箱中的水，所述顶部水箱与所述储热水箱之间通过水泵进行水循环，从而使得储热水箱获得热水，所述储热水箱再将热水排出供用户使用。 

一些实施例中，所述集热管内设置有一密封的铜管，所述铜管内设置有溴锂超导液，且所述铜管的顶部伸入所述顶部水箱内。 

一些实施例中，所述太阳能集热器还包括辅助热源设备，所述辅助热源设备与所述储热水箱相连并用于对所述储热水箱内的水进行加热。 

一些实施例中，所述辅助热源设备采用暖炊一体炉。 

一些实施例中，该太阳能光电热能一体机上还设置有太阳能追踪系统，用于保证设备最有效的接收和收集太阳能量。 

一些实施例中，所述太阳能追踪系统包括太阳能追踪器和与之相连的转盘，所述太阳能追踪器设置于所述顶部水箱的顶部，所述太阳能集热器和所述柔性薄膜太阳能电池组均设置于所述转盘上。 

一些实施例中，所述太阳能光电热能一体机还包括一底座，所述转盘设置于所述底座上。 

一些实施例中，所述光电转换部分还包括蓄电池，所述蓄电池与所述柔性薄膜太阳能电池组相连。 

一些实施例中，所述太阳能光电热能一体机还包括控制系统，用于控制太阳能光电热能一体机各组成部分的工作状态。 

本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有的优点和积极效果为： 

（1）本实用新型提供的太阳能光电热能一体机，将太阳能集热器与柔性薄膜太阳能电池组相结合，同时产生热能和电能可供一个家庭的整个能源的用度，且具有节能的效果； 

（2）本实用新型提供的太阳能光电热能一体机，占地面积小，易于安装，适合大部分房屋类型； 

（3）本实用新型提供的太阳能光电热能一体机，采用太阳能追踪器，保证设备最有效的接收和收集太阳能量，使太阳能达到最好的利用率； 

（4）本实用新型提供的太阳能光电热能一体机，通过辅助热源设备和蓄电池的使用，使得在任何天气下均可使用，连续性强。 

附图说明

结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本实用新型的上述及其他特征和优点，其中： 

图1为本实用新型实施例一结构示意图； 

图2为本实用新型实施例一中柔性薄膜太阳能电池组分布示意图； 

图3为本实用新型实施例二结构示意图。 

符号说明： 

1-底座 

2-顶部水箱 

3-储热水箱 

4-集热管 

5-软性薄膜太阳能电池组 

6-太阳能追踪器 

7-转盘 

具体实施方式

参见示出本实用新型实施例的附图，下文将更详细地描述本实用新型。然而，本实用新型可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本实用新型的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。 

本实用新型提供了一种太阳能光电热能一体机，包括光热储能部分和光电转换部分，光热储能部分采用太阳能集热器，光电转换部分采用柔性薄膜太阳能电池组。太阳能集热器将太阳能转换成热能，并将热能传递给水箱中的水，从而获得热水输出使用，例如为家庭提供生活用水、冷暖空调用热交换水、冬季供应暖气用水等；柔性薄膜太阳能电池组将太阳能转换成电能，输出电能供用户使用。本实用新型通过将太阳能集热器与柔性薄膜太阳能电池组相结合，同时产生热能和电能可供一个家庭的整个能源的用度，且占地面积小，节省能源，适用于家庭中各种房屋的使用。 

实施例一 

参考图1，太阳能光电热能一体机包括一底座1，太阳能集热器设置于底座1的中间位置上，柔性薄膜太阳能电池组也设置于底座1上，并绕太阳能集热器一圈设置于。 

太阳能集热器包括水箱和若干集热管4，其中水箱分为顶部水箱2和储热水箱3，储热水箱设置于底座1上，顶部水箱2设置于储热水箱3的顶部上，且顶部水箱2和储热水箱3之间通过盘管相连通。顶部水箱2和储热水箱3之间还设置有水泵，用于进行顶部水箱2与储热水箱3之间的水循环。本实施例中，太阳能集热器包括60根集热管4，60根集热管4沿水箱的一圈设置于其外侧面上，集热管4与水箱的轴向呈一定角度的倾斜，且该倾斜角度是可调节的；集热管4内放置一根密封的铜管，铜管中加入适量的溴锂超导液；铜管的顶部设置有传热铜头，且该传热铜头伸入顶部水箱2内。当然，集热管4的根数以及设置位置均可根据具体情况进行适当的调整，此处不作限制。 

