CN207350896U - 一种槽式太阳能热电联供系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种槽式太阳能热电联供系统，它包括支架、分别安装在所述支架上的槽式反射器、安装在所述槽式反射器的反射光路聚集处的二次平面反射器和安装在所述二次平面反射器的反射光路上的菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜后侧安装光伏电池，所述光伏电池外接光伏发电系统。该槽式太阳能热电联供系统具有设计科学、具有高聚光比、热能可回收利用、降低应用成本的优点。

Description

一种槽式太阳能热电联供系统

技术领域

本实用新型涉及一种光伏发电系统，具体的说，涉及了一种槽式太阳能热电联供系统。

背景技术

太阳能清洁环保，总量巨大，是解决环境污染和能源危机的绿色能源。但是太阳能的能流密度比较低，所以需要增大能量收集面积，而增大收集面积意味着设备收集面的增大，投入和维护的成本增高。为降低设备的投入和维护成本，提升太阳能收集利用效率，是太阳能利用的必经之路。

而目前，传统光伏电池效率受其技术瓶颈的影响，只能达到15%左右的效率，其成本相对于传统发电方式依旧没有优势，而聚光光伏电池技术的出现，大大提升了电池的效率，Spectrolab开发的多节光伏电池效率高达36.9%，同时，采用聚光太阳电池可以利用廉价的聚光器代替电池，所以通过聚光的方式进行发电，可以缩减电池面积和太阳能的收集面积，降低推广成本，但是，现存聚光设备的聚光比仍然较低，无法充分利用聚光太阳电池的特性。

另外，采用聚光光伏电池在高聚光比的情况下会产生高温，从而又降低电池的效率，且电池在高温下极易受损。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、具有高聚光比、热能可回收利用、降低应用成本的一种槽式太阳能热电联供系统。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种槽式太阳能热电联供系统，包括支架、分别安装在所述支架上的槽式反射器、安装在所述槽式反射器的反射光路聚集处的二次平面反射器和安装在所述二次平面反射器的反射光路上的菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜后侧安装光伏电池，所述光伏电池外接光伏发电系统。

基上所述，所述槽式反射器包括弧形玻璃板、镀设在所述弧形玻璃板下的银层、镀设在所述银层下的铜层和镀设在所述铜层下的底层，所述二次平面反射器的两端分别通过长臂安装在所述支架上，所述槽式反射器上对应所述菲涅尔透镜设置有贯穿的安装卡位，所述菲涅尔透镜安装在所述槽式反射器的安装卡位处。

基上所述，所述光伏电池的上端对应所述菲涅尔透镜设置，所述光伏电池的下端通过导热胶连接热量回收装置。

基上所述，所述热量回收装置包括保温材质制成的带有内腔的主体、安装在所述内腔中的导热管、装入所述导热管中的纳米流体和埋设所述导热管的导热硅脂，所述导热胶贴在所述导热硅脂上，所述导热管外接储热设备或换热设备。

基上所述，所述热量回收装置包括蒸发器、设于所述蒸发器中的毛细金属丝网、和连接该蒸发器的热交换设备，所述蒸发器为长方体，所述蒸发器的上端面为导热面，所述蒸发器的侧面和底面为保温面，所述蒸发器的一侧面设置至少一个液态工质入口，所述蒸发器的另一侧面设置至少一个气态工质出口，所述热交换设备分别连接所述液态工质入口和所述气态工质出口，所述导热胶贴在所述导热面上。

基上所述，所述蒸发器的一侧面均布至少两个液态工质入口，各所述液态工质入口分别通过分流管路汇集至总入口，所述热交换设备的换热工质输出端连接所述总入口；所述蒸发器的另一侧面均布至少两个气态工质出口，各所述气态工质出口通过合流管路汇集至总出口，所述热交换设备的换热工质回流端连接所述总出口。

基上所述，所述热交换设备包括换热箱，所述换热箱的下部设置冷媒进口，所述换热箱的上部设置冷媒出口，所述换热箱内安装纵向布置的换热管路，所述换热管路的上端端口为所述换热工质回流端，所述换热管路的下端端口为所述换热工质输出端。

