CN208475686U - 一种聚光型太阳能热电联产装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及热电联产技术领域，且公开了一种聚光型太阳能热电联产装置，包括换热槽和中控台，换热槽的一侧放置有电动推杆，换热槽的另一侧固定安装有配电柜，换热槽内底的一侧固定安装有水泵，水泵的进水口位于换热槽的内部，水泵的出水口与水管的一端连通，水管的另一端贯穿水冷头的内部并延伸至换热槽内腔的另一侧，水冷头的顶端固定安装有发电片，发电片的顶端固定安装有均热板。该聚光型太阳能热电联产装置，通过设置聚光镜和水冷头，由聚光镜和水冷头分别将发电片上下两侧的温度调节至较高与较低两种状态，从而使得发电片两侧的温差达到光热转化效率最大所需的温差，进而将热电转化效率推至最大化。
Description
技术领域
本实用新型涉及热电联产技术领域，具体为一种聚光型太阳能热电联产装置。
背景技术
太阳能温差发电技术是利用半导体的塞贝克效应(Seebeck)直接将太阳热能转化为电能的发电技术，与传统光伏发电相比，太阳能温差发电技术是一种利用温差电材料为载体将热能直接转换为电能的环保型能源技术，其特点是发电装置结构简单、体积小、重量轻、移动方便、运行成本低和使用寿命长，发电过程中无介质泄露、无噪音且无污染排放物。
但目前的太阳能温差发电装置由于太阳能的能量密度较低，因此获得的热量温度较低，导致装置的热电转换效率较低，同时，现有的太阳能温差发电装置不能实时的监控收集到的热端温度值及发出的电量值。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种聚光型太阳能热电联产装置，具备热电转换效率高、装置参数实时监测并控制等优点，解决了目前的太阳能温差发电装置由于太阳能的能量密度较低，获得的热量温度较低，导致装置的热电转换效率较低，同时，现有的太阳能温差发电装置不能实时的监控收集到的热端温度值及发出的电量值的问题。
(二)技术方案
为实现上述热电转换效率高和装置参数实时监测并控制的目的，本实用新型提供如下技术方案：一种聚光型太阳能热电联产装置，包括换热槽和中控台，所述换热槽的一侧放置有电动推杆，所述换热槽的另一侧固定安装有配电柜，所述换热槽内底的一侧固定安装有水泵，所述水泵的进水口位于换热槽的内部，所述水泵的出水口与水管的一端连通，所述水管的另一端贯穿水冷头的内部并延伸至换热槽内腔的另一侧，所述水冷头的顶端固定安装有发电片，所述发电片的顶端固定安装有均热板，所述换热槽内底的另一侧和均热板顶端的一侧分别固定安装有温度传感器Ⅰ和温度传感器Ⅱ，所述中控台的正面固定安装有触摸屏，所述中控台位于触摸屏一侧的正面从上到下依次固定安装有急停按钮和水泵开关，所述中控台位于触摸屏另一侧的正面从上到下依次固定安装有上升按钮和下降按钮，所述中控台位于触摸屏底部的正面从左到右依次固定安装有温度仪表Ⅰ、温度仪表Ⅱ和双显表，所述电动推杆的顶端与聚光镜内腔的中部固定套接。
优选的，所述双显表的输入端分别与电流表和电压表的输出端电连接，所述电流表和电压表分别串联和并联接入设备负载中。
优选的，所述触摸屏的输入端和输出端分别与PLC控制器的输出端和输入端电连接，所述PLC控制器的输入端分别与温度传感器Ⅰ和温度传感器Ⅱ的输出端电连接，所述温度传感器Ⅰ和温度传感器Ⅱ的输出端分别与温度仪表Ⅰ和温度仪表Ⅱ的输入端电连接，所述PLC控制器的输出端分别与电动推杆和水泵的输入端电连接。
优选的，所述聚光镜采用菲涅尔透镜，其与电动推杆顶端的套接方式采用在聚光镜的边缘安装金属镜框，再由金属镜框的外壁与电动推杆的顶端固定套接。
优选的，所述发电片的数量设有十八块，且将十八块发电片分成三组，每组六块所述发电片串联连接，三组所述发电片并联连接，三组所述发电片的冷端均粘接在水冷头的顶端。
优选的，所述电动推杆、温度传感器Ⅰ、触摸屏、温度仪表Ⅰ和PLC控制器的型号分别采用XTL100型电动推杆、PT100温度传感器、昆仑通态TPC7062K型触摸屏、台达DTA4848R1型温度仪表和台达DVP-14SS2型PLC，所述温度传感器Ⅰ和温度仪表Ⅰ的使用型号与温度传感器Ⅱ和温度仪表Ⅱ的使用型号分别对应相同。
(三)有益效果
与现有技术相比，本实用新型提供了一种聚光型太阳能热电联产装置，具备以下有益效果：
1、该聚光型太阳能热电联产装置，通过设置聚光镜和水冷头，由聚光镜和水冷头分别将发电片上下两侧的温度调节至较高与较低两种状态，从而使得发电片两侧的温差达到光热转化效率最大所需的温差，进而将热电转化效率推至最大化。
