CN215909457U - 一种高效光伏发电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种高效光伏发电系统，其包括光伏发电装置和降温装置；所述光伏发电装置包括菲尼尔透镜，菲尼尔透镜聚焦处设有分光滤光片，所分光滤光片分为可见光区和远红外光区，所述可见光区下面安装有光伏组件；所述降温装置包括降温组件和溴化锂制冷机组，所述降温组件安装于光伏组件的底部，其内设有冷却水管，冷却水管内流过经溴化锂制冷机组降温后的冷水。本实用新型具有将可见光和红外线分离应用，同时对光伏组件进行降温的优点。

Description

一种高效光伏发电系统
技术领域
本实用新型涉及太阳能光伏发电技术领域，特别是涉及一种高效光伏发电系统。
背景技术
太阳能是目前地球上最好的清洁能源来源，而光伏组件，是当前将太阳能转化为电能的最佳解决方案。如今光伏组件成本呈现逐年下降的趋势，分布式发电前景日益体现，平价上网，光伏入户已成大势所趋。
目前广泛采用的安装方式为固定式支架，正常使用的光照条件下，组件的发电量随光线入射角度变化而变化，光能利用率在日出日落前后的一段时间内很低。且在日照条件下，组件温度会逐渐升高，这种组件的高温会降低组件的转换效率，进而影响组件的发电量。
光伏电池对不同波长的光子吸收范围是由光伏电池材料的带隙宽度决定的，受现有材料限制，目前还没有一种材料的光伏电池可以覆盖从近紫外到远红外的太阳光主要功率范围。近年来，随着光谱分离光伏技术的研究，光伏电池的主要效率均来源于280~890nm的可见光范围，而红外线只会产生更多热量，对光伏电池总体发电效率起到负面的影响。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种将可见光和红外线分离应用，同时对光伏组件进行降温的高效光伏发电系统。
本实用新型的技术方案是：一种高效光伏发电系统，其包括光伏发电装置和降温装置；所述光伏发电装置包括菲尼尔透镜，菲尼尔透镜聚焦处设有分光滤光片，所分光滤光片分为可见光区和远红外光区，所述可见光区下面安装有光伏组件；所述降温装置包括降温组件和溴化锂制冷机组，所述降温组件安装于光伏组件的底部，其内设有冷却水管，冷却水管内流过经溴化锂制冷机组降温后的冷水。
本实用新型进一步的技术方案是：所述溴化锂制冷机组包括冷凝室、蒸发室、平板集热器、换热器、发生室和吸收室；
所述换热器设有热水出口、热水进口、溶液进口和溶液出口；其热水进口连接平板集热器的出水口，其热水出口与平板集热器的入水口相连；所述平板集热器位于远红外光区下方；
所述吸收室设有第一溶液进口、第一溶液出口、第一冷却水进口和第一冷却水出口；其第一溶液进口端与生室底部的第二溶液出口端相连，发生室的第二溶液进口端与换热器的溶液出口端相连；吸收室底部的第一溶溶液出口端连接溶液泵的第一进口，溶液泵的第一出口与换热器的溶液进口端相连；
所述吸收室的第一冷却水进口端与冷凝室的第二冷却水出口端相连，冷凝室的第二冷却水进口端连接冷却水泵的第二出口端，冷却水泵的第二进口端连接冷却水塔的冷却水出口端，冷却水塔的冷却水进口端与吸收室的第一冷却水出口端相连；
所述蒸发室的冷水出口端与降温组件的冷水管进口端相连，降温组件的冷水管出口端连接冷水泵的第三进口，冷水泵的第三出口与蒸发室的冷水进口端相连。
本实用新型进一步的技术方案是：所述可见光区和远红外光区面积之和与菲尼尔透镜相匹配。
本实用新型进一步的技术方案是：所述菲尼尔透镜的平面端、分光滤光片与光伏组件为平行结构。
本实用新型进一步的技术方案是：所述降温组件与光伏组件紧密接触，光伏组件内部设有多根换热毛细管，换热毛细管的进出口分别与降温组件的冷水管进出口相连通，其内部充装有冷水。
本实用新型进一步的技术方案是：所述冷凝室和发生室均位于同一筒体内，中间由隔板隔开，上端气体相通，下端液体互不相通，构成发生冷凝器；所述蒸发室和吸收室位于同一筒体内，中间由第一隔板隔开，上端气体相通，下端液体互不相通，构成蒸发吸收器；所述发生冷凝器和蒸发吸收器均为真空密封装置。