基上所述，所述支架包括两条支腿、连接在两条支腿之间的支撑轴和安装在所述支撑轴上的网状框架，所述槽式反射器、所述光伏电池和所述热量回收装置均安装在所述网状框架上，所述二次平面反射器的两端分别通过所述长臂安装在所述网状框架上。

基上所述，还包括太阳能追踪系统，所述太阳能追踪系统驱动所述网状框架围绕所述支撑轴转动，转动速度根据太阳起落的速度设置。

基上所述，所述光伏电池呈长条形，所述光伏电池的上端铺设一层玻璃层。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型具有以下优点：

1、通过槽式反射器和二次平面反射器的两次反射，以及菲涅尔透镜的折射，聚光比得到成倍提高，由于提高聚光比，光线收集面积减小，降低设备成本，同时，菲涅尔透镜的应用面积也得到控制，克服了其制造成本高、耐久性差所导致的更换成本高的问题。

2、聚光比增高所来带的热量增大的问题，采用热量回收装置克服，将电池产生的高温通过导热胶、导热硅脂、导热管和导热管内的纳米流体不断的带出，外接储热设备或换热设备，用于采暖或得到热水，再加以利用。

3、利用毛细金属丝网的毛细作用作为热量回收装置的动力，通过工质的气相变化来传递热量，实现自动化且无需外界动力消耗。

4、通过工质的气相变化将热量传递出来加以利用，换热能力更强，效率更高。

其具有设计科学、具有高聚光比、热能可回收利用、降低应用成本的优点。

附图说明

图1是本实用新型中槽式太阳能热电联供系统的整体结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图3是本实用新型中的聚光原理图。

图4是本实用新型中光伏电池及热量回收装置的结构示意图。

图5是本实用新型中光伏电池的结构示意图。

图6是本实用新型中菲涅尔透镜的结构示意图。

图7是本实用新型实施例2中热量回收装置的结构示意图。

图8是本实用新型实施例2中蒸发器的结构示意图。

图9是本实用新型实施例2中蒸发器的装配图。

图10是图9的侧视图。

图中：1. 槽式反射器；2.二次平面反射器；3.菲涅尔透镜；4.光伏电池；5.长臂；6.导热胶；7.导热管；8.导热硅脂；9.主体；10.支腿；11.支撑轴；12.网状框架；13.玻璃层；14.蒸发器；15.毛细金属丝网；16.换热箱；1-1.导热面；1-2.侧面；1-3.液态工质入口；1-4.气态工质出口；1-5.分流管路；1-6.总入口；1-7.合流管路；1-8.总出口；1-9.换热工质输出端；1-10.换热工质回流端；3-1.冷媒进口；3-2.冷媒出口；3-3.换热管路。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

如图1、图2和图3和图6所示，一种槽式太阳能热电联供系统，包括支架、分别安装在所述支架上的槽式反射器1、安装在所述槽式反射器1的反射光路聚集处的二次平面反射器2和安装在所述二次平面反射器2的反射光路上的菲涅尔透镜3，所述菲涅尔透镜3后侧安装光伏电池4，所述光伏电池4外接光伏发电系统，本实施例中所述的光伏电池4，指的是多节光伏电池串接后形成的电池组。

所述槽式反射器1包括弧形玻璃板、镀设在所述弧形玻璃板下的银层、镀设在所述银层下的铜层和镀设在所述铜层下的底层，底层为漆层，反射率大于94%，寿命大于20年。

所述二次平面反射器2的两端分别通过长臂5安装在所述支架上，二次平面反射器2的材质与槽式反射器1一致，也包括玻璃板、镀设在所述玻璃板下的银层、镀设在所述银层下的铜层和镀设在所述铜层下的底层，底层为漆层。

所述槽式反射器1上对应所述菲涅尔透镜3设置有贯穿的安装卡位，所述菲涅尔透镜3安装在所述槽式反射器1的安装卡位处。

所述光伏电池呈长条形，对应所述菲涅尔透镜3的长度设置，所述光伏电池的上端铺设一层玻璃层13，一是便于透光，二是用于加固光伏电池，所述光伏电池4的上端对应所述菲涅尔透镜3设置，所述光伏电池4的下端通过导热胶6连接热量回收装置。

