CN206237345U - 一种大面积碟式聚光太阳能光伏发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大面积碟式聚光太阳能光伏发电装置，包括大面积碟式抛物面反射聚光器、双轴自动追踪系统、匀光水冷散热集成结构、聚光太阳能电池板、冷却水导入与导出管道、底座；大面积碟式抛物面反射聚光器通过立柱设置在底座上，在双轴自动追踪系统的控制下自动跟踪太阳，双轴自动追踪系统的拉杆分别与底座上的立柱和大面积碟式抛物面反射聚光器相连接，用于控制大面积碟式抛物面反射聚光器的反射抛物面始终跟踪入射太阳光；本实用新型可大幅提升光学处理系统的效率，降低入射太阳光损耗，提升系统光电转换效率。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能光伏发电技术领域，具体涉及到一种进行反射聚光与发电的大面积碟式装置。
背景技术
具有低能耗、低成本、低污染特点的高效聚光型光伏发电技术正在成为光伏发电技术发展的一个主要方向，与传统的晶硅光伏发电技术相比，聚光型光伏技术光电转化效率可提高一倍。高效聚光型光伏发电技术能够实现低能耗、低成本的原因主要有两方面：首先，聚光光伏系统所需要的光伏材料大大减少，用来聚光的材料如玻璃、有机高分子材料或者铁皮、铝片都比晶硅材料容易生产，成本更为低廉；其次，在高倍聚光条件下，可以采用高科技多结光伏材料，多PN结光伏材料可以更充分的吸收太阳光能量。高倍聚光、多结光伏材料技术，一旦投入大规模应用，其发电成本将会大大低于核电和火电发电成本。
目前的聚光太阳能光伏发电系统主要通过菲涅耳透镜或碟式反射镜面实现入射太阳光的汇聚。菲涅耳透镜对垂直入射太阳光会产生较大的光损耗（30%左右），因此会降低系统光电转换效率。而对于碟式反射镜聚光技术，通过光学薄膜可使反射镜面的反射率高达95%以上，可大幅提升光学处理系统的效率，降低入射太阳光损耗，提升系统光电转换效率。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种大面积色散型碟式反射聚光太阳能光伏发电装置。
本实用新型所采用的技术方案是：一种大面积碟式聚光太阳能光伏发电装置，其特征在于：包括大面积碟式抛物面反射聚光器、双轴自动追踪系统、匀光水冷散热集成结构、聚光太阳能电池板、冷却水导入与导出管道、底座；
所述大面积碟式抛物面反射聚光器通过立柱设置在底座上，在双轴自动追踪系统的控制下自动跟踪太阳，双轴自动追踪系统的拉杆分别与底座上的立柱和大面积碟式抛物面反射聚光器相连接，用于控制大面积碟式抛物面反射聚光器的反射抛物面始终跟踪入射太阳光；
所述大面积碟式抛物面反射聚光器反射抛物面将入射光线反射汇聚之后，投射到匀光水冷散热集成结构上，所述匀光水冷散热集成结构用于均匀太阳光线和给聚光太阳能电池板散热；
所述匀光水冷散热集成结构垂直固定设置在所述聚光太阳能电池板上，所述聚光太阳能电池板安装在聚光太阳能电池板安装底座上；所述冷却水导入与导出管道一端固定设置在聚光太阳能电池板安装底座上，另一端固定设置在所述大面积碟式抛物面反射聚光器外沿上，用于支撑所述匀光水冷散热集成结构和聚光太阳能电池板，以及导入与导出冷却水。
作为优选，所述装置还配置有给水泵供电的太阳能电池板，所述给水泵供电的太阳能电池板固定安装在聚光太阳能电池板安装底座的顶部。
作为优选，所述大面积碟式抛物面反射聚光器由金属材料制成而成。
作为优选，所述大面积碟式抛物面反射聚光器由N个扇形抛物片拼装而成，其中N取正整数。
作为优选，所述大面积碟式抛物面反射聚光器的反射抛物面上设置有一层全反射薄膜，用于实现高反射率。
作为优选，所述匀光水冷散热集成结构包括匀光处理单元和高效集成水冷散热单元；
所述匀光处理单元上罩设有由侧壁和盖板组成的封装结构体，封装结构体四周均设有冷却水槽，四个冷却水槽用管道连通，并通过进水口和出水口与所述冷却水导入与导出管道相连通；
所述匀光处理单元固定设置在所述聚光太阳能电池板上，聚光太阳能电池板背部与所述高效集成水冷散热单元相接；所述高效集成水冷散热单元固定设置在聚光太阳能电池板安装底座底部，并通过进水口和出水口与所述冷却水导入与导出管道相连通。
作为优选，所述高效集成水冷散热单元由镂空的M片铜片构成；每片铜片上均设置有供冷却水通过的镂空路径，并通过与进出水口与所述冷却水导入与导出管道相连通，其中M为正整数。
相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：现有的碟式聚光发电系统多是光热发电模式，而光热发电则较多用作集中式发电；本实用新型提出的是利用碟式聚光来实现光伏发电，光伏发电主要应用于分布式发电，分布式发电方式有着极为广阔的前景和现实性。
附图说明
