CN217935531U - 一种高供热参数的太阳能综合利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种高供热参数的太阳能综合利用系统，属于太阳能综合利用技术领域。包括聚焦装置、太阳能电池、换热装置、集热装置和分光谱装置；分光谱装置设在聚焦装置的聚焦区域，太阳能电池设在分光谱装置的光谱响应波段光束聚焦处，集热装置设在分光谱装置的热辐射波段光束聚焦处；换热装置设在太阳能电池背面，换热装置通过换热介质循环系统与集热装置连接。本实用新型发电效率高，能够显著提高系统的出口水温，大幅度提升整套系统的综合利用

效率；同时能够有效降低成本，具有良好的应用前景。

Description

一种高供热参数的太阳能综合利用系统

技术领域

本实用新型属于太阳能综合利用技术领域，具体涉及一种高供热参数的太阳能综合利用系统。

背景技术

太阳能是极具应用前景的清洁能源，光伏光热综合利用技术为太阳能利用效率最高的主要形式之一。光伏光热综合利用技术是将光伏模块通过机械或化学粘合剂等方法在光伏电池背后设置换热装置，利用换热装置将热量导出，降低光伏电池组件温度，提升光伏电池组件效率，同时提供一定温度的热水(约80℃以下)，实现热电联供，提升系统的太阳能综合利用效率。

然而受到光伏组件的高效点使用温度限制，光伏光热综合利用系统的出口水温只能被限制在低品位的热能(80℃以下)，应用场景有限。

发明内容

为了解决上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种高供热参数的太阳能综合利用系统，发电效率高，能够显著提高系统的出口水温，大幅度提升整套系统的综合利用

效率。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

本实用新型公开了一种高供热参数的太阳能综合利用系统，包括聚焦装置、太阳能电池、换热装置、集热装置和分光谱装置；分光谱装置设在聚焦装置的聚焦区域，太阳能电池设在分光谱装置的光谱响应波段光束聚焦处，集热装置设在分光谱装置的热辐射波段光束聚焦处；换热装置设在太阳能电池背面，换热装置通过换热介质循环系统与集热装置连接。

优选地，太阳能电池为晶硅电池、非晶硅电池、钙钛矿电池或砷化镓电池。

优选地，换热装置为印刷电路板式换热器。

优选地，集热装置为管式换热器。

优选地，所述换热介质循环系统包括介质供给罐、低温介质储罐和高温介质储罐，介质供给罐与换热装置连接，换热装置分别与集热装置和低温介质储罐连接，集热装置与高温介质储罐连接，低温介质储罐连接至低温用户，高温介质储罐连接至高温用户。

进一步优选地，换热装置、集热装置、低温介质储罐和高温介质储罐分别设有温度检测装置。

进一步优选地，高温介质储罐设有压力检测装置。

优选地，聚焦装置上设有光照传感器，聚焦装置、太阳能电池、集热装置和分光谱装置分别设有转角调节机构和俯仰角调节机构。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型公开的一种高供热参数的太阳能综合利用系统，通过聚焦装置将太阳光线聚焦于一小区域，于聚焦小区域设置分光谱装置，对太阳光进行分光处理，将可激发太阳能电池产生光生伏打效应的光线和无法激发太阳能电池产生光生伏打效应的光线分成光谱响应波段光束和热辐射波段光束，太阳能电池收集光谱响应波段光束发电，热辐射波段光束聚焦于集热装置的集热收集面。光谱响应波段光束和热辐射波段光束互不干扰，整套系统光伏发电效率高、热利用

效率高。此外，本套系统通过太阳光线聚焦装置先将太阳光线聚焦于聚焦小区域，于聚焦小区域设置分光谱装置，而非于太阳光线聚焦装置上设置分光谱装置，极大地节约了分光谱装置的分光谱材料，降低了投资成本。

进一步地，换热装置采用印刷电路板式换热器，结构紧凑，耐高温、耐高压，效率高，且寿命长。

进一步地，集热装置采用管式换热器，结构简单、便于安装维护，换热效率高。

进一步地，换热介质循环系统设置有低温介质储罐和高温介质储罐两级储罐，能够根据用户实际需要输出不同温度等级的介质。

更进一步地，换热装置、集热装置、低温介质储罐和高温介质储罐分别设有温度检测装置，能够实时监控各处温度，控制系统的进程。

更进一步地，由于高温介质储罐的介质为高温高压，压力检测装置能够实时监测，保证系统安全。

进一步地，聚焦装置上设有光照传感器，能够实时监测太阳光的接收强度，并通过设在聚焦装置、太阳能电池、集热装置和分光谱装置的转角调节机构和俯仰角调节机构，保证整个系统对太阳光的最大利用率。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；

图2为实施例2的结构示意图；

图3为实施例3的结构示意图。

图中：1-聚焦装置、2-太阳能电池、3-换热装置、4-集热装置，5-分光谱装置、6-太阳光线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细描述，其内容是对本实用新型的解释而不是限定：

本实用新型的高供热参数的太阳能综合利用系统，包括聚焦装置1、太阳能电池2、换热装置3、集热装置4和分光谱装置5；分光谱装置5设在聚焦装置1的聚焦区域，太阳能电池2设在分光谱装置5的光谱响应波段光束聚焦处，集热装置4设在分光谱装置5的热辐射波段光束聚焦处；换热装置3设在太阳能电池2背面，换热装置3通过换热介质循环系统与集热装置4连接。