2、该聚光型太阳能热电联产装置，通过设置PLC控制器，由PLC控制器根据温度传感器Ⅰ与温度传感器Ⅱ检测的数据，实时检测装置运行的温度，再由预定值自动控制水泵或电动推杆工作，以调节水冷头的散热效率或水泵的聚热效率，从而实现自动化调节。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型双显表与电流表、电压表系统连接示意图；
图3为本实用新型自动控制系统框图。
图中：1、换热槽；2、电动推杆；3、配电柜；4、水泵；5、水管；6、水冷头；7、发电片；8、均热板；9、温度传感器Ⅰ；10、温度传感器Ⅱ；11、中控台；12、触摸屏；13、急停按钮；14、水泵开关；15、上升按钮；16、下降按钮；17、温度仪表Ⅰ；18、温度仪表Ⅱ；19、双显表；20、电流表；21、电压表；22、PLC控制器；23、聚光镜。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-3，一种聚光型太阳能热电联产装置，包括换热槽1和中控台11，换热槽1的一侧放置有电动推杆2，换热槽1的另一侧固定安装有配电柜3，换热槽1内底的一侧固定安装有水泵4，水泵4采用24V直流水泵，由于一天内太阳光的强度不同，故温差发电片产生的电能是不稳定的，大约在4V～48V之间，将产生的不稳定电压通过直流稳压模块变换成12V电压稳定输出，然后储存在蓄电池中，除了本装置自身耗电外，还可通过DC-DC转化器或逆变器为用户提供电能，水泵4的进水口位于换热槽1的内部，水泵4的出水口与水管5的一端连通，水管5的另一端贯穿水冷头6的内部并延伸至换热槽1内腔的另一侧，水冷头6利用冷却介质将吸收置换出来的热量用热容器收集储存起来，可用于室内供暖，大棚地热等，水冷头6的顶端固定安装有发电片7，发电片7的数量设有十八块，且将十八块发电片7分成三组，每组六块发电片7串联连接，三组发电片7并联连接，三组发电片7的冷端均粘接在水冷头6的顶端，发电片7的顶端固定安装有均热板8，换热槽1内底的另一侧和均热板8顶端的一侧分别固定安装有温度传感器Ⅰ9和温度传感器Ⅱ10，中控台11的正面固定安装有触摸屏12，触摸屏12的输入端和输出端分别与PLC控制器22的输出端和输入端电连接，PLC控制器22的输入端分别与温度传感器Ⅰ9和温度传感器Ⅱ10的输出端电连接，温度传感器Ⅰ9和温度传感器Ⅱ10的输出端分别与温度仪表Ⅰ17和温度仪表Ⅱ18的输入端电连接，PLC控制器22的输出端分别与电动推杆2和水泵4的输入端电连接，PLC控制器22和触摸屏12之间通过RS485ASCII进行通讯，利用触摸屏12驱动PLC控制器22进而控制各个执行部件，保证发电片7两侧的冷热端温差始终在80℃～150℃的区间内，中控台11位于触摸屏12一侧的正面从上到下依次固定安装有急停按钮13和水泵开关14，急停按钮13控制2的紧急运转，中控台11位于触摸屏12另一侧的正面从上到下依次固定安装有上升按钮15和下降按钮16，中控台11位于触摸屏12底部的正面从左到右依次固定安装有温度仪表Ⅰ17、温度仪表Ⅱ18和双显表19，双显表19的输入端分别与电流表20和电压表21的输出端电连接，电流表20和电压表21分别串联和并联接入设备负载中，电动推杆2的顶端与聚光镜23内腔的中部固定套接，聚光镜23采用菲涅尔透镜，其与电动推杆2顶端的套接方式采用在聚光镜23的边缘安装金属镜框，再由金属镜框的外壁与电动推杆2的顶端固定套接，电动推杆2、温度传感器Ⅰ9、触摸屏12、温度仪表Ⅰ17和PLC控制器22的型号分别采用XTL100型电动推杆、PT100温度传感器、昆仑通态TPC7062K型触摸屏、台达DTA4848R1型温度仪表和台达DVP-14SS2型PLC，温度传感器Ⅰ9和温度仪表Ⅰ17的使用型号与温度传感器Ⅱ10和温度仪表Ⅱ18的使用型号分别对应相同。
工作时，由聚光镜23将太阳光聚集并投射到均热板8上，由均热板8将热量均匀散布至发电片7上，使得发电片7的顶端温度升高，同时启动水泵4，将换热槽1内的冷水经过水管5和水冷头6的循环，将水冷头6的热量进行换热处理，由水冷头6将发电片7底端的温度降低，设备运行中，温度传感器Ⅰ9和温度传感器Ⅱ10对换热槽1和均热板8上的温度进行实时检测并在温度仪表Ⅰ17和温度仪表Ⅱ18的仪表上，同时将数据传输给PLC控制器22，由PLC控制器22做出对比处理后，分别控制电动推杆2和水泵4运转，由电动推杆2带动水泵4转动角度，由水泵4带动水冷头6内的水循环，也可通过水泵开关14、上升按钮15和下降按钮16分别控制水泵4、电动推杆2的上升或下降。