当太阳照射在集热管上，溴锂超导液膨胀温度达到35℃以上时，分子就开始激烈的运动，因为集热管4具有一定的倾斜角度，所以当溴锂超导液加热变成热气时，就沿密封铜管向上运动，达到顶部的传热铜头；该传热铜头伸入顶部水箱2中，使顶部水箱2的水温升高，可以达到120-200℃；等传热铜头把热量传导到顶部水箱中的水以后，温度降低了，溴锂超导液开始向下运动，回到密封铜管的底部，又收到了太阳光的热能，温度又升到35℃以上，周而复始，聚集到的热能传递到顶部水箱2中。当顶部水箱2中的温度和储热水箱3相差4℃时，水泵就开始工作，让顶部水箱2中的水流入储热水箱3中，把储热水箱3的水压上顶底水箱2中，这样循环使得储热水箱3中的水达到设定的温度。 

在本实施例中，储热水箱3内还设置有多个热水输出口，具体的储热水箱3通过多个盘管将热水输出，以供应冷暖空调、生活用水、暖气用水等。当用于冷暖空调、暖气用水的时候，暖气装置和空调装置上的散热体可采用溴锂超导液散热体，溴锂超导液散热体热传导系数大，温度达到35℃就可以进行散热，使得热效率比通过水传导的热效率提高了30%，从而避免了能源浪费。 

在本实施例中，考虑到各种气候和环境因素，光热储能部分还设计了在恶劣条件对水箱中的水进行加热的辅助热源设备，该辅助热源设备与储热水箱3相连，当阳光、断电的情况下可通过辅助热源设备对储热水箱中的水进行加热获得热水。具体的，辅助热源设备可采用暖炊一体炉等加热设备，暖炊一体炉通过焚烧一切可能的可燃物所产生的能量来临时供应家庭日用热水，烹饪的需求。此设备的特点是任何可燃物都可以作为原料，无需压缩成形，干湿都可，焚烧过程不产生焦油、无气味、无烟、温度可控最高达到1000℃。 

在本实施例中，如图2所示，柔性薄膜太阳能电池组5呈花瓣式设置在底座1上。具体的，柔性薄膜太阳能电池组5可三层立体的花瓣式，即每层之间交错排列，由于性薄膜太阳能电池组5具有弱光条件下依旧可以发电的效果，所以三层立体排列的柔性薄膜太阳能电池组5在部分重叠处可以依靠弱光发电；另外由于柔性薄膜太阳能电池组5采用三层立体花瓣式的排列方式，使得整个光电装换部分的占地面积减小，解决了现有技术光伏发电需大面积铺设太阳能电池的问题。柔性薄膜太阳能电池组5将太阳能转化为电能通过电路输出用于电气部分的电力供给，同时在电能输出电路上可以安装逆变器，进行交直流的案，以适用于 个中电器的需求。光电转换部分还包括一蓄电池，蓄电池与柔性薄膜太阳能电池组5，对柔性薄膜太阳能电池组5内出去使用的电能外多余的电能进行存储，以便，没有太阳的情况下电能的使用。 

在本实施例中，太阳能光电热能一体机上还设置有太阳追踪系统，保证设备最有效的接收和收集太阳能量，使太阳能达到最好的利用率。太阳追踪系统包括太阳能追踪器6和转盘7。太阳能追踪器6设置于太阳能光电热能一体机的顶部，转盘7设置于底座1上，太阳能追踪器6与转盘7相连，太阳追踪系统6将获取的太阳位置等信息传递给转盘7，使得转盘7对太阳能集热器和柔性薄膜太阳能电池组5进行相应位置的调整，从而最有效的获取太阳能。 

在本实施例中，太阳能光电热能一体机还包括控制系统，与光热储能部分、光电转换部分以及太阳能追踪系统相连，用于控制太阳能光电热能一体机中各组成部分的工作状态。 

本实用新型提供的太阳能光电热能一体机，将光热储能部分与光电转换部分结合在一起，从通过两者之间结构上的设计，使得整个太阳能光电热能一体机的占地面积小，适用于各种房屋；且本实用新型解决了现有技术中单独使用光伏发电，需大面积在屋顶铺设太阳能电池，加大了屋顶的承受力、影响屋顶的寿命等问题，且易于安装；此外，光热储能部分与光电转换部分结合，弥补了现有技术中只采用光伏发电，获得电能后部分再用来对水加热，从而浪费能源的问题。 

