CN205490414U - 一种基于热管冷却的蝶式聚光光伏光热一体化装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种基于热管冷却的蝶式聚光光伏光热一体化装置，包括蝶式聚光镜（1）、聚光电池（2）、聚光漏斗（3）、温度传感器（4）、热管冷凝段（5）、冷却水箱（6）、热管蒸发段（7）、陶瓷底板（8）、冷却水泵（9）、控制器（10）。蝶式聚光镜将太阳能聚光照射到聚光电池表面，聚光电池将聚光太阳能转换为电能，聚光电池的周边安装聚光漏斗，聚光漏斗可以将聚光光线再次反射，防止因跟踪误差导致聚光光线偏离。聚光电池产生的热能经过陶瓷底板传递到热管蒸发段，热管内的工质在热管蒸发段被蒸发，到达热管冷凝段，热管冷凝段外面安装冷却水箱，冷却水箱中融入冷却水，热管的热能传递到冷却水中。陶瓷底板安装的温度传感器检测陶瓷底板的温度，当温度高于设定值时，控制器控制冷却水泵增大冷却水的流量，保持聚光电池的温度，同时也可得到适合生活利用的热水，实现热电联产。

Description

一种基于热管冷却的蝶式聚光光伏光热一体化装置
技术领域
本实用新型涉及一种基于热管冷却的蝶式聚光光伏光热一体化装置，利用蝶式聚光镜和热管技术，实现高倍聚光光伏光热一体化，属于新能源应用技术领域。
背景技术
利用太阳能廉价发电是新能源研究的重点课题之一，其方法主要有两种，一种是把太阳能转为热能来发电，这要求收集的热量温度尽可能高，规模足够大，目前开发出塔式、抛物槽式和碟式等三种聚光形式，使用的热机有朗肯蒸汽循环和空气工质的斯特林机，资本大，风险大；另一种是光伏发电，已开发出硅、砷化镓等多种半导体光电池。单晶硅和多晶硅光电池技术成熟，产量大，性价比相对其它光电池有优势，应用面最广。砷化镓转换效率高，聚光条件下可达到 40% 左右，但是聚光电池的成本非常高昂，成本约为普通硅电池的近百倍。高价格、高性能、高转换效率的砷化镓电池均采用聚光方法来降低成本。但聚光后，电池温度迅速升高，电池温度的上升，会影响电池的性能。目前，采用风冷的结构较多，但是，热能大多被浪费。菲涅尔聚光镜被广泛应用与聚光光伏系统中。菲涅尔聚光镜只能将直射光线聚焦到电池表面，对于散射的光线无法利用。
实用新型内容
实用新型目的：针对上述现有存在的问题和不足，本实用新型一种基于热管冷却的蝶式聚光光伏光热一体化装置的目的是解决菲涅尔聚光效率低和高倍聚光光伏散热的问题。
技术方案：一种基于热管冷却的蝶式聚光光伏光热一体化装置，包括蝶式聚光镜（1）、聚光电池（2）、聚光漏斗（3）、温度传感器（4）、热管冷凝段（5）、冷却水箱（6）、热管蒸发段（7）、陶瓷底板（8）、冷却水泵（9）、控制器（10）；
所述聚光电池（2）利用导热胶粘贴在陶瓷底板（8）上，聚光电池（2）的四周安装聚光漏斗（3），陶瓷底板（8）的另一面利用导热胶粘贴热管蒸发段（7），陶瓷底板（8）上安装温度传感器（4），温度传感器（4）的信号输出与控制器（10）的输入连接，控制器（10）的输出与冷却水泵（9）控制端口连接，冷却水泵（9）的进水口与冷却水连接，冷却水泵（9）的输出口与冷却水箱（6）的输入口连接；冷却水箱（6）安装在热管冷凝段（5）外面。
一种基于热管冷却的蝶式聚光光伏光热一体化装置，其特征在于热管蒸发段（7）与聚光电池（2）中间是陶瓷底板（8），聚光电池（2）周边安装聚光漏斗（3）。
所述蝶式聚光镜（1）由镀银玻璃反射镜构成，形状为旋转抛物面结构哦，焦点的位置放置聚光电池（2）。
所述聚光电池（2）由高性能的多结砷化镓电池构成，将太阳能转换为电能，利用导热胶将聚光电池（2）粘贴在陶瓷底板（8）上。
所述聚光漏斗（3）由铝片构成，表面镀银，分布在聚光电池（2）四周，呈双V字型。
所述温度传感器（4）由热电偶构成，安装在陶瓷底板（8）上，热电偶的信号线与控制器（10）的输入端连接。
所述热管冷凝段（5）与热管蒸发段（7）是铜管构成，热管冷凝段（5）外部安装冷却水箱（6），冷却水箱（6）中通入冷却水。热管蒸发段（7）利用导热胶粘贴在陶瓷底板（8）的另一面。热管蒸发段（7）的形状为扁平状。
所述冷却水箱（6）由铜质材料焊接在热管冷凝段（5）的外部，有冷却水进口和冷却水出口。
所述陶瓷底板（8）由陶瓷材料构成，导热性能好，可将聚光电池（2）的热能快速的传递到热管蒸发段（7）。