图1是本实用新型实施例的俯视图。
图2是本实用新型实施例的侧视图,即归位图。
图3是本实用新型实施例的仰视图。
图4是本实用新型实施例的全反射膜剖面图。
图5是本实用新型实施例中匀光水冷散热集成结构图。
图6是本实用新型实施例中匀光水冷散热集成结构侧面图1。
图7是本实用新型实施例中匀光水冷散热集成结构侧面图2。
图8是本实用新型实施例中高效集成水冷散热结构的散热内部结构图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请见图1、图2和图3，本实用新型提供的一种大面积碟式聚光太阳能光伏发电装置，包括大面积碟式抛物面反射聚光器4、双轴自动追踪系统3、匀光水冷散热集成结构1、给水泵供电的太阳能电池板5、聚光太阳能电池板9、冷却水导入与导出管道2、底座11；大面积碟式抛物面反射聚光器4通过立柱设置在底座11上，在双轴自动追踪系统的控制下自动跟踪太阳，双轴自动追踪系统3的拉杆分别与底座11上的立柱和大面积碟式抛物面反射聚光器4相连接，用于控制大面积碟式抛物面反射聚光器4的反射抛物面始终跟踪入射太阳光；大面积碟式抛物面反射聚光器4反射抛物面将入射光线反射汇聚之后，投射到匀光水冷散热集成结构上，匀光水冷散热集成结构1用于均匀太阳光线和给聚光太阳能电池板9散热；匀光水冷散热集成结构1垂直固定设置在聚光太阳能电池板9上，聚光太阳能电池板9安装在聚光太阳能电池板安装底座10上；冷却水导入与导出管道2一端固定设置在聚光太阳能电池板安装底座10上，另一端固定设置在大面积碟式抛物面反射聚光器4外沿上，用于支撑匀光水冷散热集成结构1和聚光太阳能电池板9，以及导入与导出冷却水。给水泵供电的太阳能电池板5固定安装在聚光太阳能电池板安装底座10的顶部。
请见图4，本实施例的大面积碟式抛物面反射聚光器4一共由八块组成，每块分为5个小的部分，大面积碟式抛物面反射聚光器4采用铸铝材料制成，厚度为5mm左右，焦距为1800mm，开口直径为3800mm，连接立柱处孔径为300mm，抛物面方程为。
在大面积碟式抛物面反射聚光器4表面贴有一层全反射薄膜，厚度约为0.2mm，增强太阳光的反射率，减少能量损耗。
请见图5、图6和图7，本实施例在大面积碟式抛物面反射聚光器4的焦点处放置匀光水冷散热集成结构1。匀光水冷散热集成结构1包括匀光处理单元和高效集成水冷散热单元；匀光处理单元101上罩设有由侧壁6和盖板7组成的封装结构体，以减少光线的损失；封装结构体四周均设有冷却水槽8，四个冷却水槽8用管道连通，并通过进水口和出水口与冷却水导入与导出管道2相连通；匀光处理单元固定设置在聚光太阳能电池板9上，聚光太阳能电池板9背部与高效集成水冷散热单元相接，高效集成水冷散热单元与聚光太阳能电池板9封装为一体，避免漏水，且起到良好的散热效果；高效集成水冷散热单元固定设置在聚光太阳能电池板安装底座10的底部1001，并通过进水口和出水口与冷却水导入与导出管道2相连通。
经匀光处理单元101的太阳光由聚光太阳能电池板9接收，聚光太阳能电池板9由高效集成水冷散热单元来散热降温。
请见图8，本实施例的高效集成水冷散热单元由约23片厚度为0.4mm左右的铜片12封装而成，每片铜片上均有镂空路径供冷却水通过。在聚光太阳能电池板9背面接有高效集成水冷散热单元；聚光太阳能电池板9与高效集成水冷散热单元集成封装在一起，整体固定在聚光太阳能电池板安装底座10的底部1001，聚光太阳能电池板安装底座10的底部1001有与高效集成水冷散热单元四个进出水口相匹配的孔口。冷却水由水泵推送至高效集成水冷散热单元的两个进出水口13，流经铜片12组成的管道，使冷却水有足够的机会将聚光太阳能电池板9产生的热量带走，然后经过高效集成水冷散热单元的两个进出水口13出来。
本实施例的给水泵供电的太阳能电池板5直面太阳，从而直接接收太阳光用来为地面的冷却水泵提供电量。冷却水一部分流入高效集成水冷散热单元，为聚光太阳能电池板9降温，一部分流向匀光处理单元101四壁的冷却水槽，为匀光处理单元101降温。
给水泵供电的太阳能电池板5可选单晶硅太阳能电池，将18个小的单晶硅电池串联起来，开路电压可达到12.6V，电池总面积为675cm2，用以给微型直流水泵（扬程近5m，流量14L/min）供电。
当水泵停止工作（故障或无太阳光照射时），大面积碟式抛物面反射聚光器4自动归位，归位图参阅图3。如若是中午时分，则控制大面积碟式抛物面反射聚光器3较于归位时偏移一定的角度。