实施例二 

参考图3，本实施例是在实施例一的基础上进行修改，将太阳能光电热能一体机运用在凉亭上。太阳能光电热能一体机包括太阳能集热器、柔性薄膜太阳能电池组和太阳能追踪系统。 

其中，顶部水箱2设置于凉亭的顶部，储热水箱3设置在凉亭的亭顶下，顶部水箱2与储热水箱之间相连通并通过水泵进行水循环；若干集热管4铺设在凉亭的亭顶外侧上，且集热管4的数目可根据具体情况进行设计；集热管4的上端伸进顶部水箱内进行热能的传递。柔性薄膜太阳能电池组5呈窗帘式设置于凉亭亭顶的下端边缘上，并沿竖直方向垂挂下来，当然柔性薄膜太阳能电池组5的设 置位置此处不作限制，柔性薄膜太阳能电池组5可沿凉亭亭顶的下端边缘一圈设置，也可知设置在凉亭的一侧上等；同样的柔性薄膜太阳能电池组5也可呈三层立体窗帘式，此处不作限制；此外，每个柔性薄膜太阳能电池的面积、形状均可根据具体情况进行设计。本实施例中，太阳能追踪系统设置与凉亭的顶部，用于保证太阳能集热器、柔性薄膜太阳能电池组自动向阳，太阳能达到最好的利用率。除上述改进部分之外，本实施例的其余部分均参考实施例一，此处不再赘述。 

综上所述，本实用新型提供了一种太阳能光电热能一体机，包括太阳能集热器、柔性薄膜太阳能电池组、太阳能追踪系统以及控制系统，柔性薄膜太阳能电池组绕太阳能集热器一圈设置，且柔性薄膜太阳能电池组呈花瓣式或窗帘式。太阳能集热器包括集热管、顶部水箱和储热水箱，集热管内设置有溴锂超导液，集热管的上端伸进顶部水箱内，并将热量传递给顶部水箱内，顶部水箱与储热水箱进行水循环从而使得储热水箱内获得热水输出使用，储热水箱还与一辅助热源设备相连。柔性薄膜太阳能电池组将太阳能转换为电能输出使用，同时还与一蓄电池相连。本实用新型通过将太阳能集热器与柔性薄膜太阳能电池组相结合，同时产生热能和电能可供一个家庭的整个能源的用度，且占地面积小，节省能源，适用于家庭中各种房屋的使用。 

本技术领域的技术人员应理解，本实用新型可以以许多其他具体形式实现而不脱离本实用新型的精神或范围。尽管也已描述了本实用新型的实施例，应理解本实用新型不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本实用新型精神和范围之内作出变化和修改。 

Claims (10)

1.一种太阳能光电热能一体机，其特征在于，包括光热储能部分和光电转换部分，所述光热储能部分包括太阳能集热器，所述光电转换部分包括柔性薄膜太阳能电池组，所述柔性薄膜太阳能电池组绕所述太阳能集热器设置，且所述柔性薄膜太阳能电池组呈花瓣式或窗帘式设置。 

2.根据权利要求1所述的太阳能光电热能一体机，其特征在于，所述太阳能集热器包括： 

水箱，包括顶部水箱和储热水箱，所述顶部水箱位于所述储热水箱的上方，且所述顶部水箱与所述储热水箱之间连通； 

若干集热管，设置于所述水箱外侧上，所述集热管的上端位于所述顶部水箱内，所述集热管与所述水箱的轴向呈一定角度倾斜； 

所述集热管将太阳能转化为热能，并将热能传给所述顶部水箱中的水，所述顶部水箱与所述储热水箱之间通过水泵进行水循环，从而使得储热水箱获得热水，所述储热水箱再将热水排出供用户使用。 

3.根据权利要求2所述的太阳能光电热能一体机，其特征在于，所述集热管内设置有一密封的铜管，所述铜管内设置有溴锂超导液，且所述铜管的顶部伸入所述顶部水箱内。 

4.根据权利要求2所述的太阳能光电热能一体机，其特征在于，所述太阳能集热器还包括辅助热源设备，所述辅助热源设备与所述储热水箱相连并用于对所述储热水箱内的水进行加热。 

5.根据权利要求4所述的太阳能光电热能一体机，其特征在于，所述辅助热源设备采用暖炊一体炉。 

6.根据权利要求2所述的太阳能光电热能一体机，其特征在于，该太阳能光电热能一体机上还设置有太阳能追踪系统，用于保证设备最有效的接收和收集太阳能量。 

7.根据权利要求6所述的太阳能光电热能一体机，其特征在于，所述太阳能追踪系统包括太阳能追踪器和与之相连的转盘，所述太阳能追踪器设置于所 述顶部水箱的顶部，所述太阳能集热器和所述柔性薄膜太阳能电池组均设置于所述转盘上。 

8.根据权利要求7所述的太阳能光电热能一体机，其特征在于，所述太阳能光电热能一体机还包括一底座，所述转盘设置于所述底座上。 

9.根据权利要求1所述的太阳能光电热能一体机，其特征在于，所述光电转换部分还包括蓄电池，所述蓄电池与所述柔性薄膜太阳能电池组相连。 

10.根据权利要求1所述的太阳能光电热能一体机，其特征在于，所述太阳能光电热能一体机还包括控制系统，用于控制太阳能光电热能一体机各组成部分的工作状态。