在本实用新型的一个较优的实施例中，太阳能电池2为晶硅电池、非晶硅电池、钙钛矿电池或砷化镓电池。

在本实用新型的一个较优的实施例中，换热装置3为印刷电路板式换热器。

在本实用新型的一个较优的实施例中，集热装置4为管式换热器。

在本实用新型的一个较优的实施例中，所述换热介质循环系统包括介质供给罐、低温介质储罐和高温介质储罐，介质供给罐与换热装置3连接，换热装置3分别与集热装置4和低温介质储罐连接，集热装置4与高温介质储罐连接，低温介质储罐连接至低温用户，高温介质储罐连接至高温用户。优选地，换热装置3、集热装置4、低温介质储罐和高温介质储罐分别设有温度检测装置。优选地，高温介质储罐设有压力检测装置。

在本实用新型的一个较优的实施例中，聚焦装置1上设有光照传感器，聚焦装置1、太阳能电池2、集热装置4和分光谱装置5分别设有转角调节机构和俯仰角调节机构。

上述高供热参数的太阳能综合利用系统的工作方法，包括：

太阳光线6投射到聚焦装置1上，聚焦装置1将太阳光线6聚焦于一个小区域，在小区域设置分光谱装置5，将太阳光线聚焦到分光谱装置5上；分光谱装置5设置在太阳能电池2组件上，分光谱装置5接收太阳能聚集光线，并对其进行分光，将太阳光线6分成光谱响应波段光束和热辐射波段光束。

在太阳能电池2背后设置换热装置3，太阳能电池2吸收太阳光光线后温度上升，其背后设置的换热装置3对太阳能电池2进行降温，预热后的换热装置3换热介质流向集热装置4进行再次蓄热升温。

将太阳能电池2组件设置于分光谱装置5分光谱透射聚焦处，以接收光谱响应波段光线发电，分光后的热辐射波段光线投射到集热装置4上进行蓄热以收集太阳光线中的热辐射能。

将集热装置4置于分光谱装置5的反射聚焦点或聚焦束处，热辐射波段光束投射到集热装置4上，集热装置4收集热辐射波段光束的辐射热能。

下面以几个具体实施例来对本实用新型进行进一步的解释说明：

实施例1

如图1，本实施例的聚焦装置1采用凹面镜装置，分光谱装置5设在凹面镜的聚焦区域。太阳能电池2采用多晶硅光伏电池为太阳能电池，换热装置3采用印刷电路式换热器，集热装置4采用管式集热系统。该系统实际运行的光伏发电效率高达24.8％，集热装置4出口温度为210℃。

实施例2

如图2，本实施例的聚焦装置1采用槽式反射聚焦镜装置，分光谱装置5设在槽式反射聚焦镜装置的聚焦区域。太阳能电池2采用钙钛矿光伏电池，换热装置3采用印刷电路式换热器，集热装置4采用管式集热系统，整套系统实际运行的光伏发电效率高达26.7％，集热系统出口温度为210℃。

实施例3

如图3，该系统的聚焦装置1采用若干平面反射镜，分光谱装置5采用凹面镜形状，分光谱装置5背面随形布置若干太阳能电池2，集热装置4设置在分光谱装置5的反射焦点。太阳能电池2采用砷化镓聚光光伏电池，换热装置3采用印刷电路式换热器，集热装置4采用管式集热系统，整套系统实际运行的光伏发电效率高达28.6％％，集热系统出口温度为308℃。

以上所述，仅为本实用新型实施方式中的部分，本实用新型中虽然使用了部分术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了方便的描述和解释本实用新型的本质，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。以上所述仅以实施例来进一步说明本实用新型的内容，以便于更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。

Claims (8)

1.一种高供热参数的太阳能综合利用系统，其特征在于，包括聚焦装置(1)、太阳能电池(2)、换热装置(3)、集热装置(4)和分光谱装置(5)；分光谱装置(5)设在聚焦装置(1)的聚焦区域，太阳能电池(2)设在分光谱装置(5)的光谱响应波段光束聚焦处，集热装置(4)设在分光谱装置(5)的热辐射波段光束聚焦处；换热装置(3)设在太阳能电池(2)背面，换热装置(3)通过换热介质循环系统与集热装置(4)连接。

2.根据权利要求1所述的高供热参数的太阳能综合利用系统，其特征在于，太阳能电池(2)为晶硅电池、非晶硅电池、钙钛矿电池或砷化镓电池。

3.根据权利要求1所述的高供热参数的太阳能综合利用系统，其特征在于，换热装置(3)为印刷电路板式换热器。

4.根据权利要求1所述的高供热参数的太阳能综合利用系统，其特征在于，集热装置(4)为管式换热器。

5.根据权利要求1所述的高供热参数的太阳能综合利用系统，其特征在于，所述换热介质循环系统包括介质供给罐、低温介质储罐和高温介质储罐，介质供给罐与换热装置(3)连接，换热装置(3)分别与集热装置(4)和低温介质储罐连接，集热装置(4)与高温介质储罐连接，低温介质储罐连接至低温用户，高温介质储罐连接至高温用户。

6.根据权利要求5所述的高供热参数的太阳能综合利用系统，其特征在于，换热装置(3)、集热装置(4)、低温介质储罐和高温介质储罐分别设有温度检测装置。

7.根据权利要求5所述的高供热参数的太阳能综合利用系统，其特征在于，高温介质储罐设有压力检测装置。

8.根据权利要求1所述的高供热参数的太阳能综合利用系统，其特征在于，聚焦装置(1)上设有光照传感器，聚焦装置(1)、太阳能电池(2)、集热装置(4)和分光谱装置(5)分别设有转角调节机构和俯仰角调节机构。

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