综上所述，该聚光型太阳能热电联产装置，通过设置聚光镜23和水冷头6，由聚光镜23和水冷头6分别将发电片7上下两侧的温度调节至较高与较低两种状态，从而使得发电片7两侧的温差达到光热转化效率最大所需的温差，进而将热电转化效率推至最大化；通过设置PLC控制器22，由PLC控制器22根据温度传感器Ⅰ9与温度传感器Ⅱ10检测的数据，实时检测装置运行的温度，再由预定值自动控制水泵4或电动推杆2工作，以调节水冷头6的散热效率或水泵4的聚热效率，从而实现自动化调节；解决了目前的太阳能温差发电装置由于太阳能的能量密度较低，获得的热量温度较低，导致装置的热电转换效率较低，同时，现有的太阳能温差发电装置不能实时的监控收集到的热端温度值及发出的电量值的问题。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种聚光型太阳能热电联产装置，包括换热槽(1)和中控台(11)，其特征在于：所述换热槽(1)的一侧放置有电动推杆(2)，所述换热槽(1)的另一侧固定安装有配电柜(3)，所述换热槽(1)内底的一侧固定安装有水泵(4)，所述水泵(4)的进水口位于换热槽(1)的内部，所述水泵(4)的出水口与水管(5)的一端连通，所述水管(5)的另一端贯穿水冷头(6)的内部并延伸至换热槽(1)内腔的另一侧，所述水冷头(6)的顶端固定安装有发电片(7)，所述发电片(7)的顶端固定安装有均热板(8)，所述换热槽(1)内底的另一侧和均热板(8)顶端的一侧分别固定安装有温度传感器Ⅰ(9)和温度传感器Ⅱ(10)，所述中控台(11)的正面固定安装有触摸屏(12)，所述中控台(11)位于触摸屏(12)一侧的正面从上到下依次固定安装有急停按钮(13)和水泵开关(14)，所述中控台(11)位于触摸屏(12)另一侧的正面从上到下依次固定安装有上升按钮(15)和下降按钮(16)，所述中控台(11)位于触摸屏(12)底部的正面从左到右依次固定安装有温度仪表Ⅰ(17)、温度仪表Ⅱ(18)和双显表(19)，所述电动推杆(2)的顶端与聚光镜(23)内腔的中部固定套接。
2.根据权利要求1所述的一种聚光型太阳能热电联产装置，其特征在于：所述双显表(19)的输入端分别与电流表(20)和电压表(21)的输出端电连接，所述电流表(20)和电压表(21)分别串联和并联接入设备负载中。
3.根据权利要求1所述的一种聚光型太阳能热电联产装置，其特征在于：所述触摸屏(12)的输入端和输出端分别与PLC控制器(22)的输出端和输入端电连接，所述PLC控制器(22)的输入端分别与温度传感器Ⅰ(9)和温度传感器Ⅱ(10)的输出端电连接，所述温度传感器Ⅰ(9)和温度传感器Ⅱ(10)的输出端分别与温度仪表Ⅰ(17)和温度仪表Ⅱ(18)的输入端电连接，所述PLC控制器(22)的输出端分别与电动推杆(2)和水泵(4)的输入端电连接。
4.根据权利要求1所述的一种聚光型太阳能热电联产装置，其特征在于：所述聚光镜(23)采用菲涅尔透镜，其与电动推杆(2)顶端的套接方式采用在聚光镜(23)的边缘安装金属镜框，再由金属镜框的外壁与电动推杆(2)的顶端固定套接。
5.根据权利要求1所述的一种聚光型太阳能热电联产装置，其特征在于：所述发电片(7)的数量设有十八块，且将十八块发电片(7)分成三组，每组六块所述发电片(7)串联连接，三组所述发电片(7)并联连接，三组所述发电片(7)的冷端均粘接在水冷头(6)的顶端。
6.根据权利要求1所述的一种聚光型太阳能热电联产装置，其特征在于：所述电动推杆(2)、温度传感器Ⅰ(9)、触摸屏(12)、温度仪表Ⅰ(17)和PLC控制器(22)的型号分别采用XTL100型电动推杆、PT100温度传感器、昆仑通态TPC7062K型触摸屏、台达DTA4848R1型温度仪表和台达DVP-14SS2型PLC，所述温度传感器Ⅰ(9)和温度仪表Ⅰ(17)的使用型号与温度传感器Ⅱ(10)和温度仪表Ⅱ(18)的使用型号分别对应相同。
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| CN110440464A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-11-12 | 久盛电气股份有限公司 | 一种环保光聚能加热自动调温装置 |
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