所述冷却水泵（9）由水泵构成，用于控制冷却水的流速，进而控制冷却水的温度。
所述控制器（10）由单片机构成，接收温度传感器（4）的温度信号，并控制冷却水泵（9），当冷却水温度低于设定值时，控制器（10）控制冷却水泵（9）降低冷却水流速，反之，则加大冷却水流速。
工作原理：蝶式聚光镜（1）将太阳能聚光照射到聚光电池（2）表面，聚光电池（2）将聚光太阳能转换为电能，聚光电池（2）的周边安装聚光漏斗（3），聚光漏斗（3）可以将聚光光线再次反射，防止因跟踪误差导致聚光光线偏离。聚光电池（2）产生的热能经过陶瓷底板（8）传递到热管蒸发段（7），热管内的工质在热管蒸发段（7）被蒸发，到达热管冷凝段（5），热管冷凝段（5）外面安装冷却水箱（6），冷却水箱（6）中融入冷却水，热管的热能传递到冷却水中。陶瓷底板（8）安装的温度传感器（4）检测陶瓷底板（8）的温度，当温度高于设定值时，控制器（10）控制冷却水泵（9）增大冷却水的流量，保持聚光电池（2）的温度，同时也可得到适合生活利用的热水，实现热电联产。
有益效果，本实用新型具有以下优点：
（1）本实用新型利用蝶式聚光器，可以将部分散射光线聚焦到电池表面，提高光电转换效率。
（2）本实用新型采用热管就技术，实现聚光电池的冷却，并对余热进行利用，实现聚光光伏光热一体化装置。
（3）本实用新型采用陶瓷底板隔离聚光电池与热管，保持聚光电池温度均匀，同时防止因热管破裂而导致冷却水进入聚光电池。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图中：1-蝶式聚光镜、2-聚光电池、3-聚光漏斗、4-温度传感器、5-热管冷凝段、6-冷却水箱、7-热管蒸发段、8-陶瓷底板、9-冷却水泵、10-控制器。
具体实施方式
结合附图1进一步对本实用新型解释。
一种基于热管冷却的蝶式聚光光伏光热一体化装置，包括蝶式聚光镜（1）、聚光电池（2）、聚光漏斗（3）、温度传感器（4）、热管冷凝段（5）、冷却水箱（6）、热管蒸发段（7）、陶瓷底板（8）、冷却水泵（9）、控制器（10）；
所述聚光电池（2）利用导热胶粘贴在陶瓷底板（8）上，聚光电池（2）的四周安装聚光漏斗（3），陶瓷底板（8）的另一面利用导热胶粘贴热管蒸发段（7），陶瓷底板（8）上安装温度传感器（4），温度传感器（4）的信号输出与控制器（10）的输入连接，控制器（10）的输出与冷却水泵（9）控制端口连接，冷却水泵（9）的进水口与冷却水连接，冷却水泵（9）的输出口与冷却水箱（6）的输入口连接；冷却水箱（6）安装在热管冷凝段（5）外面。
一种基于热管冷却的蝶式聚光光伏光热一体化装置，其特征在于热管蒸发段（7）与聚光电池（2）中间是陶瓷底板（8），聚光电池（2）周边安装聚光漏斗（3）。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，本实用新型的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本实用新型所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (2)

1.一种基于热管冷却的蝶式聚光光伏光热一体化装置，包括蝶式聚光镜（1）、聚光电池（2）、聚光漏斗（3）、温度传感器（4）、热管冷凝段（5）、冷却水箱（6）、热管蒸发段（7）、陶瓷底板（8）、冷却水泵（9）、控制器（10）；
所述聚光电池（2）利用导热胶粘贴在陶瓷底板（8）上，聚光电池（2）的四周安装聚光漏斗（3），陶瓷底板（8）的另一面利用导热胶粘贴热管蒸发段（7），陶瓷底板（8）上安装温度传感器（4），温度传感器（4）的信号输出与控制器（10）的输入连接，控制器（10）的输出与冷却水泵（9）控制端口连接，冷却水泵（9）的进水口与冷却水连接，冷却水泵（9）的输出口与冷却水箱（6）的输入口连接；冷却水箱（6）安装在热管冷凝段（5）外面。
2.根据权利要求1所述的一种基于热管冷却的蝶式聚光光伏光热一体化装置，其特征在于热管蒸发段（7）与聚光电池（2）中间是陶瓷底板（8），聚光电池（2）周边安装聚光漏斗（3）。
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