尽管本说明书较多地使用了匀光水冷散热集成结构1、匀光处理单元101、高效集成水冷散热单元、冷却水导入与导出管道2、双轴自动追踪系统3、大面积碟式抛物面反射聚光器4、给水泵供电的太阳能电池板5、侧壁6、盖板7、冷却水槽8、聚光太阳能电池板9、聚光太阳能电池板安装底座10、底部1001、底座11、铜片12、进出水口13等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本实用新型的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本实用新型专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本实用新型的保护范围之内，本实用新型的请求保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种大面积碟式聚光太阳能光伏发电装置，其特征在于：包括匀光水冷散热集成结构（1）、冷却水导入与导出管道（2）、双轴自动追踪系统（3）、大面积碟式抛物面反射聚光器（4）、聚光太阳能电池板（9）、底座（11）；
所述大面积碟式抛物面反射聚光器（4）通过立柱设置在底座（11）上，在双轴自动追踪系统（3）的控制下自动跟踪太阳，双轴自动追踪系统（3）的拉杆分别与底座（11）上的立柱和大面积碟式抛物面反射聚光器（4）相连接，用于控制大面积碟式抛物面反射聚光器（4）的反射抛物面始终跟踪入射太阳光；
所述大面积碟式抛物面反射聚光器（4）反射抛物面将入射光线反射汇聚之后，投射到匀光水冷散热集成结构上，所述匀光水冷散热集成结构（1）用于均匀太阳光线和给聚光太阳能电池板（9）散热；
所述匀光水冷散热集成结构（1）垂直固定设置在所述聚光太阳能电池板（9）上，所述聚光太阳能电池板（9）安装在聚光太阳能电池板安装底座（10）上；所述冷却水导入与导出管道（2）一端固定设置在聚光太阳能电池板安装底座（10）上，另一端固定设置在所述大面积碟式抛物面反射聚光器（4）外沿上，用于支撑所述匀光水冷散热集成结构（1）和聚光太阳能电池板（9），以及导入与导出冷却水。
2.根据权利要求1所述的大面积碟式聚光太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述装置还配置有给水泵供电的太阳能电池板（5），所述给水泵供电的太阳能电池板（5）固定安装在聚光太阳能电池板安装底座（10）的顶部。
3.根据权利要求1所述的大面积碟式聚光太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述大面积碟式抛物面反射聚光器（4）由金属材料制成而成。
4.根据权利要求1所述的大面积碟式聚光太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述大面积碟式抛物面反射聚光器（4）由N个扇形抛物片拼装而成，其中N取正整数。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的大面积碟式聚光太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述大面积碟式抛物面反射聚光器的反射抛物面上设置有一层全反射薄膜，用于实现高反射率。
6.根据权利要求1所述的大面积碟式聚光太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述匀光水冷散热集成结构（1）包括匀光处理单元（101）和高效集成水冷散热单元；
所述匀光处理单元（101）上罩设有由侧壁（6）和盖板（7）组成的封装结构体，封装结构体四周均设有冷却水槽（8），四个冷却水槽（8）用管道连通，并通过进水口和出水口与所述冷却水导入与导出管道（2）相连通；
所述匀光处理单元固定设置在所述聚光太阳能电池板（9）上，聚光太阳能电池板（9）背部与所述高效集成水冷散热单元相接；所述高效集成水冷散热单元固定设置在聚光太阳能电池板安装底座（10）的底部（1001），并通过进水口和出水口与所述冷却水导入与导出管道（2）相连通。
7.根据权利要求6所述的大面积碟式聚光太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述高效集成水冷散热单元由镂空的M片铜片（12）构成；每片铜片上均设置有供冷却水通过的镂空路径，并通过与进出水口（13）与所述冷却水导入与导出管道（2）相连通，其中M为正整数。
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|---|---|---|---|---|
| CN107421271A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-12-01 | 常州大学 | 一种太阳能热电联产式多能源干燥系统 |
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