如图3所示，采用槽式反射器1和二次平面反射器2，光线先经过槽式反射器1聚集到一起，在经过二次平面反射器2反射到菲涅尔透镜3上，槽式反射器1和二次平面反射器2的聚光比为13，线性菲涅尔聚光器的聚光比为5，经过两种聚光装置的聚光作用可以成倍地提高聚光比（13*5=65）。

通过槽式反射器1、二次平面反射器2和菲涅尔透镜3将高倍的太阳光照射到光伏电池4之上，通过电路回路将电池产生的电能传导出去，经过光伏控制器和光伏逆变器，将产生的电能应用于负载或者直接并网，采用本系统，发电效率是采用传统光伏发电效率的2.3倍，成本还能够大幅缩减。

所述支架包括两条支腿10、连接在两条支腿10之间的支撑轴11和安装在所述支撑轴11上的网状框架12，所述槽式反射器1、所述光伏电池4和所述热量回收装置均安装在所述网状框架12上，所述二次平面反射器2的两端分别通过所述长臂5安装在所述网状框架12上。由于设备整体结构紧凑，支撑稳定性好，展开面积缩小，提高了抗风能力，保护了电池和回收热量装置免受雨水冰雹等灾害的侵蚀。

如图4和图5所示，所述热量回收装置包括保温材质制成的带有内腔的主体9、安装在所述内腔中的导热管7、装入所述导热管7中的纳米流体和埋设所述导热管7的导热硅脂8，所述导热胶6贴在所述导热硅脂8上，所述导热管7外接储热设备或换热设备，高倍聚光在电池上产生的高温通过导热材料将热量传递到导热管7上，导热管7中的纳米流体凭借其出色的导热能力，将热量不断带出，可用于采暖、洗浴和其它需要热量的系统。

为了提升采集效率，设置太阳能追踪系统，所述太阳能追踪系统驱动所述网状框架12围绕所述支撑轴11转动，转动速度根据太阳起落的速度设置。太阳能追踪系统包括电机、涡轮蜗杆传动系统和传感器，由于其结构在太阳能发电领域属于常规技术，再次不再做展开。

实施例2

如图7-图10所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述热量回收装置包括蒸发器14、设于所述蒸发器14中的毛细金属丝网15、和连接该蒸发器14的热交换设备，所述蒸发器14为长方体，所述蒸发器14的上端面为导热面1-1，导热面采用导热材质制成，所述蒸发器1的侧面1-2和底面为保温面，保温面采用保温材质制造，所述蒸发器1的一侧面设置至少一个液态工质入口1-3，所述蒸发器1的另一侧面设置至少一个气态工质出口1-4，所述热交换设备分别连接所述液态工质入口1-3和所述气态工质出口1-4，所述导热胶6贴在所述导热面1-上。

为保证蒸发器内部毛细金属丝网15能够全面的接触到换热工质，所述蒸发器1的一侧面均布至少两个液态工质入口1-3，各所述液态工质入口1-3分别通过分流管路1-5汇集至总入口1-6，所述热交换设备的换热工质输出端1-9连接所述总入口1-6。

为保证蒸发器里边的真空度以及压力，本实施例中采用多个蒸发器串接的方式解决，降低成本，同时有利于对接多节光伏电池。

所述蒸发器14的另一侧面均布至少两个气态工质出口1-4，各所述气态工质出口1-4通过合流管路1-7汇集至总出口1-8，所述热交换设备的换热工质回流端1-10连接所述总出口1-8。

所述热交换设备包括换热箱16，所述换热箱16的下部设置冷媒进口3-1，所述换热箱16的上部设置冷媒出口3-2，所述换热箱16内安装纵向布置的换热管路3-3，所述换热管路3-3的上端端口为所述换热工质回流端1-10，所述换热管路3-3的下端端口为所述换热工质输出端1-9，气态工质受冷冷凝，向下滴落，然后循环再次进入蒸发器14中。

