[发明专利]光电、光热一体化的太阳电池发电系统

说明书

技术领域

本发明属于太阳能应用技术领域，涉及一种光电、光热一体化的太阳电池发电系统，

背景技术

随着世界经济的发展，电力能源的供应日趋紧张，传统用燃料生产的电力能源，一方面面临着煤炭、石油的储藏量越来越少的威胁，而另一方面，利用燃料生产电力的同时，对环境造成了严重的污染。由于太阳能是最干净的能源，它随处可见，而且它永远存在。因而越来越多的人把注意力转向利用太阳能发电，特别是基于光电转换的太阳电池发电系统，利用太阳电池发电最重要的就是提高太阳电池的光电转换效率。人们为此做了很多的努力，利用聚光镜提高阳光强度，使聚焦在太阳电池板上，为了进一步提高太阳电池板的光电转换效率，还为太阳电池板装上自动跟踪太阳装置，无论太阳和地球的相对运动使它们之间的相对位置怎样变化，太阳电池板可以一直保持正对太阳，因而太阳电池板的采光面可以采到尽可能多的太阳光。但太阳电池板的光电转换效率一方面随着采集到的太阳光能的增加而增加，而另一方面位于聚光面上的太阳电池板在采光的同时，其自身的温度也在不断升高，太阳电池板的光电转换效率会随着其自身温度的上升而下降的特性，这就难于使太阳电池板的效率进一步提高，而且在光电转换的同时太阳辐射产生的热量也白白地浪费了。

本发明的目的在于提供一种光电、光热一体化的太阳电池发电系统，该系统在提高光电转换效率的同时将太阳辐射到太阳电池上的热量回收，用来提供热水。

本发明所提供的光电、光热一体化的太阳电池发电系统，由太阳电池板及其安装架构成的发电装置、太阳跟踪装置组成，所述太阳跟踪装置包括驱动机构、机械传动机构和控制驱动机构的跟踪控制电路，其特点是系统上还有由贮水箱、与其相通的水管、热管及与热管为一体的吸热翅片构成的光热利用装置，所述太阳电池板依次由太阳电池组、导热绝缘树脂胶及与热管为一体的吸热翅片组装而成，与太阳电池相接触的吸热翅片的面积大于、等于太阳电池组采光面面积，热管的蒸发段在太阳电池组的背面，热管的冷凝段插入与贮水箱相通的水管内，热管的冷凝段一端与水管密封并活动连接，其另一端与装在安装架上的下支承件活动连接；由N块太阳电池板、太阳电池板背面的N个热管、与贮水箱相通的水管、下支承件被装在安装架上构成一个光电、光热一体化的太阳电池发电单元，其中N≥1，该系统由一个以上的光电、光热一体化的太阳电池发电单元组成，两个相邻单元的水管由连接管件连接，最外侧的进水管接进水开关，靠近贮水箱一侧的水管通过温控开关连接贮水箱。

本发明所提供的光电、光热一体化的太阳电池发电系统工作原理如下：由太阳电池板及其安装架构成电站的核心发电装置，太阳跟踪装置使太阳电池板跟踪太阳，从而更进一步提高了太阳电池的光电转换效率，但由于太阳跟踪装置使太阳电池板始终正对太阳，这也使太阳电池采光面的温度升高，当太阳电池的工作温度升高时，由于热激发所产生的少数载流子增多，漂移的“暗”电流也增大，所以会影响其输出功率。本发明在太阳电池发电系统中设置了由贮水箱、与其相通的水管、热管及与热管为一体的吸热翅片构成的光热利用装置，太阳电池组由导热绝缘树脂胶粘贴在与热管为一体的吸热翅片上成为太阳电池板，与太阳电池相接触的吸热翅片的面积大于、等于太阳电池组采光面的面积，一方面与热管为一体的吸热翅片承担起支承太阳电池组的作用，另一方面太阳辐射到太阳电池上的热量可以通过导热绝缘膜传到吸热翅片上，并迅速地将热量传到与其一体的热管中，使热管蒸发段的工质受热蒸发，插入水管中的热管冷凝段不断地向水管内的水释放热量，将水管内的水变热后经温控开关流入水箱，温控开关用来控制热水的温度达到或超过所设置的温度后再进入水箱。所述的热管的冷凝段一端与水管密封并活动连接，其另一端与装在安装架上的下支承件活动连接，是为了在太阳跟踪装置的带动下太阳电池板可以方便自如地跟踪太阳。本发明所提供光电、光热一体化的太阳电池发电系统中的光热利用装置，将太阳辐射到太阳电池上的热量采用热管及其吸热翅片高效地移出并加以利用，在光电转换的过程中使太阳电池采光面的温度始终保持在60℃以下，使太阳电池工作在最佳状态，提高太阳电池光电转换效率的同时，提供生活用热水。实现了光电、光热的综合利用。