本实用新型进一步的技术方案是：所述发生室内部由上而下分别安装有布液管、填料；所述蒸发室和吸收室内部自上而下安装有布液管、换热管。
本实用新型进一步的技术方案是：所述冷凝室和蒸发室之间安装有U型节流管；所述发生室和吸收室之间安装有U型节流管。
本实用新型与现有技术相比具有如下特点：
（1）效率高。由本发明的技术方案可知，经分光滤光片分离后的太阳光分为可见光和红外线，可见光用来光伏发电，红外线用来制取热量，充分利用了太阳光，因此整个系统的效率大幅提升。
（2）降温效果好。本发明在两个方面大幅降低了光伏组件的温度，一方面，经过光谱分离后只有可见光部分照射到光伏组件表面，因此光伏组件表面基本不产生热量；二方面经分离后的红外线照射到平板集热器上，产生热水，热水经过溴化锂制冷机组转化生产出低于常温的冷水，并用冷水来冷却光伏组件，使得光伏组件的温度低于外界温度，大大提升了光伏组件的发电效率。
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的详细结构作进一步描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种高效光伏发电系统，其包括光伏发电装置和降温装置；
所述光伏发电装置包括菲尼尔透镜1，菲尼尔透镜1聚焦处设有分光滤光片2，所分光滤光片2分为可见光区3和远红外光区11，所述可见光区3下面安装有光伏组件4；
所述降温装置包括降温组件5和溴化锂制冷机组，所述降温组件5安装于光伏组件4的底部，其内设有冷却水管，冷却水管内流过经溴化锂制冷机组降温后的冷水。
所述溴化锂制冷机组包括冷凝室7、蒸发室9、平板集热器12、换热器13、发生室14和吸收室15；
所述换热器13设有热水出口、热水进口、溶液进口和溶液出口；其热水进口连接平板集热器12的出水口，其热水出口与平板集热器12的入水口相连；所述平板集热器12位于远红外光区11下方。即，平板集热器12和换热器13构成溴化锂制冷机组的热水加热线路。
所述吸收室15设有第一溶液进口、第一溶液出口、第一冷却水进口和第一冷却水出口；其第一溶液进口端与发生室14底部的第二溶液出口端相连，发生室14的第二溶液进口端与换热器13的溶液出口端相连；吸收室15底部的第一溶溶液出口端连接溶液泵16的第一进口，溶液泵16的第一出口与换热器13的溶液进口端相连。即，换热器13、发生室14、吸收室15和溶液泵16构成溴化锂制冷机组的溴化锂溶液循环线路，其中循环的溶液为溴化锂。
所述吸收室15的第一冷却水进口端与冷凝室7的第二冷却水出口端相连，冷凝室7的第二冷却水进口端连接冷却水泵8的第二出口端，冷却水泵8的第二进口端连接冷却水塔6的冷却水出口端，冷却水塔6的冷却水进口端与吸收室15的第一冷却水出口端相连。即，冷却水塔6、冷凝室7、冷却水泵8和吸收室15构成溴化锂制冷机组的冷却水循环线路。
所述蒸发室9的冷水出口端与降温组件5的冷水管进口端相连，降温组件5的冷水管出口端连接冷水泵10的第三进口，冷水泵10的第三出口与蒸发室9的冷水进口端相连。即，降温组件5、蒸发室9和冷水泵10构成溴化锂制冷机组的冷水降温线路。
优选地，所述可见光区3和远红外光区11面积之和与菲尼尔透镜1相匹配。
优选地，所述菲尼尔透镜1的平面端、分光滤光片2与光伏组件4为平行结构。
优选地，所述降温组件5与光伏组件4紧密接触，光伏组件4内部设有多根换热毛细管，换热毛细管的进出口分别与降温组件5的冷水管进出口相连通，其内部充装有冷水。这样更有利于光伏组件4的降温。
优选地，所述冷凝室7和发生室14均位于同一筒体内，中间由隔板隔开，上端气体相通，下端液体互不相通，构成发生冷凝器；所述蒸发室9和吸收室15位于同一筒体内，中间由第一隔板隔开，上端气体相通，下端液体互不相通，构成蒸发吸收器；所述发生冷凝器和蒸发吸收器均为真空密封装置。
优选地，所述发生室14内部由上而下分别安装有布液管、填料；所述蒸发室9和吸收室15内部自上而下安装有布液管、换热管。