工作原理：蒸发器14通过导热面1-1吸收换热物体，如太阳能电池的热量，同时，换热工质循环于换热管路3-3和蒸发器14之间，具体的，换热工质由换热箱16的换热工质输出端1-9流出，通过总入口1-6和分流管路1-5进入各液态工质入口1-3，最终进入到蒸发器1内部，蒸发器14中的毛细金属丝网15本身的毛细作用将液态工质分散，吸收导热面传递过来的热量，然后气化，从气态工质出口1-4流出，气态工质从合流管路1-7汇集至总出口1-8，再流入换热工质回流端1-10，换热工质通过换热管路3-3与换热箱内的冷媒交换热量，重新冷凝呈液态，循环往复，循环动力来源于蒸发器内部的毛细金属丝网15，构成毛细结构，具有一定的毛细吸力，可以将液化后的工质吸回到蒸发器，并不需要外加动力装置；换热箱16中的冷媒则从下端进入，上端流出，冷媒通常采用水，被加热后的水进入采暖系统或其它需要热水的系统中，实现热量的回收利用。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种槽式太阳能热电联供系统，其特征在于：它包括支架、分别安装在所述支架上的槽式反射器、安装在所述槽式反射器的反射光路聚集处的二次平面反射器和安装在所述二次平面反射器的反射光路上的菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜后侧安装光伏电池，所述光伏电池外接光伏发电系统。

2.根据权利要求1所述的一种槽式太阳能热电联供系统，其特征在于：所述槽式反射器包括弧形玻璃板、镀设在所述弧形玻璃板下的银层、镀设在所述银层下的铜层和镀设在所述铜层下的底层，所述二次平面反射器的两端分别通过长臂安装在所述支架上，所述槽式反射器上对应所述菲涅尔透镜设置有贯穿的安装卡位，所述菲涅尔透镜安装在所述槽式反射器的安装卡位处。

3.根据权利要求2所述的一种槽式太阳能热电联供系统，其特征在于：所述光伏电池的上端对应所述菲涅尔透镜设置，所述光伏电池的下端通过导热胶连接热量回收装置。

4.根据权利要求3所述的一种槽式太阳能热电联供系统，其特征在于：所述热量回收装置包括保温材质制成的带有内腔的主体、安装在所述内腔中的导热管、装入所述导热管中的纳米流体和埋设所述导热管的导热硅脂，所述导热胶贴在所述导热硅脂上，所述导热管外接储热设备或换热设备。

5.根据权利要求3所述的一种槽式太阳能热电联供系统，其特征在于：所述热量回收装置包括蒸发器、设于所述蒸发器中的毛细金属丝网、和连接该蒸发器的热交换设备，所述蒸发器为长方体，所述蒸发器的上端面为导热面，所述蒸发器的侧面和底面为保温面，所述蒸发器的一侧面设置至少一个液态工质入口，所述蒸发器的另一侧面设置至少一个气态工质出口，所述热交换设备分别连接所述液态工质入口和所述气态工质出口，所述导热胶贴在所述导热面上。

6.根据权利要求5所述的一种槽式太阳能热电联供系统，其特征在于：所述蒸发器的一侧面均布至少两个液态工质入口，各所述液态工质入口分别通过分流管路汇集至总入口，所述热交换设备的换热工质输出端连接所述总入口；所述蒸发器的另一侧面均布至少两个气态工质出口，各所述气态工质出口通过合流管路汇集至总出口，所述热交换设备的换热工质回流端连接所述总出口。

7.根据权利要求6所述的一种槽式太阳能热电联供系统，其特征在于：所述热交换设备包括换热箱，所述换热箱的下部设置冷媒进口，所述换热箱的上部设置冷媒出口，所述换热箱内安装纵向布置的换热管路，所述换热管路的上端端口为所述换热工质回流端，所述换热管路的下端端口为所述换热工质输出端。

8.根据权利要求3-7任一项所述的一种槽式太阳能热电联供系统，其特征在于：所述支架包括两条支腿、连接在两条支腿之间的支撑轴和安装在所述支撑轴上的网状框架，所述槽式反射器、所述光伏电池和所述热量回收装置均安装在所述网状框架上，所述二次平面反射器的两端分别通过所述长臂安装在所述网状框架上。

9.根据权利要求8所述的一种槽式太阳能热电联供系统，其特征在于：还包括太阳能追踪系统，所述太阳能追踪系统驱动所述网状框架围绕所述支撑轴转动，转动速度根据太阳起落的速度设置。

10.根据权利要求9所述的一种槽式太阳能热电联供系统，其特征在于：所述光伏电池呈长条形，所述光伏电池的上端铺设一层玻璃层。