[发明专利]太阳能光热半导体温差发电热水系统

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种太阳能光热发电系统，特别是涉及一种太阳能光热半导体温差发电热水系统。

背景技术

目前，能源危机和环境恶化日益严重，太阳能作为一种可再生的绿色能源，具有无限开发等优点。太阳能发电技术有光伏发电和太阳能热发电两种，光伏发电是一种通过半导体在太阳光的照射下产生电位差来发电的技术。太阳能光热发电，就是利用太阳光热能转换电能的一种技术。

光伏发电技术成熟，只是成本过高，效率不理想。造成很难普及。而太阳能光热半导体温差发电系统却解决了这方面的难题。且使用时限长，维护少，即经济又环保。

而本发明是以半导温差发电模块的热电效应为基础。集热器吸收太阳光转化为热能，然后将热能传给半导体发电模块进行发电。通过结合太阳能集热装置，研发出太阳能光热半导体温差发电热水系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本较低、效率高、容易普及的太阳能光热半导体温差发电热水系统。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

本发明是一种太阳能光热半导体温差发电热水系统，包括：集热器、蓄电池、储热水箱、逆变器、电控制器等；所述集热器的电源输出端与电控制器连接，电控制器同时与蓄电池和逆变器相连接，在给蓄电池充电的同时，一部分电能经逆变器出来的电源直接接市电开关给负载供电；储热水箱通过循环水管路与集热器连接储存热水。

集热器包括分别安装在不锈钢保护外壳内的钢化玻璃保护盖、平板真空玻璃、并联在一起的半导体温差发电模块、带散热水箱盖的冷却水箱、聚氨酯发泡保温层；所述半导体温差发电模块的热面上镀有多靶、耐高温、耐氧化太阳光谱选择性吸收膜层；冷却水箱位于在最底部，其散热水箱盖上与所述的半导体温差发电模块的冷面紧贴；半导体温差发电模块的热面上方安装平板真空玻璃；平板真空玻璃上方安装钢化玻璃保护盖；聚氨脂发泡保温层填充在不锈钢保护外壳内的空隙中。

冷却水箱上接有冷水管、热水管和温度传感器；冷水管通过电磁阀与系统外的自来水管路的进水阀连接；温度传感器安装在集热器的热水出水口旁，并通过热水管与储热水箱的进水口连接；储热水箱上接有回水管、出水管、水位温度传感器；水位温度传感器安装在储热水箱上端，电加热器安装在储热水箱右侧下端，回水管通过循环泵和止回阀与集热器的冷水管连接；出水管与系统外的放水球阀连接。

该系统还具有热水控制器，热水控制器经电源线分别与电磁阀、循环泵、温度传感器、电加热器、水位温度传感器连接。

冷却水箱上的散热水箱盖向下方延伸出至少一条散热翅片。

散热水箱盖与半导体温差发电模块的冷面之间通过导热硅胶紧密相接。

所述每块半导体温差发电模块热面温度达到200℃，冷面温度降到60℃（含）以下，至少保证两面温差达到60℃以上，能产生电压4V、电流0.6A、输出功率为2.4W。在安放100片半导体温差发电模块的情况下，全部串联输出电压400V、输出电流0.6A；全部并联输出电压4V、输出电流60A；输出功率为240W。去除一些传输损耗和线路损耗，通过逆变器可整流出220V的交流电压，完全满足一般家庭的正常照明用电。

本发明太阳能光热半导体温差发电热水系统有以下优点：

（1）利用太阳光热做为集热器的热源，取之不尽用之不竭；

（2）直接在半导体温差发电模块热面上镀一层太阳光选择性吸收涂层（ZL200920238076.2），减少通过其它介质加热转化给半导体温差发电模块麻烦，同时也减少了热损失高及热效应低的问题，在半导体温差发电模块热面上直接镀一层太阳光选择性吸收涂层后，使太阳光照射直接地将光能转化成热能，提高了集热效率；

（3）利用平板真空玻璃解决保温效果，因半导体温差发电模块吸收热量同时还存在热损失，造成半导体温差发电片热效应不高，达不到理想的温度，加装平板真空玻璃解决保温效果不好的问题，提高了半导体温差发电模块热效应。

（4）利用不锈钢保护外壳解决了安全问题，且安装方便，等同于平板太阳能的安装，大大节省了安装费用及造价。

（5）利用半导体温差发电模块冷面传导的热能给冷却水箱的水加热，通过循环将冷却水箱的热水输出到储热水箱储存。冷却水箱上的水温度设定为60℃时，会起动电磁阀打开自来给冷却水箱上水，水温低于52℃时电磁阀关闭并停止加水，同时将热水顶入储热水箱存储。不仅能产生电能同时结合了太阳能热水器的效果，使得发电的同时并产生生活用水，一举多得。

附图说明

图1是本发明的太阳能光热半导体温差发电系统中集热器的结构示意图；