优选地，所述冷凝室7和蒸发室9之间安装有U型节流管；所述发生室14和吸收室15之间安装有U型节流管。
其工作原理如下：太阳光经菲尼尔透镜1聚光后照射在分光滤光片2上，经光谱分离后，可见光区3照射在光伏组件4上，使光伏组件4在不受热的情况下高效率发电；远红外光区11照射在平板集热器12上，平板集热器12内部产生热水，热水用来提供热量给溴化锂制冷机组产生低于常温的冷水，冷水进入降温组件5，给光伏组件4降温，使得光伏组件4的温度低于常温，进一步提升光伏组件的发电效率。
上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高效光伏发电系统，其特征在于：其包括光伏发电装置和降温装置；
所述光伏发电装置包括菲尼尔透镜（1），菲尼尔透镜（1）聚焦处设有分光滤光片（2），所分光滤光片（2）分为可见光区（3）和远红外光区（11），所述可见光区（3）下面安装有光伏组件（4）；
所述降温装置包括降温组件（5）和溴化锂制冷机组，所述降温组件（5）安装于光伏组件（4）的底部，其内设有冷却水管，冷却水管内流过经溴化锂制冷机组降温后的冷水。
2.根据权利要求1所述的一种高效光伏发电系统，其特征在于：所述溴化锂制冷机组包括冷凝室（7）、蒸发室（9）、平板集热器（12）、换热器（13）、发生室（14）和吸收室（15）；
所述换热器（13）设有热水出口、热水进口、溶液进口和溶液出口；其热水进口连接平板集热器（12）的出水口，其热水出口与平板集热器（12）的入水口相连；所述平板集热器（12）位于远红外光区（11）下方；
所述吸收室（15）设有第一溶液进口、第一溶液出口、第一冷却水进口和第一冷却水出口；其第一溶液进口端与生室（14）底部的第二溶液出口端相连，发生室（14）的第二溶液进口端与换热器（13）的溶液出口端相连；吸收室（15）底部的第一溶液出口端连接溶液泵（16）的第一进口，溶液泵（16）的第一出口与换热器（13）的溶液进口端相连；
所述吸收室（15）的第一冷却水进口端与冷凝室（7）的第二冷却水出口端相连，冷凝室（7）的第二冷却水进口端连接冷却水泵（8）的第二出口端，冷却水泵（8）的第二进口端连接冷却水塔（6）的冷却水出口端，冷却水塔（6）的冷却水进口端与吸收室（15）的第一冷却水出口端相连；
所述蒸发室（9）的冷水出口端与降温组件（5）的冷水管进口端相连，降温组件（5）的冷水管出口端连接冷水泵（10）的第三进口，冷水泵（10）的第三出口与蒸发室（9）的冷水进口端相连。
3.根据权利要求1所述的一种高效光伏发电系统，其特征在于：所述可见光区（3）和远红外光区（11）面积之和与菲尼尔透镜（1）相匹配。
4.根据权利要求1所述的一种高效光伏发电系统，其特征在于：所述菲尼尔透镜（1）的平面端、分光滤光片（2）与光伏组件（4）为平行结构。
5.根据权利要求1所述的一种高效光伏发电系统，其特征在于：所述降温组件（5）与光伏组件（4）紧密接触，光伏组件（4）内部设有多根换热毛细管，换热毛细管的进出口分别与降温组件（5）的冷水管进出口相连通，其内部充装有冷水。
6.根据权利要求2所述的一种高效光伏发电系统，其特征在于：所述冷凝室（7）和发生室（14）均位于同一筒体内，中间由隔板隔开，上端气体相通，下端液体互不相通，构成发生冷凝器；所述蒸发室（9）和吸收室（15）位于同一筒体内，中间由第一隔板隔开，上端气体相通，下端液体互不相通，构成蒸发吸收器；所述发生冷凝器和蒸发吸收器均为真空密封装置。
7.根据权利要求2所述的一种高效光伏发电系统，其特征在于：所述发生室（14）内部由上而下分别安装有布液管、填料；所述蒸发室（9）和吸收室（15）内部自上而下安装有布液管、换热管。
8.根据权利要求2所述的一种高效光伏发电系统，其特征在于：所述冷凝室（7）和蒸发室（9）之间安装有U型节流管；所述发生室（14）和吸收室（15）之间安装有U型节流管。
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